IEA CCUS 프로젝트 데이터베이스를 통해 한눈에 보는

전세계 탄소 포집·활용·저장 프로젝트와 산업별 전망

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탄소포집, 활용 및 저장 (CCUS) 이란?

탄소중립을 실현하기 위한 주요 기술 중 하나로 CCUS(Carbon Capture, Utilization, and Storage)가 주목받고 있습니다. CCUS는 탄소 포집, 활용 및 저장을 의미하며, 탄소를 대기 중으로 배출하는 대신 포집하여 다양한 방식으로 활용하거나 안전하게 저장하는 과정으로 이루어집니다.

탄소 포집은 공장, 발전소 등에서 발생하는 이산화탄소를 배출 전에 포집하는 과정이며, 일반적으로 석유, 가스와 같은 화석 연료를 사용하는 산업에서 대규모로 발생하는 이산화탄소를 포집합니다. 이를 위해 화학적 흡수, 흡착, 막 분리 등의 다양한 기술이 활용됩니다. 이렇게 포집된 이산화탄소는 단순히 저장하는 것을 넘어서 다양한 산업적 용도로 활용될 수 있는데, 이산화탄소를 화학 제품의 원료로 사용하거나 시멘트 및 콘크리트 생산에 활용하여 건축 자재로 재활용할 수 있습니다. 최근에는 바이오연료 생산, 플라스틱 제조 등에 이산화탄소를 활용하는 기술도 개발되고 있습니다.

활용되지 않은 이산화탄소는 장기적으로 안전하게 저장해야 하는데, 이를 위해 이산화탄소를 지하 암반층에 주입하여 영구히 격리하는 방식을 도입하고 있습니다. 또한, 이산화탄소가 누출되지 않도록 설계되어 안정적인 저장소 역할이 가능한 염수층이나 고갈된 석유 및 가스전 등도 검토되고 있습니다.

전 세계 대규모 이산화탄소 포집, 운송, 저장 및 활용 프로젝트를 아우르는 IEA CCUS Project database

국제에너지기구(IEA)는 탄소 포집, 활용 및 저장(CCUS) 기술의 발전을 추적하기 위해 CCUS 프로젝트 데이터베이스를 구축했습니다. 이 데이터베이스는 1970년대 이후 전 세계에서 가동되었거나 계획 중인 모든 CO2 포집, 운송, 저장, 활용 프로젝트를 포함하고 있습니다. CCUS 프로젝트 데이터베이스는 연간 10만톤 이상의 CO2 포집 용량을 발표한 프로젝트(직접 공기 포집 시설은 연간 1,000톤 이상)를 대상으로 하며, 온실가스 감축 효과가 명확한 프로젝트들만 포함합니다.

이 데이터베이스는 온실가스 감축 기여도가 낮은 활용 경로(예: 식품 및 음료 산업)나 기존 산업 공정의 일부인 CO2 포집(예: 요소 생산을 위한 내부 사용), 그리고 자연 발생 이산화탄소를 사용한 석유 증진 회수(EOR)는 제외하고 있습니다. 또한, 이 데이터베이스는 수소 프로젝트 데이터베이스 및 청정 에너지 실증 프로젝트 데이터베이스와 같은 다른 기술 관련 추적 노력들을 보완하는 역할을 합니다.

섹터별/프로젝트 타입별 글로벌 CCUS 프로젝트 전망

IEA CCUS 프로젝트 데이터베이스에서, 포집(Capture), 포집·활용(CCU), 전주기(Full chain)로 프로젝트들을 CO2 배출원에 따라 섹터를 구분하여, 각 섹터별 어느 정도 규모의 CO2 가 포집되고 있는지를 분석하였습니다. 이 분석 결과에는 중단된 프로젝트와 저장 및 운송 관련 프로젝트는 포함되지 않았습니다. 이를 통해 모든 프로젝트가 계획된 설비 용량대로 가동된다는 가정 하에 2038년 이후 각 산업 분야에서 예상되는 CO2 포집 규모를 파악하고자 했습니다.

