동해에 초거대 '탄소 항아리' 들어선다

정부, 동해가스전 CCS 구축

액화 탄소를 해저 암반에 저장
30년간 총 1200만t 매립 예정

민간 기업도 CCS 사업에 동참
연안 대륙붕서 저장소 탐사
"최대 10억t 이상 보관이 목표"

‘CCS(carbon capture and storage)’. 탄소 포집·저장 기술의 약자로 공장 및 발전소에서 발생하는 이산화탄소(CO2)를 포집한 뒤 압축·수송 과정을 거쳐 땅속에 저장하는 기술이다. 활용(utilization)하는 기술을 포함해 ‘CCUS’로 부르기도 한다. CCS는 탄소중립(탄소 순배출량 ‘0’) 달성을 위한 핵심 기술로 꼽힌다. 에너지 전환이나 공정 효율화만으론 각국이 목표로 하는 만큼의 탄소를 줄이기 힘들어서다. 우리 정부도 동·서·남해 등의 지하에 연간 최대 6000만t 이상의 CO2를 저장할 수 있는 ‘초거대 항아리’를 구축하는 CCS 사업을 추진 중이다.

2030년 10억t CCS 확보

27일 과학기술정보통신부에 따르면 정부는 내년에 CO2 저장소 기초조사를 마무리한다. 작년부터 3년간 총 682억원의 정부 예산이 투입된 사업이다. 이후부터는 2030년까지 10억t 수준의 저장소 확보를 위한 종합탐사사업 계획도 수립하고 있다.

기초조사를 통해 확인한 대표적 유망 CO2 저장소로 동해가스전이 꼽힌다. 울산에서 남동쪽으로 58㎞ 떨어진 동해가스전은 1998년 한국석유공사가 시추에 성공한 한국 최초 가스 유전으로 작년 12월 시추가 종료됐다. 원유로 환산해 4800만 배럴(2조7000억원어치)에 해당하는 천연가스를 뽑아냈다.

정부는 암반층으로 둘러싸인 폐가스전을 탄소를 가둘 초거대 항아리로 활용하는 CCS 인프라 구축사업을 2024년부터 7년간 진행할 예정이다. 산업단지가 밀집한 부산과 울산, 포항 지역에서 발생하는 CO2를 포집하는 게 첫 단계다. 이를 허브 터미널에서 액화한 뒤 해저 배관으로 보낸다. 액화된 CO2는 폐가스전 암반층 아래에 차곡차곡 보관된다. 정부는 연간 40만t씩 30년간 총 1200만t의 액화 CO2를 묻을 수 있을 것으로 보고 있다. 서해의 당진 보령 대륙붕 일대와 제주도 일대의 대륙붕 소분지, 동해의 울릉분지 등도 유망한 CO2 저장소로 꼽힌다.

한국은 2017년 포항 앞바다에서 해상 CO2 주입 실증에 성공했다. 지금은 저장 효율을 높일 신기술을 개발하고 있다. 3차원(3D) 탐사선 건조, CO2 주입 모델링 프로그램 개발, 부식 방지 배관 개발 등이 주요 연구 과제로 꼽힌다. CCUS 합동연구단 관계자는 “2050년엔 11억6000만t 이상의 이산화탄소를 저장할 수 있을 것”이라고 말했다.

민·관 합동 80여 개 기관 힘 모아

이번 프로젝트는 정부와 기업이 함께 참여한다. 작년 4월 산업통상자원부는 K-CCUS 추진단을 발족했다. 정부 부처 외에 현대중공업 등 민간기업 50곳, 한국석유공사 한국전력 등 공기업 10곳, 한국화학연구원 한국지질자원연구원 등 80여 개 기관이 머리를 모았다.

프로젝트 참가 기업들은 해외 CCS 사업에 적극적으로 참여하며 노하우를 축적 중이다. SK E&S는 동티모르 해상에 있는 바유운단(Bayu-Undan) 천연가스전을 CO2 저장소로 바꾸고 있다. 이 회사는 미국 중서부 지역의 32개 옥수수 에탄올 생산설비에서 발생하는 CO2를 연간 최대 1200만t까지 포집해 저장하는 북미 CCS 프로젝트에도 참여하고 있다. SK어스온도 호주와 동남아시아 등에서 CCS 사업 참여 및 저장소 발굴 공동연구 프로젝트를 추진하고 있다.

CCS 기술은 1970년대부터 상용화됐다. 액체화된 CO2를 석유가스전에 주입해 마지막 남은 석유 한 방울까지 짜내며 생산성을 높이는 ‘석유회수증진(EOR)’ 형태로 사용된 게 시초다. 글로벌CCS연구소에 따르면 세계에서 상업 운영 중인 CCS 프로젝트는 30여 개에 이른다.

김진원 기자 jin1@hankyung.com