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[콘크리트의 변신] 이산화탄소 줄이고, 잡고, 활용한다
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[콘크리트의 변신] 이산화탄소 줄이고, 잡고, 활용한다
  • 김민철 기자
  • 승인 2021.09.06 11:28
  • 댓글 0
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콘크리트에 필수적인 시멘트는 대표적인 이산화탄소 배출 산업
새로운 기술 적용과 이산화탄소 포집 및 활용으로 개선되는 중
국가 단위의 지원과 기술 개발도 진행. CCUS의 시작점

더 높게, 더 높게 마천루 경쟁이 한창이다. 우리나라만 하더라도 수도권과 부산에 집중되던 50층 이상의 초고층 아파트가 전국적으로 확산되고 있다. 초고층 건축물이 일반화되는 것은 콘크리트와 철근의 발전과 궤를 함께하는데 항상 반갑기만 한 것은 아니다. 특히 환경을 고려해야 하는 시대에서 콘크리트는 개선이 필요하다.

콘크리트를 제조하는데 필수적인 시멘트는 전 세계 기준으로 연간 40억 톤 이상 생산된다. 시멘트는 생산과정에서 탄산칼슘을 가열하는 과정을 거치는데 이때 대표적인 온실가스인 이산화탄소(CO2)가 다량 배출된다. 그 정도는 시멘트 1톤에 약 1톤의 이산화탄소가 발생하는 수준이다. 이로 인해 시멘트산업은 전 세계 이산화탄소 배출량의 8%를 차지하는데 이는 단일국가와 비교했을 때 중국과 미국에 이어 3번째로 많은 양이다.

국제에너지기구(IEA)의 2017년 보고서에 따르면 세계 시멘트 생산량은 향후 30년 동안 연간 50억 톤 이상으로 증가할 것으로 예상하고 있다. 저개발 국가들의 경제 발전과 급속한 도시화로 새로운 건물에 대한 수요가 증가할 것이고 필연적으로 콘크리트와 시멘트에 대한 수요 역시 늘어날 것으로 보는 것이다. 그만큼 온실가스 발생도 증가하는 것은 당연하기 때문에 국가와 기업단위의 관심과 노력이 필요한 상황이다.

미국 뉴저지 주의 친환경 기술 기업 솔리디아(SOLIDIA)는 새로운 콘크리트 제조 기술을 제시했다. 주요 원리는 시멘트 소성로의 온도를 낮춰 온실가스 배출을 줄이고 시멘트 혼합물에 이산화탄소를 쬐어 혼합물을 증량시키는 것이다.

새로운 콘크리트 제조 기술 프로세스 /솔리디아(SOLIDIA) 갈무리

기존 방식보다 낮은 온도의 소성로는 온실가스 배출을 30~40%(약 245kg) 가량 줄여주며 콘크리트의 양생 공정을 거치면서 약 240kg의 이산화탄소를 소비하는 성과를 얻었다고 회사는 밝혔다. 또한, 시멘트 혼합물에 수증기 사용해 화학반응을 유도한 기존의 방식에서 이산화탄소로 바꾼 결과 시멘트의 칼슘과 반응해 혼합물이 단단해지고 중량이 증가하는 결과를 얻었다는 설명이다.

이 같은 방식은 이산화탄소를 흡수·제거해 주는 효과와 함께 포틀랜드 시멘트(OPC) 생산에 필요한 연간 3조 L의 담수를 절약하는 효과도 가져온다. 회사는 이외에도 새로운 기술이 에너지 소비량을 줄이고 콘크리트 폐기물과 수은·질소 산화물·산화 유황 배출도 줄인다고 소개한다.

캐나다 앨버타 소재의 카본 큐어(Carbon Cure) 사(社)는 콘크리트 제조과정에서 탄소를 주입, 시멘트의 강도를 강화하는 기술을 선보이고 있다. 다른 산업에서 발생한 이산화탄소를 포집해서 콘크리트 제조과정에 활용하는 것으로 저탄소 경제의 바람직한 사례로 꼽힌다. 빌 게이츠가 설립한 에너지 분야 펀드 브레이크쓰루 에너지 벤처스(BEV, Breakthrough Energy Ventures)의 투자와 함께 2019년 6월 아마존 기후서약기금(Amazon Climate Pledge Fund)의 첫 투자회사가 되기도 했다.

카본 큐어(Carbon Cure) 동영상 화면캡처

카본 큐어의 발전에는 캐나다 정부의 지원도 한몫했다. 세계 10위권의 온실가스 배출국인 캐나다는 온실가스 배출량을 2030년까지 2005년 대비 40~45%를 줄이겠다고 나섰는데 이는 기존의 목표를 상향 조정한 것이다. 이를 위해 전략혁신기금을 조성해서 탈탄소 미래기술 개발과 클린테크 육성에 지원하는가 하면 친환경 주택 개보수 지원·친환경 기업 법인세 감면 등을 시행하고 있다.

일본은 코로나 이후 경제 활성화를 위한 방안으로 디지털 개혁과 탈탄소 실현을 내세우고 있다. 일본 역시 2050년 탄소중립을 목표로 하는데, 작년 12월 발표한 일본 내각부 종합경제대책에 따르면 추진방향에 이산화탄소 흡수 콘크리트 기술 개발도 포함되어 있다.

글로벌CCS연구소가 발표한 2019년 탄소포집저장기술 준비 지수(CCS Readiness Index) 지도(색이 진할수록 준비도 지표 점수 높음) /Global CCS Institute 갈무리

테슬라의 일론 머스크는 지난 1월 21일 자신의 트위터를 통해 최상의 이산화탄소 포집 기술 개발에 1억 달러(약 1157억 원)의 상금을 걸었던 바 있다. 지난 4월 우리나라 산업통상자원부는 탄소중립 달성을 위한 민관 합동 기술 개발을 위해 'K-CCUS 추진단' 발족했다. 그만큼 이산화탄소 포집·활용·저장(CCUS·Carbon Capture, Utilization and Storage)은 세계적 화두가 되고 있다. 그 선두에서 가장 문제가 되었던 콘크리트·시멘트 산업이 앞으로 어떻게 개선되어 갈지 귀추가 주목된다.



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