직접 공기 포집(DAC) 기술의 원리와 기후 변화 대응

본 내용은 " 직접 공기 포집이란? " 의 원문 자료에서 일부 인용된 것입니다. 2023.11.04

문서 내 토픽

• 1. 직접 공기 포집(DAC) 기술

  Direct Air Capture(DAC)는 대기 중에서 직접 이산화탄소(CO2)를 분리하고 포집하는 기술입니다. 팬이나 블로워를 사용하여 대기를 통과시키고, 화학적 흡수제 또는 물리적 필터를 통해 CO2를 분리합니다. 포집된 CO2는 흡수제에서 분리되어 순수한 형태로 정제되며, 지하에 영구적으로 저장하거나 온실에서 식물 성장 촉진, 합성 연료 생산 등 다양한 방식으로 활용될 수 있습니다. DAC는 기후 변화 대응을 위한 잠재적 해결책으로 간주되고 있습니다.

• 2. DAC의 기술적 작동 방식

  DAC는 화학적 흡수 방식과 물리적 흡착 방식 두 가지로 나뉩니다. 화학적 흡수 방식은 알칼리성 또는 암모늄 기반 용액(NaOH, KOH)을 사용하여 CO2와 화학적 결합을 형성하고, 열이나 압력 변화로 분리합니다. 물리적 흡착 방식은 다공성 재료의 고체 흡착제를 사용하여 CO2를 표면에 흡착시키고, 열을 가하거나 압력을 감소시켜 분리합니다. 두 방식 모두 에너지 집약적이며, 재생 가능 에너지 사용 시 환경적 이점이 증가합니다.

• 3. DAC와 포인트 소스 CCS의 차이

  DAC는 대기 중의 이산화탄소를 직접 포집하는 반면, 포인트 소스 CCS는 화력 발전소, 제철소 등 특정 배출원에서 발생하는 CO2를 포집합니다. DAC는 대기 중 희박한 CO2(0.04%)를 다루므로 기술적으로 더 도전적이고 비용이 많이 들며 에너지 효율성이 낮습니다. 포인트 소스 CCS는 상대적으로 더 성숙한 기술이며, DAC는 아직 개발 단계에 있어 상업적 규모 확장이 진행 중입니다.

• 4. DAC의 장점 및 기후 변화 대응

  DAC는 대기 중 이산화탄소 농도를 직접 감소시킬 수 있는 기술로, 탄소 중립을 넘어 탄소 음성 상태 달성이 가능합니다. 포집된 CO2는 합성 연료, 플라스틱, 건축 자재 등 다양한 산업 공정에서 원료로 사용되어 지속 가능한 경제 발전을 촉진합니다. 위치에 구애받지 않고 설치 가능하며, 재생 가능 에너지와 결합하여 탄소 중립 목표 달성을 보완할 수 있습니다. 기후 위기 심화 시 긴급 대응 수단으로도 활용될 수 있습니다.

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• 1. 직접 공기 포집(DAC) 기술

  직접 공기 포집 기술은 대기 중 이산화탄소를 직접 제거하는 혁신적인 솔루션으로서 기후 변화 대응에 중요한 역할을 할 수 있습니다. 이 기술은 배출원이 분산되어 있는 환경에서도 효과적으로 작동하며, 기존의 포인트 소스 포집 방식으로는 해결할 수 없는 난제를 극복할 수 있습니다. 다만 현재 기술 수준에서는 높은 에너지 소비와 비용이 주요 과제이며, 대규모 상용화를 위해서는 기술 개선과 경제성 향상이 필수적입니다. 장기적으로는 재생에너지와 결합하여 탄소 중립 달성에 기여할 수 있는 잠재력이 있습니다.

• 2. DAC의 기술적 작동 방식

  DAC의 기술적 작동 방식은 주로 흡수제 또는 흡착제를 이용하여 대기 중 CO2를 포집하고 이를 분리하는 원리에 기반합니다. 습식 흡수 방식과 건식 흡착 방식이 있으며, 각각의 장단점이 있습니다. 습식 방식은 효율성이 높지만 물 소비가 많고, 건식 방식은 물 사용이 적지만 에너지 효율이 상대적으로 낮습니다. 포집된 CO2는 가열이나 감압을 통해 분리되며, 이 과정에서 상당한 에너지가 필요합니다. 기술의 지속적인 개선으로 에너지 효율을 높이고 비용을 절감하는 것이 향후 발전의 핵심입니다.

• 3. DAC와 포인트 소스 CCS의 차이

  DAC와 포인트 소스 CCS는 탄소 포집의 위치와 대상이 근본적으로 다릅니다. 포인트 소스 CCS는 발전소, 산업시설 등 배출원에서 직접 CO2를 포집하므로 높은 농도의 가스를 다루어 기술적으로 더 효율적이고 경제적입니다. 반면 DAC는 대기 중 0.04% 수준의 낮은 농도 CO2를 포집하므로 더 많은 에너지와 비용이 소요됩니다. 그러나 DAC는 모든 배출원에 적용 가능하고 기존 시설 개조가 불필요하다는 장점이 있습니다. 두 기술은 상호 보완적이며, 포괄적인 탄소 감축 전략에서 함께 활용되어야 합니다.

• 4. DAC의 장점 및 기후 변화 대응

  DAC는 기후 변화 대응에 있어 여러 중요한 장점을 제공합니다. 첫째, 배출원의 위치에 관계없이 어디서나 설치 가능하여 지역적 유연성이 높습니다. 둘째, 기존 산업시설 개조 없이 독립적으로 운영되므로 기술 도입 장벽이 낮습니다. 셋째, 포집된 CO2를 저장하거나 재활용할 수 있어 순환경제 구축에 기여합니다. 넷째, 과거 배출된 CO2도 제거 가능하여 음의 배출(negative emissions) 달성에 도움이 됩니다. 다만 현재의 높은 비용과 에너지 소비는 대규모 확산의 장애물이므로, 기술 혁신과 정책 지원이 필요합니다.