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  • 탄소중립의 핵심 열쇠, CCUS(탄소 포집·활용·저장) new
  • 2024-10-31 조회수 20
K STARTUP 탄소중립의 핵심 열쇠, CCUS(탄소 포집·활용·저장) 중소벤처기업부 창업진흥원
전 세계적으로 기후변화의 심각성이 커지면서 탄소중립의 중요성도 더욱 강조되고 있다. 이산화탄소(CO2) 배출량을 줄이기 위한 다양한 기술이 주목받고 있는 가운데, CCUS(탄소 포집·활용·저장) 기술이 기후 문제 해결을 위한 핵심 솔루션으로 떠오르고 있다. 국제에너지기구(IEA)는 2050년까지 전 세계 탄소 배출량을 50% 이상 줄이기 위해서는 CCUS 기술이 전체 감축량의 약 15%를 차지해야 한다고 전망했다.
CCUS 기술은 이산화탄소를 포집하여 이를 재활용하거나 안전하게 저장하는 기술로 산업 부문과 화석 연료 사용에서 발생하는 탄소 배출을 줄이는 데 중요한 역할을 한다. 이 기술은 크게 세 가지로 구분되며 각각의 기술은 이산화탄소 배출량을 효과적으로 관리하는 데 중점을 둔다. CCUS 기술의 주요 유형을 자세히 살펴보자.
탄소 포집(CCS, Carbon Capture and Storage) 주요 기능: 포집된 이산화탄소를 지하 깊은 암석층, 대염수층, 폐가스 저장소 등에 주입해 영구적으로 저장 적용 대상: 발전소, 제철소, 정유 공장 등 대규모 이산화탄소 배출원이 되는 산업에서 발생하는 이산화탄소 장점: 이산화탄소를 대기 중으로 방출하지 않고 안정적으로 저장 단점: 지하 저장의 안전성, 장기적 안정성 우려 및 고비용
탄소 활용(CCU, Carbon Capture and Utilization) 주요 기능: 이산화탄소를 포집한 후 화학 공정, 연료, 건축 자재 등의 다양한 산업 제품으로 변환하여 재활용 적용 대상: 화학 제조업, 석유 정제, 시멘트 생산 등 이산화탄소를 새로운 자원으로 활용할 수 있는 모든 산업 장점: 이산화탄소를 자원으로 활용하여 추가적인 경제적 가치 창출 단점: 활용 가능한 용도의 한계와 기술적 비용
탄소 포집·활용·저장(CCUS, Carbon Capture Utilization and Storage) 주요 기능: CCU와 CCS를 결합한 통합 기술로, 포집된 이산화탄소를 최대한 활용 후 남은 부분은 지하나 해양에 영구 저장 적용 대상: CCU 기술이 적용된 산업 전반과 대규모 배출을 동반하는 모든 산업에서 활용 가능 장점: 이산화탄소 활용으로 경제적 이익 창출과 장기적 저장을 통한 환경 보호 모두 가능 단점: 포집·활용·저장 각 단계가 서로 정밀하게 연계되어야 하므로 높은 기술 수준과 통합 관리 필요
글로벌 스타트업 분석기관인 스타트어스 인사이트(StartUs Insights)는 2025년에 CCUS 기술을 선도할 혁신적인 스타트업을 소개하는 보고서를 발표했다. 이 보고서는 CCUS 기술이 기후위기를 해결하는 효과적인 대응책이 될 수 있을지 논의하고, 저에너지 직접공기포집(DAC), 이산화탄소 저장 탱크 등 다양한 첨단기술을 소개하고 있다. 그럼 지금부터 2025년 주목해야 할 글로벌 CCUS 스타트업을 살펴보자.
