'클린 석탄'외친 트럼프, 韓은 CCU로 탄소 감축[백종민의 쇼크웨이브]

트럼프 시대 탄소 감축 노력 악화 우려 속
화석 에너지 주도권 위한 탄소감축 기술 확보 필요
한국은 CCU기술로 탄소 감축 시대 대비

도널드 트럼프 미국 대통령이 8일(현지시간) 백악관에서 미국 석탄산업 발전을 위한 행정명령에 서명했다. 행정명령에는 미국 내에서 석탄 산업에 대한 차별적 정책을 중단하고 새로운 석탄 프로젝트에 대한 허가와 자금 지원을 늘리는 내용이 담겼다. 석탄화력발전소 폐쇄 중단과 석탄 발전을 통한 전력망 안정시킨다는 정책도 포함됐다.

도널드 트럼프 미국 대통령이 8일(현지시간) 백악관에서 석탄산업 지원을 위한 행정명령에 서명한 후 광부들을 향해 주먹을 쥐어보이고 있다. EPA연합뉴스

트럼프 대통령은 지난달에도 중국에 맞서 석탄화력발전을 강화하겠다는 의지를 천명했고 이를 실천에 옮겼다. 트럼프 대통령의 결정은 인공지능(AI) 시대에 전력 소비가 늘며 기후변화에 대응하기 위한 정책을 뒤흔들고 있는 과정과 맞물린다.

트럼프 대통령은 재임 1기 시절에도 석탄 산업 강화를 외쳤지만, 공염불에 그쳤다. AI 시대에 이산화탄소(CO2) 배출이 적은 전기를 확보해야 한다는 숙제는 핵발전은 물론 아직 먼 이야기로 여겨지던 핵융합발전까지 소환하고 있다. 이런 상황에서 트럼프 대통령은 석탄화력발전도 링에 올렸다.

트럼프 대통령은 심지어 석탄 채굴을 활성화하기 위해 ‘국방생산법(Defense Production Act)’을 활용하겠다고 밝혔다. 코로나19 팬데믹(세계적 대유행) 기간 중 마스크 확보를 위해 국방생산법을 적용하겠다고 한 것을 떠올리는 조치다.

도널드 트럼프 대통령은 자신의 SNS를 통해 "아름답고 깨끗한 석탄을 이용한 에너지 생산에 나서도록 행정부에 지시했다"고 밝혔다. 사진=트럼프 대통령 SNS

"석탄은 아름답고 깨끗하다."

2017년부터 시작된 트럼프 대통령의 발언은 맞는 것일까. 석탄은 깨끗하다는 이미지와 거리가 멀다. 석탄은 타면서 연기와 분진을 내뿜는다. 당연히 이산화탄소도 배출한다. 이 때문에 석탄화력발전을 줄이고 있는 것이 전 세계적인 추세다.

그렇다면 석탄을 깨끗하게 할 수 있는 방법은 있을까.

대표적인 예는 발전소나 제철소, 각종 산업생산 시 발생하는 이산화탄소를 포집해 활용하거나 저장하는 기술이다. 바로 CCS(Carbon Capture Storage)와 CCU(Carbon Capture Utilization)로 불리는 탄소 감축 기술이다.

트럼프 대통령도 석탄을 정화하는 과정을 거쳐 깨끗해질 수 있다고 주장했다. CCS 기술도 석탄을 깨끗하게 한다는 목표에서부터 출발했다. 1980년대 미국 에너지부(DOE)가 석탄의 대기오염 물질을 저감하는 기술 개발 프로그램에 ‘클린 콜(clean coal)’이라는 이름을 붙인 것이 시작이다.

석탄 연소 시 배출되는 황산화물(SO2)과 질소산화물(NOx) 등의 규제 대상 대기오염 물질을 제거하거나 감소시키는 기술은 최근에는 CCS로 진화했다.

석탄을 태울 때 발생하는 이산화탄소를 배출 전에 포집하여 지하나 해저 저장소 등에 격리함으로써 온실가스 배출을 크게 줄이려는 시도다. CCU는 비슷한 의미이지만 포집된 탄소를 다른 산업 공정을 촉진하는 제품으로 사용할 수 있다는 점에서 차이를 보인다.

CCU는 이산화탄소를 자원으로 활용하는 것이 핵심이다. 이산화탄소를 화학 원료로 사용하거나, 이산화탄소를 고정할 수 있는 미생물을 바이오매스로 만들고 이를 유용한 물질로 전환하는 형식이다.

조 바이든 미국 정부는 인플레이션감축법(IRA)을 통해 CCS 기술에 약 70억달러(약 8조9000억원)의 예산을 할당하고 투자를 독려해왔지만, 트럼프 정부에서는 해당 예산이 사라질 것이라는 관측이 지배적이다.

지난 3월 텍사스주 휴스턴에서 열린 세계적인 에너지 관련 행사인 ‘CERA 위크’ 참석자 중 상당수도 정부 지원 축소로 CCS 산업이 위기에 처했다고 입을 모았다. 제시 클라크 카본 캡처 코알리션 대표는 "CCU를 경제적 경쟁력과 미국의 리더십 문제로 규정해야 한다"고 주장했다.

이는 트럼프 행정부가 추진하는 ‘미국 우선주의’와 제조업 및 화석연료 산업 지원 정책 기조에 부합하는 접근법으로 예산 삭감을 막자는 주장이다. 그는 재정 지원이 없다면 CCS 프로젝트들이 모두 사라질 것이라고 경고하기도 했다.

