이산화탄소포집(carbon dioxide capture and storage CCS)

1 이산화탄소포집 개요

 1) 탄소포집 및 저장(carbon capture and storage ; CCS)

   - 이산화탄소배출이 많은 곳에서 CO2를 포집하여 운송하는 과정을 뜻함.

      * 대량의 탄소 배출원으로부터 이산화탄소등의 온실가스를 포집하여 이를 수송가능하게 만들고 적절한곳에 격리 저장하거나 전환하여 활용하는 기술을 통칭한다.

   - 시멘트공장, 바이오매스발전소, 천연가스처리, 합성연료공장, 개질수소생산공장 같은 산업시설에 적용됨.

   - 대기중 이산화탄소 추출도 가능하지만 연소원에 비해 CO2 농도가 낮아서 효율이 떨어진다.

 2) CCUS(carbon capture utilization & storage)

   - 이산화탄소의 저감을 위해 활용할 수 있는 다양한 기술들의 집합체를 뜻함.

   - 특히 수소생산과 연계되어 그레이수소생산에서 블루수소생산을 위한 방법으로 연구/적용중이다.(연소전 포집기술 이용)

 

2 이산화탄소포집 방법

 1) 연소후포집(post-combustion capture)

   - 화석연료의 연소후 이산화탄소가 제거되는 공정 적용.

 2) 연소전포집(pre-combustion capture)

   - 화학, 기체연료 및 전력 생산에 널리 적용된다.

   - 생성된 합성기체 중 일산화탄소를 이용하여 이산화탄소와 수소분자로 변환시킨다.

   - 화석연료의 연소후 배출가스가 대기압으로 팽창되기 전 고압의 이산화탄소 상태에서 제거한다.

 3) 산소연료연소포집(oxy-fuel combustion capture)

   - 공기 대신 산소를 연료로 사용한다

   - 배출가스의 순수한 이산화탄소 기체를 포집하기 위한 용도로 적용된다.

 

3 이산화탄소 분리기술

 1) 이산화탄소 분리 개요

   - 포집에는 아민을 이용한 흡수 또는 탄소 스크러빙(scrubbing)이 주로 이용된다.

   - 아민흡수제를 다량이용하여 포집하는 기술을 적용한다.

   - 금속유기골격체(metal-organic framework ; MOF)는 결정성 다공체로 이산화탄소를 효과적으로 포집할 수 있는 물질이다.

  2) 재생기술

   - 흡착제 및 흡수제를 재사용하기 위해 필요한 기술.

   - 배출가스로부터 이산화탄소를 포집한 흡착제 또는 아민용액으로부터 이산화탄소를 제거하는 재생단계가 필요하다.

 

4 이산화탄소의 활용