폐 동해가스전에 대량의 이산화탄소 저장소 추진 '주목'

석유화학, 철강 광양만권 기업 CCU보다 CCS 유리할 듯

여수국가산단 전경 <자료사진>

=탄소감축, 이산화탄소 저장 부상

2030온실가스 감축목표 및 2050탄소중립 실현은 여수국가산단 석유화학산업의 미래를 결정할 중요한 과제로 떠올랐다.

탄소중립이 곧 산업경쟁력으로 인정되는 만큼 국내 산업계도 일대 변화의 바람이 불어오고 있다. 특히 석유화학 기업이 몰려있는 여수국가산단은 CCUS(Carbon Capture Utilization & Storage)에 주목하고 있다.

CCUS는 화석연료 사용 과정에서 배출되는 탄소를 포집해 저장하거나 활용하는 기술, 화석연료로부터 나오는 탄소를 모아 저장하는 CCS(Carbon Capture & Storage)와 포집한 탄소를 유용하게 활용하는 CCU(Carbon Capture & Utilization)을 모두 포함하는 개념이다.

정부 CCUS(탄소포집·활용·저장) 사용화 추진전략을 보면 2023년 신규사업으로 2030온실가스 감축목표 및 2050탄소중립 이행에 필요한 대규모 이산화탄소 저장소 확보를 위해 한반도 인접 해역 종합탐사 추진이 눈에 띈다.

이산화탄소는 특정한 온도와 압력 조건에서 부피가 크게 감소한다. 해당 조건은 바로 온도 31도, 압력 7.4㎫(메가파스칼)이다. 7.4㎫은 수심 약 740ｍ에서 나타나는 압력이다. 학술적인 용어로는 ‘초임계 상태’이다.

땅 밑에 이런 이산화탄소를 저장할 만한 공간을 지닌 지층이 있다. 그 위쪽에는 매우 치밀한 지층이 있다면 하부에 저장된 이산화탄소는 빠져나가지 않게 된다. 이산화탄소를 저장할 좋은 최적의 조건이다.

국내 일부 기업에서는 이산화탄소 저장으로 CCS 전 밸류체인을 형성하려는 움직임이 가시화되고 있다. 다만, 기업들은 국내 이산화탄소를 저장할 마땅한 저장지가 부족해 해외로 눈을 돌리고 있다.

먼저 셰퍼드 프로젝트는 울산, 여수산업단지에서 발생하는 이산화탄소를 포집해 말레이시아(사라왁)로 이송·저장하는 사업이다. 한국석유공사, 한화, 에어리퀴드코리아, 쉘 등 4개 기업이 합류했다.

포스코인터내셔널은 포스코그룹 철광석 제련 과정에서 배출되는 이산화탄소를 말레이시아로 이송·저장하는 사업타당성을 분석 중이다. 또 SK E&S는 블루수소 생산 뒤 배출하게 될 탄소를 포집해 동티모르 고갈 가스전에 격리한다는 계획이다.

동해가스전 <자료사진>

= 국내 동해가스전 이산화탄소 저장 상용화 추진 나서

국내에서는 추진되는 이산화탄소 저장 프로젝트는 ‘호주 오트웨이 센터’와 유사한 조건을 갖춘 폐 동해가스전이 주목받는다.

호주 오트웨이 센터는 총 9만 5천통의 이산화탄소가 저장됐다. 지하 2천 미터의 고갈가스전과 대염수층에 이산화탄소를 저장할 수 있는 조건을 갖췄다.

1998년 발견된 동해가스전은 울산에서 남동쪽으로 58㎞ 지점에 있다. 2021년 12월 가스생산을 종료한 국내 유일의 석유자원 생산시설이었다. 고갈된 저류층은 충분한 용량의 저장공간을 확보하고 있어 최적지로 부상했다.

지난 7월 한국석유공사와 현대건설은 동해가스전 활용 CCS 실증사업 사전 기본설계(Pre-FEED) 수행을 위한 계약을 체결해 주목받았다.

동해가스전 CCS 실증사업은 연간 120만 톤의 이산화탄소를 포집·저장하는 프로젝트로 국가 온실가스 감축 목표(NDC) 달성과 안전하고 경제적인 CCS실현을 통한 기술 상용화를 목표로 한다.

다만 국내 CCS 상용화에 저장과정에서 지진 등 부작용과 주민 민원 마찰 문제점이 선결과제다.

여수국가산단 전경 <자료사진>

= 석유화학 장치산업 여수산단 장기적 CCS가 유리(?)

대규모 장치산업인 석유화학 기업이 몰린 여수산단의 경우 포집한 탄소를 재활용하기에는 채산성이 떨어진다. 기업들이 기존 시설 이외 추가로 설비를 갖춰야하는 비용부담이 발생한다. 

당장 탄소배출량을 줄일 수 없다면 이산화탄소를 포집해 땅에 저장시키는 방안이 대안으로 제시된다.

그래서 단기간에 이산화탄소 배출을 줄이기 어려운 시멘트, 석유화학, 철강 등의 산업에 대량 감축수단으로 CCS가 떠오르고 있다. 배출된 이산화탄소를 포집해 국내외 폐 가스전으로 이동·저장시키는 것이다.

여기에도 문제는 있다. 여수산단에서 CCS를 추진하기에는 초기투자비용이 크고 제도·정책적 변수가 리스크다. 

산단에서 배출된 이산화탄소를 포집해 전용 관로를 통해 임시 저장소로 이동시켜 저장해야 한다. 고압상태 액화로 변환시킬 시설과 저장 탱크뿐만 아니라 가스전으로 이동시킬 전용선박도 필요하다.

또한 국내 탄소배출권 가격이 톤당 3만 원대로 탄소포집 비용보다 낮은 것도 문제점이다. 외국과 비교해 비싼 비용이 걸림돌이지만 향후 기술발전과 추세를 감안하면 역전은 불가피해 보인다.

국내 가스전 개발 뿐만 아니라 산단 내 이산화탄소 포집과 이동과정에서도 정부 외교·기술·제도적 지원이 뒤따라야한다. 정부의 국내외 대규모 이산화탄소 저장소 확보를 위한 추진 과정에 보조를 맞춰가며 기업들도 적극 지원을 요청할 필요가 있다.

김병곤 기자  bibongsan801@naver.com

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