CCUS 반대, 가장 큰 이유는 ‘경제성·실효성’
CCS 성공 전제로한 대규모 석유개발, 리스크 커
[에너지신문] 전 세계가 탄소중립 달성 방안을 고민하고 있는 가운데 산업활동에 불가피하게 배출되는 온실가스를 직접 처리하기 위한 수단으로 탄소포집·활용·저장(Carbon Capture, Utilization and Storage, CCUS) 기술에 대한 관심이 고조되고 있다.
CCUS 기술은 발전 및 산업 공정에서 대량으로 배출되는 이산화탄소를 선택적으로 분리, 포집한 후 포집된 이산화탄소를 활용하는지 또는 저장하는지에 따라 탄소포집활용(Carbon Capture Utilization, CCU)기술과 탄소포집저장(Carbon Capture Storage, CCS) 기술로 나뉜다.
국제에너지기구(IEA)는 CCUS 기술이 2050년 탄소중립 실현을 위한 핵심 수단이며, CCUS 기술의 탄소중립 기여도가 18% 수준이 될 것으로 전망하고 있다.
독일 및 영국을 위시한 EU, 미국, 캐나다 등 주요국들은 탄소중립 전략 기술로서 CCUS에 대한 투자 및 지원을 크게 강화하고 있으며, 최근 정부뿐 아니라 민간 차원의 기술개발 및 사업화도 확대하고 있는 추세이다.
이처럼 CCUS에 대한 기대가 커지는 가운데 이를 둘러싼 우려의 목소리도 반대적으로 커지고 있는 상황으로, 2021년 7월에는 CCUS 사업을 가장 오랫동안 추진해 왔던 미국 내에서도 500개 국제 시민단체들이 미국, 캐나다 정부에 CCUS 사업에 대한 정부 보조금의 중단을 요구하는 공개서한을 전달하는 등 CCUS의 실효성과 환경성이라는 측면에서 논란이 끊이지 않고 있다.
이처럼 CCUS에 대한 엇갈린 움직임이 나타나고 있어, 찬반론의 주요 근거를 바탕으로 CCUS를 균형 잡힌 시각에서 바라볼 필요가 있다.
IEA 및 기후변화에 관한 정부간 협의체(IPCC) 등은 CCUS가 산업부문 탈탄소화와 청청수소 생산에 필수적이라는 점을 들어 긍정적인 시각을 견지하고 있다.
먼저 2021년 IEA는 2050년 탄소중립 달성을 위한 CCUS 기술의 기여도를 총 감축량의 18% 수준으로 제시했고, 특히 중공업 부문에서 CCUS 기술의 기여도는 30% 수준으로 높게 나타날 것으로 예상했다. 이는 단일 기술로는 가장 높은 감축기여도이다.
산업 부문의 감축경로 이행을 위해서는 2030~2040년 사이에 추가적인 감축 수단의 활용이 필요하며, 이때 CCUS를 사실상 가장 주요한 감축 수단으로 보고 있는 것이다.
또한 CCU의 경우, 포집한 CO2를 화학물질 및 연료물질로 전환하고 활용함으로써 산업자원의 효율성을 향상시키고, 순환경제 사회 전환에 기여할 수 있다고 믿고 있다.
이는 CCUS가 탄소중립 이행 과정에서 산업 부문의 탈탄소화뿐만 아니라 자원순환 촉진을 위한 중요한 전략적 가치의 제공이 가능할 수 있다는 의미이다.
또한 탄소중립 시대의 주요한 에너지 전환 및 산업 부문 탈탄소화의 기반이 되는 청정수소의 공급에 있어서도 CCUS가 핵심기술로서 역할을 담당할 것이라는 긍정적인 전망을 하고 있다.
이는 신재생에너지에 기반한 그린수소 생산이 상용화를 거쳐 상업화되기까지 상당한 시간이 필요하므로 과도기적 단계에서 천연가스 개질을 통한 블루수소 생산을 위해 CCUS 기술의 접목이 필요하다는 주장이다.
한편 CCUS는 기존 화석연료 기반의 설비들을 단기간에 폐기하지 않고 기존 자산을 활용하면서 CO2를 처리하는 대안이므로 발전과 산업 부문의 탄소중립 연착륙을 유도하는 데 크게 기여할 수 있다.