그린라이트 카본 테크놀로지 저에너지 직접공기포집 독일의 그린라이트 카본 테크놀로지는 대기 중의 공기를 그린수소로 전환하는 저에너지 직접공기포집(Direct Air Capture, DAC) 시스템을 개발했다. 이 시스템은 공기를 액상 흡착제 용액에 흡수시켜 이를 탄산수소염으로 침전시키는 방식으로 진행된다. 이후 알칼리성 물 전기분해를 통해 수소를 부산물로 생성하거나 열적·저열량 폐열을 이용해 탈착을 진행한다. 그린라이트 카본 테크놀로지는 최소한의 에너지를 사용하여 이산화탄소를 제거하고 그린수소를 생산함으로써 순환 경제를 더욱 활성화하는 데 기여하고 있다.
크루 카본 자연 탄소 제거 미국 스타트업 크루 카본은 자연적으로 발생하는 미네랄을 활용하여 탄소를 추출하는 기술을 개발하고 있다. 미네랄은 풍화작용을 거쳐 대기 중의 이산화탄소를 수중 환경에서도 오랜 시간 안정적으로 존재하는 중탄산염으로 전환한다. 이 과정에는 물, 이산화탄소, 탄산염 암석 세 가지 주요 구성요소가 필요하다. 이때 비율을 적절히 조정하면 단 몇 시간 안에 탄소를 제거할 수 있다. 또한 특허받은 탄소 제거(CDR) 및 측정·보고·검증(MRV) 센서로 물속의 실시간 탄소 화학 변화를 모니터링해 이산화탄소를 효과적으로 제거한다.
아본 어스 해조류 기반 CO2 격리 아본 어스는 탄소 포집 솔루션인 ‘오션팟(Oceanpod)’을 개발하는 스웨덴 스타트업이다. 오션팟은 해조류를 재배하여 대기 중 이산화탄소를 제거하고 이를 해저에 저장하는 솔루션이다. 두 가지 주요 구성 요소로 이루어져 있는데, 첫 번째는 오션팟이 부유할 수 있도록 유지하는 장치다. 두 번째는 해조류가 자라는 생분해성 로프다. 해조류는 이 로프에서 성장한 후 완전히 자라면 수면 아래로 가라앉아 오랫동안 해저에 탄소를 격리한다. 뿐만 아니라 로프와 가라앉은 후 어류 서식지 역할을 하며 어류 양육장으로도 활용될 수 있다.
카보네이드 콘크리트 내 CO2 활용 및 저장 핀란드의 카보네이드는 탄소 발자국*을 줄이는 콘크리트 공정 개발 기업이다. 자동화된 시스템을 통해 미리 성형된 프리캐스트 콘크리트에 기압으로 이산화탄소를 주입하는 탄산화 기법을 사용하여 결합시킨다. 이 시스템은 시멘트 함량을 줄이고 이산화탄소를 콘크리트로 광물화함으로써 탄소 배출을 감소시킨다. 또한 탄소의 배출량보다 흡수량을 더 크게 만드는 탄소 네거티브 콘크리트를 생산한다. 카보네이드는 이를 통해 콘크리트 생산 과정에서 발생하는 이산화탄소를 줄이는 데 기여한다. *탄소 발자국(Carbon footprint): 개인 또는 단체가 직간접적으로 발생시키는 온실 기체의 총량
시아노캡처 생물학적 탄소 고정 영국 스타트업 시아노캡처는 효율적인 탄소 포집을 위해 광합성 박테리아의 일종인 시네코코커스(Synechococcus)를 사용하는 PNP* 광생물 반응기를 개발한다. 해당 솔루션은 고가의 촉매나 흡착제 없이도 이산화탄소를 포집할 수 있다. 연도가스(flue gas)를 특수 용기에 기포로 주입하여 박테리아가 빠르게 이산화탄소를 흡수하고 이를 바이오매스와 생물학적 기름으로 전환하는 방식이다. 또한 모듈형 설계를 통해 배출 현장마다 맞춤형으로 탄소 제거 용량을 조정할 수 있어 확장성이 뛰어나다는 장점이 있다. *PNP(plug and play): 전원을 연결하는 즉시 작동하는 장치
실리게이트 콘크리트 탄소 포집 실리게이트는 콘크리트 폐기물을 재활용해 탄소를 포집하는 아일랜드 스타트업이다. 콘크리트의 광물 풍화를 강화하는 독자적인 소재를 개발하고 있다. 실리게이트가 개발한 화학 재료는 콘크리트가 다른 암석이나 광물보다 훨씬 더 빠르게 풍화될 수 있게 한다. 또한 폐콘크리트 가루를 농지에 뿌리는 방식으로 대기 중 이산화탄소를 포집한다. 중금속이 포함되지 않아 농지에 뿌려도 안전하며, pH(수소 이온 농도 지수) 개량을 통해 작물 생산성을 향상해 이산화탄소 포집 촉진을 용이하게 한다.
