온실가스별 지구 온난화에 영향 미치는 비율 / 파리기후변화협정 / 탄소 포집 기술 (CCUS) 종류 및 장단점

지구 온난화

지구 온난화는 지구가 점차 평균 기온이 상승하는 현상을 일컫습니다. 그 이유는 이산화탄소, 메탄, 프레온가스(CFC), 질산 등의 물질들이 대기 중에 점차 늘어나면서 태양열을 점점 더 많이 흡수하여 지구의 온도를 높인다는 것입니다. 그중에서 가장 큰 영향을 미치는 물질은 이산화탄소입니다. 한 논문에 의하면 물질별로 온실효과에 기여하는 정도는 아래와 같다고 합니다. (출처 : Repensando práticas em educação ambiental: proposta de uma sequência didática, PA Falci, 2019)

 

 

이산화탄소 (CO2)	53%
메탄 (CH4)	17%
프레온가스 (CFC)	12%
질산 (NOx)	6%
기타	12%

이산화탄소가 53%로 온실효과에 가장 큰 영향을 미치는 물질로 추정되고 있습니다. 이 때문에 이산화탄소를 분리하여 저장하고, 또 다른 곳에 활용하는 방안에 대해 활발한 연구 개발이 이뤄지고 있습니다.

 

 

파리기후변화협정

2015년 12월 12일 파리에서 열린 21차 유엔 기후변화협약 당사국총회 본회의에서 195개 당사국이 채택한 협정으로, 미국의 오바마 전 대통령이 주도하여 지구의 평균 온도가 2℃ 이상 상승하지 않게 온실가스를 점진적으로 감축하는 내용입니다. (2℃ 목표, 1.5℃ 목표 달성 노력)

파리기후변화협정 이전에는 1997년 채택된 교토의정서가 기후변화에 대한 협정이었고, 선진국만을 온실가스 배출량 감축 의무 대상으로 했으나, 파리기후변화협정을 계기로 195개국 모두가 감축 의무를 지니게 되었습니다.

1997년 교토의정서가 2015년이 되어서 파리기후변화협정으로 대체 되었고, 2020년에는 파리기후변화협정에서 미국의 트럼프 전 대통령 주도로 미국이 탈퇴하게 되었습니다.

 

 

탄소 포집 기술 (CCUS, Carbon Capture Utilization and Storage)

탄소 포집 기술(CCUS)이란, 탄소가 포함된 유기화합물을 사용하고 배기가스로 나오는 탄소인 이산화탄소를 포집하여 다른 용도로 사용하거나 저장하여 대기로 이산화탄소가 방출되어 온실효과를 내는 것을 방지하기 위한 기술입니다.

탄소 포집 기술은 여러가지 방식으로 구현이 가능합니다.

• 흡착 (Adsorption)
• 흡수 (Absorption)
• 분리막 (Membrane)
• 그 외 개발 중 기술 (탄산염 형성 가능 화학물질)

 

 

탄소 포집 기술의 종류

구체적인 탄소 포집 기술 분류별 연구되고 있는 내용이나 상용화된 기술에 대해 알아보면 다음과 같습니다.

탄소 포집 기술 분류	기술 종류
흡착 (Adsorption)	(연구) 나노제올라이트(nano-zeolite)를 이용한 CO2 흡착
	(연구) 진공 흡착
	(연구) 염화콜린(choline chloride) 혼합물을 이용한 CO2 흡착
흡수 (Absorption)	(연구 - 파일럿) 탄산칼륨을 용매로 한 CO2 흡수
	(연구) 나노유체(TiO2, 이산화타이타늄 / Al2O3, 알루미나) 이용한 CO2 흡수
	(연구) 피퍼라진(piperazine)을 용매로 한 CO2 흡수
분리막 (Membrane)	(연구) hollow fiber 멤브레인을 통한 기체에서 CO2의 분리

 

 

각 탄소 포집 기술의 장단점

탄소 포집 기술	장점	단점
흡착	1) 운전 편리성 2) 흡착제의 재생(Regeneration) 비용 낮음	1) 기체 분리에 효율 낮음 2) 흡착제의 타겟 물질 선택성이 낮음
흡수	대형 플랜트에 적용하기에 효율적이고 경제적	1) 많은 양의 용매 소모, 용매 재사용성 낮음 2) 장비의 부식 가능성 높음 3) 용매 물질의 환경적 문제
분리막	1) 운전 편리성 2) 운전 비용 낮음	1) 적용 가능 용량이 낮음, 대형화 힘듬 2) 안정성이 떨어짐