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촉매이용 나프타 분해(ACO)기술 등 `히트작` 쏟아내
작성자관리자 아이피210.98.3.159
작성일10-08-31 17:37 조회수26179
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이산화탄소 저감ㆍ저장기술 개발 집중
글로벌기업들과 계약 기술 수출 본격화

 
■ 21세기 프론티어사업 R&D 새 지평 열다
⑺ 이산화탄소저감및처리기술개발사업단


10년전 사업단 출범 당시만 해도 정부 정책입안자들조차 "아직 먼 기술인데 지금 시작해야 하느냐"며 주저했다. 과학자들이 나서서 "지금 해야 한다"고 정부를 설득했다. 기업을 연구에 참여시키는 것은 더 힘든 일이었다. 대기업들은 "10년 후를 내다보고 R&D 투자를 해 보자"는 과학자들의 제안에 고개를 내저었다. 그렇게 불모지에서 시작한 과학자들은 10년도 채 되기 전에 세계적인 `대박' 연구성과들을 연이어 터뜨렸다.

교육과학기술부 21세기 프론티어 사업 `이산화탄소저감및처리기술개발사업단'(이하 이산화탄소사업단)이 바로 그들이다.

◇연구불모지에 첫발 내딛다=박상도 이산화탄소사업단 단장(사진)은 "우리 사업단은 처음 프론티어 사업에 참여하는 관문 자체가 어려웠다"며 "불모지에 가까운 분야를 사업단이 개척해 왔다"고 말한다. 이제 10년전 당시 과학기술부가 탁월한 결정을 했다는 데 의견을 달리 하는 이는 거의 없다.

특히 이명박 정부 들어 정부가 온실가스 감축 계획을 발표하고 국가 핵심 녹색기술에 이산화탄소 포집ㆍ저장(CCS)기술을 포함시키면서 사업단은 드디어 `때'을 만났다. 정부가 공격적인 이산화탄소 배출량 감소 계획을 발표할 수 있었던 것도 사업단이 10년 가까이 쌓아온 기술이 있었기 때문에 가능했다.

박상도 단장은 "사업단을 중심으로 CCS 연구자들이 뭉친 전문가그룹, 연구거점이 있었기 때문에 각종 환경이슈에 정부가 발빠르게 대응할 수 있었다"고 말한다.

사업단의 연구는 석유화학 등 기존 공정과 소재를 개선시켜 이산화탄소 배출량을 줄이는 `저감' 분야와 배출된 이산화탄소를 잡아채 가두는 포집ㆍ전환ㆍ저장기술을 개발하는 `처리' 등 크게 두가지로 나뉜다.

2002년 7월 사업단이 출범해 2012년 3월이면 활동이 종료되며, 10년간 정부 970억원, 기업 422억원 등 총 1392억원이 연구에 투자된다. 산학연 총 43개 기관에 사업단에 참여하고 있고, 특히 기업은 11개 대기업을 포함해 17곳이 참여하고 있다.

◇석유화학기술 종속국서 종주국으로=사업단의 대표적 성공사례는 SK에너지의 촉매 이용 나프타 분해(ACO) 공정기술 개발이다. 나프타는 원유에서 휘발유, 경유, 등유 등을 뽑고 남은 것으로, 에틸렌ㆍ프로필렌 등 석유화학 물질의 원료로 쓰여 `석유화학분야의 쌀'로 불린다. SK에너지와 한국화학연구원 박용기 박사팀이 개발한 기술은 기존 나프타 분해공정에 비해 효율이 20% 이상 뛰어나다. 기존 열분해 공정은 850∼1000℃도의 고열을 이용해 에너지 소모가 많은 반면 촉매를 이용해 온도를 700℃ 이하로 낮췄다. 에너지 사용량과 이산화탄소 발생량이 모두 20% 낮아진 것. SK에너지는 울산공장에 300억원을 투입해 시범플랜트를 짓고 있으며 오는 10월께 완공해 가동할 예정이다.

기술수출도 본격화되고 있다. SK에너지가 지금까지 석유화학 공정을 수입해온 세계적인 엔지니어링 회사인 미 KBR과 공동 기술수출에 나서기로 한 것. 두 회사는 지난 6월 30일 화학공정 기술수출 및 마케팅 합작사인 `SK-KBR 테크놀로지' 설립계약을 맺었다.

박상도 단장은 "이 기술은 포스코가 차세대 독자 제철공정으로 개발한 파이넥스(FINEX)에 비견할 정도로 석유화학 분야에서 의미가 크다"고 강조한다.

성공의 뒤에는 박 단장의 땀이 숨어 있었다. 초기 SK에너지를 포함한 여러 대기업들에 연구 참여를 요청했지만 고개를 저었던 것. 다행히 SK에너지가 참여결정을 내려 연구자와 기업 모두 연구의 꽃을 피울 수 있었다. 박 단장은 "특히 세계적인 기술력을 갖춘 KBR을 파트너로 끌어들여 복잡한 석유화학 공정기술을 1년 만에 검증할 수 있었다"고 말했다.

◇이산화탄소 분리막ㆍ건식포집기술 성과=한양대 이영무 교수의 이산화탄소 분리막 기술도 획기적인 기술로 세계의 주목을 받고 있다. 특수한 기능을 하는 고분자를 열처리해 나노미터의 1000분의1 수준인 피코미터 크기의 기공을 만듦으로써 이산화탄소, 질소 등을 분리할 수 있는 기술. 2007년 10월 사이언스에 논문을 게재한 후 세계 100여군데에서 연락이 와 그중 7곳과 기술이전 협상을 진행, 세계 최초로 기체분리막을 생산한 글로벌기업인 에어프로덕트와 계약을 맺었다.

계약 규모는 총 300억원 규모로, 선급기술료만 약 18억원(150만달러)에 이른다. 에어프로덕트는 이 기술을 먼저 항공기에서 공기 중 질소만 분리하는 데 적용키로 했다.

지난 3월 경남 하동 남부발전 하동화력본부 석탄화력발전소에 건설된 세계 최초의 건식 이산화탄소 포집 플랜트도 사업단의 대표성과다. 밀가루같이 고운 분말을 발전소 배기가스에 뿌려 이산화탄소만 분리해 내는 기술로, 한국에너지기술연구원 이창근 박사팀이 연구를 주도했다. 기존 습식 기술에 비해 이산화탄소 분리가 쉬워 경제성이 뛰어난 게 특징. 하동 실증플랜트는 상용 화력발전소의 1000분의 1인 0.5메가와트급으로, 지식경제부 주도로 이를 20배 확대하는 연구도 곧 시작된다.

사업단은 초기 이산화탄소 저감에 70%의 연구비를 투입하던 것에서 CCS가 주목받는 기술변화를 고려해 CCS 비중을 70%로 늘리는 등 기술변화에 발빠르게 대응해 이러한 성과를 이뤄냈다. 또 분야별로 최고의 전문성과 열정이 있는 전문가들을 선정해 성공으로 이뤄냈다. 10년 후를 내다보는 혜안과 불굴의 개척자 정신이 있었기 때문에 가능했다.

그러나 이산화탄소 저장기술 분야는 아직 불모지에 가깝다. 이산화탄소 연구가 앞으로 계속 돼야 하는 이유다.

박 단장은 "10년간 쌓아온 좋은 연구인프라와 연구자 집단이 이탈하지 않고 기반이 훼손되지 않은 상태에서 21세기 프론티어 후속연구가 이뤄졌으면 한다"고 밝혔다.

안경애기자 naturean@
 

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