카본웍스 미세조류 기반 CO2 포집 프랑스의 카본웍스는 광합성을 하는 미세조류를 통해 이산화탄소를 포집하는 산업 플랫폼을 개발하는 기업이다. 카본웍스가 개발한 광생물 반응기는 산업 공정에서 발생하는 이산화탄소를 포집해 광합성 미세조류에 제공한다. 이 미세조류는 성장하면서 화석 기반 화합물을 대체할 수 있는 분자를 생산한다. 이를 통해 카본웍스는 산업계가 배출하는 대량의 이산화탄소를 효율적이고 안전한 원료로 전환할 수 있도록 지원한다. 또한 농경지와 물의 소비를 줄여 생물의 다양성을 보존하는 데 기여하고 있다.
국제 시장조사 기관 인더스트리아크(IndustryARC)는 오는 2026년 글로벌 CCUS 시장 규모가 235억 달러(약 33조 원)에 이를 것으로 내다봤다. 기후변화 대응과 탄소중립 목표 달성을 위해 CCUS 기술의 중요성은 더욱 커지고 있으며, 각국의 정책 지원과 기술 혁신이 CCUS 산업의 발전을 가속화하고 있다. 이러한 흐름 속에서 CCUS 기술은 기후 위기 해결의 핵심 솔루션으로 자리 잡아 지속적인 성장을 이어갈 것으로 기대된다.
K STARTUP 탄소중립의 핵심 열쇠, CCUS(탄소 포집·활용·저장) 중소벤처기업부 창업진흥원
전 세계적으로 기후변화의 심각성이 커지면서 탄소중립의 중요성도 더욱 강조되고 있다. 이산화탄소(CO2) 배출량을 줄이기 위한 다양한 기술이 주목받고 있는 가운데, CCUS(탄소 포집·활용·저장) 기술이 기후 문제 해결을 위한 핵심 솔루션으로 떠오르고 있다. 국제에너지기구(IEA)는 2050년까지 전 세계 탄소 배출량을 50% 이상 줄이기 위해서는 CCUS 기술이 전체 감축량의 약 15%를 차지해야 한다고 전망했다.
CCUS 기술은 이산화탄소를 포집하여 이를 재활용하거나 안전하게 저장하는 기술로 산업 부문과 화석 연료 사용에서 발생하는 탄소 배출을 줄이는 데 중요한 역할을 한다. 이 기술은 크게 세 가지로 구분되며 각각의 기술은 이산화탄소 배출량을 효과적으로 관리하는 데 중점을 둔다. CCUS 기술의 주요 유형을 자세히 살펴보자.