석유업체 옥시덴털 페트롤리엄의 비키 홀러브 최고경영자(CEO)는 "이산화탄소를 석유 시추에 활용하면 기존 시추법과 비교해 더 많은 원유를 확보할 수 있다"고 주장했다. 옥시덴털은 공기 중에서 이산화탄소를 추출하는 DAC라 불리는 기술을 개발 중이다. CCS는 미국 측이 주력해왔지만, 성과가 기대에 못 미쳤다.

CCS는 산업 공정에서 이산화탄소를 분리하고, 분리한 이산화탄소를 깊은 지하에 저장하려면 막대한 자본 투자가 필요하다. 토양 오염에 대한 우려를 불식시키는 데도 어려움을 겪어 왔다. 진전이 느릴 수밖에 없다.

이런 상황에서 트럼프 대통령의 정책은 CCS 확산에 치명적일 수밖에 없다. 제조업에 무게를 둔 한국 역시 탄소 감축 기술을 외면할 수 없다. 다만 한국은 미국과 다른 방식으로 탄소 감축 시대를 대비 중이다.

대표적인 예가 최근 과학기술정보통신부 주도로 출점한 ‘이산화탄소 포집·활용(CCU) 이니셔티브’다.

이 계획은 포집된 이산화탄소를 단순히 지하에 저장하는 대신 가치 있는 제품으로 전환하는 데 초점을 맞추고 있다. 한국화학연구원, 한화토탈, 포스코홀딩스, GS칼텍스, 현대건설, 로카본, 부흥산업 등 산업계, 학계, 연구기관의 약 150명의 전문가가 참석한 이 출범식에서 발표된 이 이니셔티브는 CCU를 탄소 배출을 줄이는 동시에 새로운 경제 성장을 이끌 수 있는 고부가가치 제품을 창출하자는 목표를 제시했다.

이영국 한국화학연구원장은 "CCU 기술은 화학연료 기반 선형경제 구조에서 순환경제 구조로 변환 시 필수적인 기술"이라고 강조했다.

석유화학 산업의 주요 수출국인 한국에 CCU는 단순한 환경 기술을 넘어 기존 산업 기반을 활용한 신성장 동력이 될 수 있다. 한국의 주요 석유화학 기업들은 포집된 CO2를 활용해 메탄올, 폴리머, 합성 연료와 같은 가치 있는 화학 제품을 생산할 수 있으며, 이는 탄소 발자국을 줄이면서도 기존 화학 산업의 부가가치를 높이는 방안이다.

특히 시멘트, 철강, 석유화학과 같이 탄소 배출이 불가피한 산업에서 CCU는 거의 유일한 이산화탄소 대량 감축 수단으로 평가받고 있다.

지난 4일 서울 강남구 과학기술회관에서 열린 'CCU 이니셔티브 출범식' 참석자들이 기념 촬영을 하고 있다. 사진=백종민 테크 스페셜리스트

출범식에서 이창윤 과기정통부 1차관은 "탄소중립은 미래세대의 생존을 위해 필히 성공적으로 완수하여야 하는 과제이고, 이를 실현하기 위한 과학기술적 해법으로 CCU 기술의 중요성이 점점 커지고 있다"고 강조했다. 정부는 글로벌 CCU 시장이 2040년까지 약 800조원(약 5800억달러)에 이를 것이라는 전문기관의 예상도 소개했다.

한국 경제는 화학산업의 비중이 남다르다. 국내총생산(GDP)의 약 4.5%를 차지하며 자동차, 전자, 조선 등 주요 제조업의 핵심 소재를 공급하는 기반산업이다. 2024년 기준 한국은 세계 5위의 화학 제품 생산국으로, 연간 약 1500억달러 규모의 화학 제품을 수출하고 있다.

이 같은 상황에서 화학산업의 위상을 유지하고 2050 탄소중립 목표 달성을 위해서는 이 산업의 탈탄소화가 필수적이다. 그 해법이 CCU인 셈이다. 한국의 주요 화학기업들은 이미 CCU 기술에 대한 투자를 확대하고 있다. LG화학은 이산화탄소를 활용한 폴리카보네이트 생산 기술을 개발 중이며, SK이노베이션은 CO2를 활용한 친환경 윤활유 제조 기술을 상용화하고 있다. 한화토탈에너지스는 CCU 대형 실증계획을 통해 이산화탄소를 석유화학 원료로 전환하는 기술을 실증하고 있다.

대표적인 예가 지난해 결정된 ‘CCU 실증 메가프로젝트’다. 470억원의 예산이 투입되는 이 사업을 통해 석유(전남), 석유화학(충남), 시멘트(강원), 철강(포항), 석탄 발전(충남) 등 5개 주요 탄소 집약적 부문에 걸쳐 대규모 CCU 시범 프로젝트를 구체화한다. 이산화탄소 공급원과 CCU 제품 제조를 연결하는 완전한 산업 생태계를 창출하는 것이 목표다. 석탄화력발전 시 이산화탄소를 감축하는 실증도 이뤄진다.

프로젝트 대상은 모두 상당한 탄소 배출원인 석유화학, 시멘트, 철강 및 발전 회사를 포함한다. 실증이 이뤄질 경우 산업 전반에 걸쳐 상당한 파급 효과를 불러올 수 있다. 김태영 과기정통부 미래에너지환경기술 과장은 "CCU를 통해 천연 메탄올과 같은 기초 화학원료나 지속가능항공유(SAF) 제조에 활용할 수 있다"고 설명했다.

박원우 서울대 경영학과 명예교수는 "CCU 기술은 탄소 중립을 위한 중요한 출발점인 만큼 정부와 기업이 적극적으로 도전해야 한다"라고 조언했다.

백종민 테크 스페셜리스트 cinqange@asiae.co.kr