섹터 구분 0 25 50 75 100 125 전력 및 열 수소/암모니아 천연가스 처리/LNG 기타 연료 변환 바이오연료 시멘트 직접공기포집 화학 철강 기타산업 94.9 68.5 63.7 46.5 29.9 26.6 25.5 16.3 2.3 1.6 MTCO2/yr
* 전력 및 열  Power and heat

이산화탄소 배출원이 발전 및 난방 시설(폐기물 에너지 플랜트 포함)인 프로젝트

* 수소/암모니아  Hydrogen/ammonia

이산화탄소의 배출원이 off-site 수소 및 암모니아 생산 시설인 프로젝트. 단, On-site 수소 활용(ex. 철강, 정유, 비료 등)을 위해 CO2가 포집된 경우, 해당 응용분야로 분류

* 천연가스 처리/LNG  Natural gas processing/LNG

이산화탄소 배출원이 천연가스 처리공정 및 LNG 액화 및 정제시설인 프로젝트

* 기타연료 변환  Other fuel transformation

이산화탄소 배출원이 기타 연료변환 시설(정유소, 석탄가스화, 석탄액체화, 가스액체화 플랜트 등)인 프로젝트

* 바이오연료  Biofuels

이산화탄소 배출원이 바이오에탄올, 바이오디젤 및 바이오가스 시설인 프로젝트

* 시멘트  Cement

이산화탄소 배출원이 시멘트 및 석회 생산 시설인 프로젝트

* 직접 공기 포집  DAC

직접 공기 포집 플랜트

* 화학  Chemicals

이산화탄소 배출원이 화학제품 및 비료 생산 시설인 프로젝트

* 철강  Iron and steel

이산화탄소 배출원이 제철 및 제강 시설인 프로젝트

* 기타산업  Other industry

이산화탄소 배출원이 알루미늄 제련소, 펄프 및 제지 등 기타 산업인 프로젝트

projecttype
  • * 활용  CCU

    배출원이 명확한 CO2를 기후변화대응에 이로운 측면으로 포집·활용하는 프로젝트 (단, 요소 생산과 같이 내부 CO2 활용은 제외)

  • * 전주기  CCU

    배출원이 명확한 CO2를 기후변화대응에 이로운 측면으로 포집·활용하는 프로젝트 (단, 요소 생산과 같이 내부 CO2 활용은 제외)

  • * 포집  CCU

    배출원이 명확한 CO2를 기후변화대응에 이로운 측면으로 포집·활용하는 프로젝트 (단, 요소 생산과 같이 내부 CO2 활용은 제외)

  1. 01

    주요 섹터를 살펴보면 전력 및 열, 수소/암모니아, 기타 연료 변환, 바이오연료 섹터의 프로젝트는 대부분 포집을 목적으로 하는 것을 확인할 수 있습니다. 반면 천연가스 처리/LNG 섹터는 전주기를 다루는 프로젝트가 대부분을 차지하고 있습니다.

  2. 02

    전력 및 열 섹터에서 포집되는 이산화탄소가 연간 9천5백만톤 규모로 가장 많았고, 수소 및 암모니아 생산(off-site) 시설에서 연간 6천9백만톤, 천연가스/LNG 시설에서 연간 6천4백만톤이 포집될 것으로 예측됩니다.

  3. 03

    바이오연료, 시멘트, 직접공기포집의 역할도 중요할 것으로 보여집니다. 직접공기포집의 경우는 천연가스처리/LNG 섹터와 마찬가지로 전주기를 다루는 프로젝트가 주를 이룰 것으로 보입니다.