현재 CCUS가 직면하고 있는 낮은 기술완성도, 미흡한 가격 경쟁력, 높은 정책 의존도, 저장소 탐색의 어려움과 사회적 수용성 등의 부정적 이슈 역시 전 세계적으로 확대되는 R&D 투자와 정책적인 지원을 통해 극복이 가능할 것으로 전망하는 등 IEA 및 IPCC를 포함한 주요 국제기관들은 일관되게 CCUS가 글로벌 탄소중립 달성을 위한 필수불가결한 수단이라는 점을 적극적으로 강조하고 있다.
이에 반해 CCUS를 둘러싼 우려의 목소리도 지속적으로 커지는 상황으로 부정적 시각 역시 설득력을 얻고 있다.
국제환경법센터(Center for International Environmental Law, CIEL), 등은 높은 비용과 낮은 효과를 들어 CCUS는 비효율적이며 청정에너지로의 전환을 저해할 수 있다고 주장하고 있다.
즉, CCUS에 반대 목소리를 내는 주요 기관들이 지적하는 가장 큰 문제점은 CCUS의 경제성과 실효성이 부족하다는 측면으로, CCUS의 대규모 상용화를 위해서 천문학적 비용이 수반되는 데 비해 전 세계 CO2 배출량을 의미 있는 수준으로 감축하기 어렵다는 점을 지적하고 있다.
일례로, 세계 최대 규모의 호주 Gorgon 가스전 CCS 사업의 경우, 총 30억 호주달러(2조 6600억원)를 투자했으나 실제 저장한 CO2는 130만톤에 불과한 사실과 미국 텍사스 주 석탄화력발전소를 통한 Petra Nova CCS 사업 및 캐나다 Boundary Dam CCS 사업에서의 미미한 온실가스 감축효과 결과는 이러한 지적에 대한 논리를 뒷받침한다.
CCUS는 기본적으로 CO2의 포집, 운송, 활용, 저장의 각 단계에서 에너지를 추가적으로 사용해야 하는 한계가 존재한다.
특히 CCU를 통한 실질적인 CO2 감축은 포집과 전환 과정에서 100% 청정에너지를 사용해야 하며, 최종 제품 내 CO2의 영구 격리 등이 전제될 때 가능하다는 라드바우드대학교 기후변화연구원의 발표를 근거로 CCU기술은 포집 및 전환과 사용의 전 과정에서 실제 CO2의 감축효과는 거의 없다는 분석까지도 제시되고 있다.
또한 신규 석유·천연가스 개발 사업이나 석탄 및 가스 발전설비의 수명을 연장하기 위해 CCUS와 결합하여 경제성을 확보하고 투자자금을 조달하는 사례가 다수 존재한다.
때문에 CCUS가 탄소중립 전환을 촉진하기보다는 오히려 기존 화석연료의 추가 개발이나 수명을 연장하고, 신규로 사업을 시작하는 근거로 활용돼 청정에너지 전환을 지연시킨다는 비판이 커지는 상황이다.
2020년 기준으로 상업 운영중인 CCUS 설비의 80% 이상이 석유개발 업체의 석유회수증진(Enhanced Oil Recovery, EOR) 사업에 사용되고 있는데, EOR 사업은 온실가스 저감보다는 화석연료 개발 사업에 더 가까우므로 CCUS의 본질적인 목적을 달성하기 위해 사용된다고 보기 어려운 사업이다.
이와 같이 현재까지 대규모 CCS가 안정적으로 실증된 사례가 없는 상황에서 CCS의 성공을 전제로 대규모 석유개발 사업을 진행하는 것은 온실가스 대량 배출로 이어질 위험성이 크며, 결국 투자자와 사업자의 재무적 위험으로 발전할 가능성 역시 매우 크다고 판단할 수 있다.
한편 2020년 2월 미국 미시시피주 사타티아에서 발생한 CO2 운반파이프 파열 사고 사례는 포집된 CO2의 운송, 저장에 따른 다양한 환경오염이나 안전사고 위험에 대한 우려로 작용하고 있다.
CCUS 설비에서 누출 사고가 발생하면 고농도 CO2가 지하수와 토양에 영향을 미칠 수 있으며, 지층에 고압의 탄소를 주입하면서 지진 활동이 유발될 수 있는 가능성 또한 존재하기 때문이다.