탄소 포집(CCS, Carbon Capture and Storage) 주요 기능: 포집된 이산화탄소를 지하 깊은 암석층, 대염수층, 폐가스 저장소 등에 주입해 영구적으로 저장 적용 대상: 발전소, 제철소, 정유 공장 등 대규모 이산화탄소 배출원이 되는 산업에서 발생하는 이산화탄소 장점: 이산화탄소를 대기 중으로 방출하지 않고 안정적으로 저장 단점: 지하 저장의 안전성, 장기적 안정성 우려 및 고비용
탄소 활용(CCU, Carbon Capture and Utilization) 주요 기능: 이산화탄소를 포집한 후 화학 공정, 연료, 건축 자재 등의 다양한 산업 제품으로 변환하여 재활용 적용 대상: 화학 제조업, 석유 정제, 시멘트 생산 등 이산화탄소를 새로운 자원으로 활용할 수 있는 모든 산업 장점: 이산화탄소를 자원으로 활용하여 추가적인 경제적 가치 창출 단점: 활용 가능한 용도의 한계와 기술적 비용
탄소 포집·활용·저장(CCUS, Carbon Capture Utilization and Storage) 주요 기능: CCU와 CCS를 결합한 통합 기술로, 포집된 이산화탄소를 최대한 활용 후 남은 부분은 지하나 해양에 영구 저장 적용 대상: CCU 기술이 적용된 산업 전반과 대규모 배출을 동반하는 모든 산업에서 활용 가능 장점: 이산화탄소 활용으로 경제적 이익 창출과 장기적 저장을 통한 환경 보호 모두 가능 단점: 포집·활용·저장 각 단계가 서로 정밀하게 연계되어야 하므로 높은 기술 수준과 통합 관리 필요
글로벌 스타트업 분석기관인 스타트어스 인사이트(StartUs Insights)는 2025년에 CCUS 기술을 선도할 혁신적인 스타트업을 소개하는 보고서를 발표했다. 이 보고서는 CCUS 기술이 기후위기를 해결하는 효과적인 대응책이 될 수 있을지 논의하고, 저에너지 직접공기포집(DAC), 이산화탄소 저장 탱크 등 다양한 첨단기술을 소개하고 있다. 그럼 지금부터 2025년 주목해야 할 글로벌 CCUS 스타트업을 살펴보자.
그린라이트 카본 테크놀로지 저에너지 직접공기포집 독일의 그린라이트 카본 테크놀로지는 대기 중의 공기를 그린수소로 전환하는 저에너지 직접공기포집(Direct Air Capture, DAC) 시스템을 개발했다. 이 시스템은 공기를 액상 흡착제 용액에 흡수시켜 이를 탄산수소염으로 침전시키는 방식으로 진행된다. 이후 알칼리성 물 전기분해를 통해 수소를 부산물로 생성하거나 열적·저열량 폐열을 이용해 탈착을 진행한다. 그린라이트 카본 테크놀로지는 최소한의 에너지를 사용하여 이산화탄소를 제거하고 그린수소를 생산함으로써 순환 경제를 더욱 활성화하는 데 기여하고 있다.
크루 카본 자연 탄소 제거 미국 스타트업 크루 카본은 자연적으로 발생하는 미네랄을 활용하여 탄소를 추출하는 기술을 개발하고 있다. 미네랄은 풍화작용을 거쳐 대기 중의 이산화탄소를 수중 환경에서도 오랜 시간 안정적으로 존재하는 중탄산염으로 전환한다. 이 과정에는 물, 이산화탄소, 탄산염 암석 세 가지 주요 구성요소가 필요하다. 이때 비율을 적절히 조정하면 단 몇 시간 안에 탄소를 제거할 수 있다. 또한 특허받은 탄소 제거(CDR) 및 측정·보고·검증(MRV) 센서로 물속의 실시간 탄소 화학 변화를 모니터링해 이산화탄소를 효과적으로 제거한다.
아본 어스 해조류 기반 CO2 격리 아본 어스는 탄소 포집 솔루션인 ‘오션팟(Oceanpod)’을 개발하는 스웨덴 스타트업이다. 오션팟은 해조류를 재배하여 대기 중 이산화탄소를 제거하고 이를 해저에 저장하는 솔루션이다. 두 가지 주요 구성 요소로 이루어져 있는데, 첫 번째는 오션팟이 부유할 수 있도록 유지하는 장치다. 두 번째는 해조류가 자라는 생분해성 로프다. 해조류는 이 로프에서 성장한 후 완전히 자라면 수면 아래로 가라앉아 오랫동안 해저에 탄소를 격리한다. 뿐만 아니라 로프와 가라앉은 후 어류 서식지 역할을 하며 어류 양육장으로도 활용될 수 있다.