지역별/타입별
단위

MTCO2/yr

북미
  • 포집
    118.7
  • 전주기
    58.1
  • 활용
    3.1
유럽
  • 포집
    112.3
  • 전주기
    9.4
  • 활용
    6.4
중남미
  • 포집
    0
  • 전주기
    11
  • 활용
    0.1
아프리카
  • 포집
    0
  • 전주기
    1.6
  • 활용
    0
중동
  • 포집
    0
  • 전주기
    13.3
  • 활용
    0
아시아 태평양
  • 포집
    1
  • 전주기
    24.7
  • 활용
    2.6
호주 및 뉴질랜드
  • 포집
    8.7
  • 전주기
    5.8
  • 활용
    1
섹터별/지역별
단위

MTCO2/yr

  • 38.2
  • 29
  • 15.9
  • 28.4
  • 27.9
  • 5.5
  • 25.1
  • 7.5
  • 0.8
  • 1.5
  • 49.7
  • 33.1
  • 3.2
  • 13.9
  • 1.4
  • 21
  • 0.4
  • 4.6
  • 0.7
  • 0.1
  • 10.6
  • 0.6
  • 1.6
  • 0
  • 12.5
  • 0
  • 0.8
  • 6.2
  • 2
  • 9.9
  • 4.2
  • 0.1
  • 3.9
  • 0.8
  • 4.4
  • 10
  • 0.3
다음으로 CCUS 프로젝트의 지역별/섹터별 구분을 나타낸 그래프입니다.
전력 및 열과 수소/암모니아 섹터는 북미와 유럽 지역 모두에서 높은 규모를 나타냈지만, 다른 섹터의 경우 지역별로 규모의 정도가 다른 것을 확인할 수 있습니다. 직접공기포집의 경우 북미에서는 관련 설비가 많이 구축될 것으로 보이나, 유럽은 프로젝트가 거의 없는 것을 확인할 수 있습니다. 이렇게 지역별로 구분해보면 섹터별 차이가 있는 것을 확인할 수 있습니다.
마우스를 스크롤해 섹터별/지역별 그래프를 확인하세요
국가별/타입별
단위

MTCO2/yr

  • 1위 미국
  • 2위 영국
  • 3위 캐나다
  • 4위 네덜란드
  • 5위 호주
  • 6위 중국
  • 7위 브라질
  • 8위 그리스
  • 9위 인도네시아
  • 10위 카타르
북미
    • 포집
      95.9
    • 전주기
      56
    • 활용
      2.2
    • 포집
      95.9
      • 여러가지로 활용2
      • 원유회수 증진6
      • 저장48
    • 전주기
      56
      • 여러가지로 활용2
      • 원유회수 증진6
      • 저장48
    • 활용
      2.2
    • 포집
      22.9
    • 전주기
      2.1
    • 활용
      0.9
    • 포집
      22.9
      • 원유회수 증진6
      • 저장48
    • 전주기
      2.1
    • 활용
      0.9
유럽
    • 포집
      55.9
    • 전주기
      4.3
    • 포집
      55.9
    • 전주기
      4.3
    • 포집
      20
    • 전주기
      1.8
    • 활용
      1.3
    • 포집
      20
    • 전주기
      1.8
    • 활용
      1.3
    • 포집
      6.9
    • 포집
      6.9
    • 포집
      4.9
    • 활용
      1.1
    • 포집
      4.9
    • 활용
      1.1
    • 포집
      4
    • 전주기
      1.7
    • 포집
      0.3
    • 포집
      4
    • 전주기
      1.7
    • 활용
      0.3
    • 포집
      4
    • 활용
      1.2
    • 포집
      4
    • 활용
      1.2
    • 포집
      5.1
    • 활용
      0.1
    • 포집
      5.1
    • 활용
      0.1
    • 포집
      3.0
    • 활용
      0.9
    • 포집
      3.0
    • 활용
      0.9
    • 포집
      2.1
    • 포집
      2.1
    • 포집
      2
    • 포집
      2
아시아 태평양
    • 포집
      1
    • 전주기
      10.2
    • 활용
      1
    • 포집
      1
    • 전주기
      10.2
      • 여러가지로 활용2
      • 원유회수 증진6
    • 활용
      1.5
    • 전주기
      2
    • 전주기
      2
    • 전주기
      6.4
    • 전주기
      6.4
      • 여러가지로 활용2
      • 원유회수 증진6
    • 전주기
      3.3
    • 전주기
      3.3
    • 전주기
      11
    • 전주기
      11
중동
    • 전주기
      6.4
    • 전주기
      6.4
    • 전주기
      6.1
    • 전주기
      6.1
      • 여러가지로 활용2
      • 원유회수 증진6
    • 포집
      8.7
    • 전주기
      5.8
    • 활용
      1
    • 포집
      8.7
    • 전주기
      5.8
    • 활용
      1
  • 여러가지로 활용
  • 원유회수 증진
  • 저장
  • 활용
프로젝트 타입별로 CO2가 어떻게 처리되는지 범례를 통해 한단계 더 구분해 볼 수가 있습니다. 미국의 포집 프로젝트를 살펴보면 95.9MTCO2/yr의 포집 용량이 예상되는데, 포집된 대부분의 CO2는 저장이 되는 것을 확인할 수 있으며, 전주기 프로젝트의 경우 저장과 더불어 원유회수증진으로도 CO2가 처리될 것이라는 것을 확인할 수 있습니다. 브라질의 경우 모든 CCUS 프로젝트가 원유회수증진을 염두해두고 있는 것을 확인할 수 있습니다.
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탄소의 전주기 흐름