탄소중립에서 CCUS의 역할을 바라볼 때, 국제 사회의 다양한 논란과 시민단체의 비판에도 불구하고 유력한 감축 수단으로 CCUS가 끊임없이 등장하는 이유는 지구 온도 1.5℃의 제한이라는 글로벌 목표를 달성하기 위해서는 제한적으로라도 CCUS의 도입이 불가피하기 때문이다.
그러나 아직 CCUS 기술은 상용화를 위한 추가적인 연구개발 기간과 비용이 필요하며, 시장이 형성되기 시작하는 초기 단계로 기업이 공격적으로 CCUS 사업에 뛰어들기에는 많은 위험 요소가 존재한다.
특히 우리나라는 저장소가 확보되지 못해 해외 저장소로의 수송 비용을 고려할 때 경제성이 낮아지며, 국내 배출권거래제 탄소가격이 EU에 비해 낮아 CCUS 사업을 통한 수익성이 보장되지 않는다.
또한 아직 CCUS 기술을 대상으로 하는 단일법이 제정돼 있지 않아 기술 단계별로 다른 법의 적용을 받고 있으며, 각 법률에 따라 관할부처가 다양해 인허가에 복잡한 행정절차가 필요하다.
다행히 2023년 2월 CCUS 단일법 제정을 위해 ‘이산화탄소 포집·수송·저장 및 활용에 관한 법률안’이 발의됐으며, 9월에는 ‘이산화탄소 포집·수송·저장 및 활용에 관한 법률안(CCUS 법안)’과 이와 연계돼 CCUS 기업과 지원시설이 입주한 단지에 임대료를 감면하는 내용의 ‘국유재산특례제한법 일부개정법률안’이 발의돼 CCUS 단일법 제정에 대한 기대감이 높아지고 있다.
CCUS 민간 투자 활성화를 위해서는 단일법의 조속한 제정과 더불어 기술 선도국 사례와 같이 대규모 CCUS 사업에 정부 보조금을 지급하거나 포집·활용·저장된 이산화탄소에 대한 세금 공제, 탄소차액계약제(Carbon Contracts for Difference, CCfD)를 통한 운영비 지원 등과 같은 구체적인 지원 방안이 마련돼야 할 것이다.
최근 정부와 산업계에서 구체적이고 현실적인 계획의 뒷받침 없이 CCUS 기술을 마치 탄소중립 달성을 위한 만능 해결책으로 판단하는 것에 대한 우려와 비판의 목소리가 나오고 있다.
탄소중립을 위한 본질적인 문제에서 CCUS 기술에 대한 과도한 기대, 지나친 기술 낙관주의에 치우쳐 불확실성이 큰 미래 기술에 대해 현재 감내해야 할 부담을 일방적으로 떠넘길 수 있다는 우려가 함께 존재한다는 점이다.
현재 세계 각국의 정책적 지원과 투자, 민간부문의 참여 확대 등으로 글로벌 CCUS 시장은 빠른 속도로 성장하고 있으며, 적용 분야도 확대될 것으로 전망하고 있다.
반면 우리나라의 경우, 대규모 저장소 확보 등의 여건을 고려할 때 EU나 미국 등과는 다른 방향의 접근이 필요하며, CCUS가 매우 제한적인 역할을 할 가능성도 존재한다.
따라서 탄소중립 달성을 위한 CCUS의 역할은 결국 지역 및 국가별 최적의 감축수단 조합 측면에서 CCUS의 기여도를 어디까지 인정할 것인가의 문제로 볼 수 있다.
향후 정부와 산업계는 CCUS 기술에 대한 지속적인 관심과 투자를 이어 나가는 동시에 기술의 현실적인 적용 가능성, 유용성과 한계를 잘 평가하는 균형적 차원의 전략을 발굴해 나가는 것이 탄소중립 목표 달성에 중요한 과제가 될 것이다.
연구기관을 포함한 학계 역시 탄소저장소의 저장효율 및 안정성 향상 관련 기초·원천기술 확보와 탄소를 활용한 고부가 제품 생산 확대를 위한 차세대 활용 기술 등 CCUS 한계 극복을 위해 차별화된 기술개발에 집중해야 할 것이다.