카보네이드 콘크리트 내 CO2 활용 및 저장 핀란드의 카보네이드는 탄소 발자국*을 줄이는 콘크리트 공정 개발 기업이다. 자동화된 시스템을 통해 미리 성형된 프리캐스트 콘크리트에 기압으로 이산화탄소를 주입하는 탄산화 기법을 사용하여 결합시킨다. 이 시스템은 시멘트 함량을 줄이고 이산화탄소를 콘크리트로 광물화함으로써 탄소 배출을 감소시킨다. 또한 탄소의 배출량보다 흡수량을 더 크게 만드는 탄소 네거티브 콘크리트를 생산한다. 카보네이드는 이를 통해 콘크리트 생산 과정에서 발생하는 이산화탄소를 줄이는 데 기여한다. *탄소 발자국(Carbon footprint): 개인 또는 단체가 직간접적으로 발생시키는 온실 기체의 총량
시아노캡처 생물학적 탄소 고정 영국 스타트업 시아노캡처는 효율적인 탄소 포집을 위해 광합성 박테리아의 일종인 시네코코커스(Synechococcus)를 사용하는 PNP* 광생물 반응기를 개발한다. 해당 솔루션은 고가의 촉매나 흡착제 없이도 이산화탄소를 포집할 수 있다. 연도가스(flue gas)를 특수 용기에 기포로 주입하여 박테리아가 빠르게 이산화탄소를 흡수하고 이를 바이오매스와 생물학적 기름으로 전환하는 방식이다. 또한 모듈형 설계를 통해 배출 현장마다 맞춤형으로 탄소 제거 용량을 조정할 수 있어 확장성이 뛰어나다는 장점이 있다. *PNP(plug and play): 전원을 연결하는 즉시 작동하는 장치
실리게이트 콘크리트 탄소 포집 실리게이트는 콘크리트 폐기물을 재활용해 탄소를 포집하는 아일랜드 스타트업이다. 콘크리트의 광물 풍화를 강화하는 독자적인 소재를 개발하고 있다. 실리게이트가 개발한 화학 재료는 콘크리트가 다른 암석이나 광물보다 훨씬 더 빠르게 풍화될 수 있게 한다. 또한 폐콘크리트 가루를 농지에 뿌리는 방식으로 대기 중 이산화탄소를 포집한다. 중금속이 포함되지 않아 농지에 뿌려도 안전하며, pH(수소 이온 농도 지수) 개량을 통해 작물 생산성을 향상해 이산화탄소 포집 촉진을 용이하게 한다.
카본웍스 미세조류 기반 CO2 포집 프랑스의 카본웍스는 광합성을 하는 미세조류를 통해 이산화탄소를 포집하는 산업 플랫폼을 개발하는 기업이다. 카본웍스가 개발한 광생물 반응기는 산업 공정에서 발생하는 이산화탄소를 포집해 광합성 미세조류에 제공한다. 이 미세조류는 성장하면서 화석 기반 화합물을 대체할 수 있는 분자를 생산한다. 이를 통해 카본웍스는 산업계가 배출하는 대량의 이산화탄소를 효율적이고 안전한 원료로 전환할 수 있도록 지원한다. 또한 농경지와 물의 소비를 줄여 생물의 다양성을 보존하는 데 기여하고 있다.
국제 시장조사 기관 인더스트리아크(IndustryARC)는 오는 2026년 글로벌 CCUS 시장 규모가 235억 달러(약 33조 원)에 이를 것으로 내다봤다. 기후변화 대응과 탄소중립 목표 달성을 위해 CCUS 기술의 중요성은 더욱 커지고 있으며, 각국의 정책 지원과 기술 혁신이 CCUS 산업의 발전을 가속화하고 있다. 이러한 흐름 속에서 CCUS 기술은 기후 위기 해결의 핵심 솔루션으로 자리 잡아 지속적인 성장을 이어갈 것으로 기대된다.

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탄소중립의 핵심 열쇠, CCUS(탄소 포집·활용·저장)

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