▲ 블루수소 생산 위한 하이브리드식 CO₂ 포집 액화공정 기술 개발  

   … 회수율 90%, 순도 95% 이상의 저에너지 CO₂ 포집기술 확보 및 국산화 

   … 33개월간 총 335억원 투입으로 일일 100톤 이상 포집 및 활용 공정 개발

▲ 12개 기관 공동 참여로 실증연구 수행 후 친환경 블루수소 사업화에 활용 예정

   … 액화탄산 직접 활용, 특수가스, 합성연료 및 화학제품 생산 등에 활용 가능

   … 대한민국 대표 CO_₂ 포집기술로 탄소중립 이행 및 수소경제사회 달성 목표

현대건설이 과학기술정보통신부 CCU(Carbon Capture, Utilization: 이산화탄소 포집 및 활용)분야 국책과제의 주관 연구개발 기관으로 선정되어 6월 8일 협약을 체결하였다.

이번 과제는 총 연구비 335억원 규모(정부지원개발비 195억원)의 ‘블루수소 생산을 위한 하이브리드식 CO₂ 포집 액화공정의 최적화 및 실증’ 과제로 일일 100톤 이상의 CO₂를 포집하고 활용하는 공정을 개발하는 것이며, 평택수소특화지구에서 현장실증을 거친 후 연간 100만톤급 상용화 공정 설계수행을 통해 기술내재화를 목표로 하고 있다. 

총 연구기간은 33개월로 과제종료 후 상업운전을 계획하고 있는 산업연계형 연구로 세 가지의 포집공정(습식, 분리막, VSA (Vacuum Swing Adsorption))을 활용한 하이브리드형 CO₂ 포집·액화 공정이 적용될 예정이다. 과제 목표는 회수율 90%, 순도 95% 이상의 저에너지 CO₂ 포집∙액화 기술을 개발하는 것이며, 세계 수준의 기술 확보와 국산화를 목표로 하고 있어 대한민국의 블루수소 생산분야 핵심기술 확보에 많은 기여를 할 수 있을 것으로 전망된다. 

본 국책 과제는 현대건설(총괄 주관, 설계/시공 및 습식포집기술)과 현대자동차(블루수소 친환경성 검증 및 수소 생산/CO₂ 포집 등 경제성 분석), 롯데케미칼(분리막포집기술), 에너지기술연구원(VSA, Vacuum Swing Adsorption 포집기술), 맑은환경산업(플랜트 제작), 이도(운영), 한국특수가스(액화탄산 활용) 및 유명 대학 등 12개 기관이 공동으로 참여하고 있고, 실증 연구 수행 후 친환경 블루수소 사업화에 활용할 계획이다.

[ Pilot Plant ]

기술개발 완료 후에는 기술 이전 등을 통해 대규모 이산화탄소가 발생하는 사업장(블루수소 생산플랜트, 중/소규모 소각로, LNG 연소 보일러, 석유화학 공장 등)으로 적용을 확대해 나갈 계획이다. 또한, 포집된 CO_₂는 액화 공정을 거쳐 액화탄산을 직접 활용하거나 고순도 정제 공정 후 특수 가스로 판매 또는 화학적 전환을 통해 합성 연료와 화학 제품 생산 등에 활용하기 위해 관련 기관들과 긴밀한 협력 관계를 구축할 예정이다.

현대건설은 지난 2월 21일 CCUS(Carbon capture and storage; 탄소 포집·활용·저장기술) 분야 연구 개발 기술 협력 및 실증 사업 추진을 위해 현대자동차와 업무 협약을 체결하였다. 현대건설이 보유하게 된 CO₂ 습식포집기술은 한국에너지기술연구원에서 개발한 CO₂ 액상 흡수제를 핵심 기술로 하고 있으며, 선진사 대비 동등 이상의 성능 및 경제적인 운전 가능한 검증된 원천 기술로 이번 국책 과제의 실증 운영을 통해 상용화급 원천 기술을 개발할 예정이다.

롯데케미칼은 2021년 3월, 국내화학업계최초로 여수공장납사분해공장(NCC) 배기가스를 대상으로기체분리막 포집기술을 적용하여 최적의 공정 및 기술을 확보하였다. 실증경험과 기술을 기반으로, 2023년 하반기 상업생산을 목표로 충남대산공장에 탄소포집설계를 진행하고 있다. 포집한 CO₂는 전기차용 배터리전해액 유기용매 소재인 고순도 EC, DMC의 원료로 사용될 계획이다. 롯데케미칼은 2030년까지 CO₂ 포집 및 활용규모를 연간 50만톤 규모까지 확장하여, 대산공장을 시작으로 다른 생산기지에도 적용을 목표하고 있다.

한국에너지기술연구원이 담당한 흡착 기술인 VSA(Vacuum Swing Adsorption)기술은 블루수소 생산 플랜트처럼 고농도 CO₂ 배출원에 적용 시 CO₂ 포집 비용을 절감할 수 있는 기술이며, 이번 실증 연구를 통하여 더욱 향상된 경제성 및 공정 성능 확보로 블루수소 산업을 견인하는데 기여할 것으로 기대된다. 플랜트 운영사로 참여하고 있는 ㈜이도는 폐기물 처리 등 전국적인 친환경 사업을 운영하고 있는 전문 노하우를 바탕으로 국책 과제 종료 후 상업 운전을 통해 탄소배출권 확보 및 액체탄산 판매 등을 담당하게 된다. 향후 이도는 오산소각장 등 소유 중인 다른 환경 사업장에도 CCU를 적용하는 등 관련 사업을 확대하는 한편, 탄소 중립 정책에 적극 동참한다는 방침이다. 

이처럼 현대건설을 비롯한 모든 참여 기업들은 “본 국책 과제를 통해 탄소 중립 이행에 따른 신규 시장 참여 및 실증 사업을 단계적으로 준비하고 있고, 향후 블루수소 생산 시설에서의 탄소 포집 사업의 선도적 지위 확보에 대한 큰 기대를 모으고 있다”고 밝혔으며, 총괄 주관기관인 현대건설 기술연구원은 “세계 최고 수준의 CCUS 기술 개발과 사업 추진을 통해 2050 국가 탄소중립이행에 앞장서겠다”는 강한 의지를 표명하였다.