아래 생키 다이어그램(Sankey Diagram)은 위에서 살펴본 내용을 하나의 흐름으로 나타낸 것입니다.

  1. 01

    이 생키 다이어그램을 통해 섹터 프로젝트 타입 지역별 흐름을 파악할 수 있습니다. 각 흐름의 굵기는 연간 이산화탄소 포집 용량(MtCO2/yr)을 의미합니다.

  2. 02

    우선 왼쪽의 섹터 프로젝트 타입의 흐름은 이산화탄소 배출원별로 어떤 프로젝트 타입에 속하는지 확인할 수 있습니다.
    그리고 프로젝트 타입 지역의 흐름을 통해 프로젝트 타입별로 처리된 이산화탄소가 어떤 지역에 위치하는지 확인할 수 있습니다.

  3. 03

    프로젝트 타입 기준으로 보면 저장과 원유회수증진 타입이 큰 비중을 차지하며, 지역기준으로 살펴보면 북미와 유럽이 CCUS 프로젝트의 큰 비중을 나타내는 것을 확인할 수 있습니다.

  4. 04

    이외에도 상세하게 파악하고 싶은 흐름에 마우스를 올리면 그 흐름이 강조되어 나타나고, 특정 요소에 마우스를 올리면 그 요소와 직접적으로 연관된 모든 흐름이 강조됩니다.

탄소중립에 있어 CCUS의 역할

CCUS는 탈탄소화가 어려운 산업 분야에서 특히 유용한 기술로, 시멘트, 철강, 화학 산업과 같이 에너지 사용량이 많고 높은 탄소 배출을 수반하는 분야에 혁신적인 해결책을 제공할 수 있을 것입니다. 탄소 배출이 불가피한 산업에서도 CCUS 기술을 통해 대규모 배출 감축이 가능하며, 이를 통해 기후 변화 완화에 큰 기여를 할 수 있습니다. 더 나아가, CCUS는 기존 화석 연료 기반 에너지 시스템을 점진적으로 탄소중립 목표에 맞추는 데 중요한 역할을 하여, 탄소중립 실현에 있어 핵심적인 기술로 자리잡을 것입니다. CCUS 기술이 발전함에 따라 다양한 산업에서 탈탄소화가 가능해지며, 지속 가능한 산업 구조로의 전환이 가속화될 것입니다.

전 세계적으로 CCUS 기술에 대한 관심과 투자가 활발하게 이루어지고 있으며, 각국 정부는 CCUS 연구개발 지원, 인프라 구축, 법적 규제 정비 등을 통해 이를 적극 지원하고 있습니다. 특히, CCUS 기술이 상업적 성공을 거두고 널리 확산되기 위해서는 초기 비용 부담을 줄이는 해결책이 필요하며, 이를 위해 탄소 가격제 도입 등 경제적 인센티브가 중요한 역할을 할 것입니다. 이러한 지원과 함께 CCUS는 국가와 산업에서 온실가스 감축 효과를 명확히 입증할 것입니다. CCUS 기술은 앞으로 지속 가능한 지구 환경과 경제적 발전을 동시에 이끌어갈 핵심 요소로 자리 잡을 것입니다.