긴급 수배, 이산화탄소를 잡아라

긴급 수배, 이산화탄소를 잡아라

 

언제부터인가 우리 식탁의 겨울철 단골 메뉴인 명태가 동해에서 잡히지 않는 어종이 되고, 제주도 특산품인 한라봉이 나주, 거제에서도 재배되기 시작했다. 이러한 생태계의 변화와 농작물 재배 한계선의 변화는 지구 온난화로 인한 기온상승에 기인한 것으로, 이러한 지구 온난화는 온실가스인 이산화탄소가 가장 큰 주범으로 알려지고 있다.

 

따라서, 이산화탄소를 줄이기 위한 국제적인 노력이 진행되고 있고, 기술적으로는 이산화탄소를 회수하는 방법이 가장 현실적인 대안으로 연구되고 있다. 이산화탄소 회수기술은 습식 회수 기술, 건식 회수 기술, 막분리법 등이 있으며, 이중 상업화에 가장 접근한 기술로 아민계 화합물 등을 용매흡수제로 이용하는 습식 회수 기술과 알칼리금속계 건식흡수제 등을 이용하는 건식 회수 기술이 있다.

 

특허청(청장 고정식)의 자료에 의하면, 이산화탄소 저감에 대한 국제적 관심이 집중되기 시작한 1990년 이후 우리나라를 포함한 미국, 일본 및 유럽의 이산화탄소 저감 관련 출원이 꾸준히 증가하고 있는데 반하여(2001~2007년 평균 증가율: 11.7%), 국내 출원의 경우에는 주요 국가의 평균 증가율보다 훨씬 높은 44.2%(2001~2007년 기준)의 증가율을 보이고 있는 바(붙임 2. 참조), 이는 한국전력공사(특허출원 점유율: 10.9%), 한국에너지기술연구원(9.3%), POSCO(8.5%), 다우 글로벌 테크놀로지스 (5.4%) 등과 같은 선도적 기업들의 공격적인 특허출원에 기인한 것으로 파악되며(붙임 3. 참조), 또한, 2000년대 이전에는 특허출원 중 내국인 비율은 12.9%에 불과했으나, 2000년대 이후에는 내국인 출원비율이 60.2%에 이를 정도로 국내기업 및 연구소의 관심이 크게 증대했다는 것을 보여주고 있다.

 

더 나아가, 이산화탄소 저감기술 관련 기술분야별 출원 추이를 살펴보면, 습식 회수 관련 출원이 전체 출원의 55.4%로 건식 회수 관련 출원 비율을 상회하고 있는바, 이러한 결과는 이산화탄소를 원료 등으로 얻기 위해 암모니아 내지 아민계 화합물을 이용한 습식 회수 연구가 1960년대 이전부터 많이 진행되었기 때문이며, 최근 석탄가스화복합발전(Integrated Gasification Combined Cycle) 등에 대한 연구가 활발해짐에 따라 점차 건식 회수 관련 출원이 증가하고 있는 추세이다.

 

마지막으로, 세부 기술분야별 출원 동향을 살피면, 습식 회수의 경우 아민계 흡수제를 이용한 출원이 53.2%, 암모니아를 이용한 출원이 14% 차지하며(붙임 5. 참조), 흡수제 등 신규한 물질에 특징이 있는 발명이 18.8%에 불과하고, 회수 공정 자체에 특징이 있는 발명이 81.2%로 다수를 차지하고 있음을 알 수 있으며, 건식 회수의 경우 고압ㆍ고온의 공정에 강점이 있어 연소전 회수공정 분야 출원이 54.8%로 연소후 회수공정 출원에 비해 높고, 연소전 회수공정이 적용되는 석탄가스화복합발전(Integrated Gasification Combined Cycle)이 상업화되면 향후 이에 대한 출원이 더욱 증가할 것으로 예견된다.

이산화탄소 회수공정은 2010년 중반이후 이산화탄소 배출량이 많은 발전(發電), 철강, 시멘트 등의 에너지 다소비 산업분야에서 적용될 전망이지만, 이산화탄소 회수 기술은 아직 상업화가 된 예가 없고,

 

특별한 원천특허가 없는 잠재력이 큰 무주공산(無主空山)의 기술영역이다. 따라서, 신규 R&D 기획을 통한 기술개발과 특허 라이센싱 등을 통해 선제적으로 대응해 나아갈 필요가 있다. 특히, 회수되는 이산화탄소를 저장하거나 처리하는 비용이 상당하므로(현재 화력발전소 배가스에서 이산화탄소 1톤을 포집하고 저장하는 비용이 50$ 이상 소요되어 전력생산단가가 60~70% 증가하는 것으로 보고됨), 획기적인 처리비용의 감축을 위해 신규 흡수제 및 새로운 공정 개발의 필요성이 높아지고 있다.

 

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