2021년 9월 15일 By 베네데트 커파리, M.sc.
2021년 기후변화에 관한 정부간 패널(IPCC) 보고서는 인간의 활동이 기후 상태에 미치는 영향과 지구의 추가적인 온난화를 줄이기 위해 이행될 수 있는 다양한 해결책을 논의한다.여기에서 지구 온난화를 다루는 기술인 DACCS(Direct Air Carbon Capture)와 BECCS(Bio Energy Carbon Capture and Storage)가 논의된다.
1750년경부터 인간의 활동과 뚜렷하게 연계된 잘 혼합된 온실가스(GHG) 농도가 증가하고 있다.더욱이 2011년 이후 이산화탄소(CO2)의 경우 연평균 410ppm(ppm), 메탄4(CH)의 경우 연간 1866ppb, 아산화질소2(NO)의 경우 332ppb로 대기권 내에서 이러한 수준이 지속적으로 상승하고 있다.
지난 40년 동안 지구 표면 온도는 지속적으로 증가해 왔으며, 매 10년 마다 이전보다 연속적으로 따뜻해졌다.예를 들어, 2001년과 2020년 사이에 지구 표면 온도는 1850년과 1900년 사이의 기록보다 0.99 °C 더 따뜻했다.
현재의 기후 모델은 2030년과 2052년 사이에 인간의 활동이 현재의 속도로 계속된다면 지구 표면 온도가 1.5 °C 상승할 것으로 예측하고 있다.지구 온난화의 예상 증가는 불가피하게 전 세계 사람들의 건강과 생계에 영향을 미칠 것이다.식량안보와 물 공급, 경제성장률도 큰 타격을 입을 것으로 전망된다.
CORemoval에2 대한 효과적인 접근법
GHG 배출, 특히 CO는2 기후변화와 그 결과 지구온도 상승의 주요 원인이다.CO2 배출의 주요 원인으로는 연료의 전후 조합, 농업 관행, 운송 분야, 산업 운영 등이 있다.
환경에 지속적인 CO2 방출로 인한 잠재적인 재앙적 영향을 극복하기 위해 여러 개의 CO2 제거 기술이 개발되었다.예를 들어 흡착 기술은 가스 혼합물에서 CO를2 제거할 수 있는 고체 흡착제의 사용을 포함하는 유망한 접근법이다.바이오차, 강화된 풍화(EQ), 해양 수정(OF), BECCS, DACCs 등도 잠재적 해결책으로 모색되었다.이러한2 각 CO 제거 방법은 비용, 위험, 공동 이익 및 트레이드오프를 공공에서 사용할 수 있었던 기간에서 크게 다르다.
직접 공기 탄소 포획 및 저장이란?
DACCS 시스템의 1차 목표는 대기 중 CO를2 제거하고 이후 추출된 CO를2 지질 저장 매체에 저장하는 것이다.DACCS와 관련된 주요 장점 중 하나는 이미 환경에 방출된 온실가스 배출량을 효과적으로 포착할 수 있다는 것이다.이를 통해 DACCS는 향후 순음성의 글로벌 온실가스 배출 달성을 목표로 하는 국제적 목표를 지원할 수 있다.
다른 CO2 제거 기술의 근본적인 한계 중 하나는 종종 배출원으로부터의 배출 세척에 초점을 맞춘다는 것이다.그러나 그러한 접근법은 특히 전 세계적으로 작고 많은 CO2 배출원을 다룰 때 비실용적인 경우가 많다.상대적으로 DACCS는 매년 수십억 톤의 CO를2 잠재적으로 제거할 수 있는 대규모 CO2 제거 전략을 제공한다.
비디오 크레딧:프리싱크/YouTube.com
수천 개의 DACCS 발전소가 이미 전세계에서 개발되었거나 개발 중에 있다.예를 들어 브리티시 컬럼비아 주 스쿼미시에서는 2021년 9월까지 헛간 크기의 DACCS 장치가 가동될 예정이다.카본엔지니어링이 개발한 이 시스템은 매년 최소 1톤의 이산화탄소를2 대기에서 배출하게 된다.이와 더불어 탄소엔지니어링은 현재 텍사스주에 더 큰 규모의 DACCS 공장 개발을 준비 중에 있으며, 대기 중 이산화탄소 100만톤을 정기적으로 제거할 것으로 예상된다.
주어진 DACCS 시스템 내에서 여러 가지 다른 기술을 사용할 수 있지만, 탄소 엔지니어링은 대기 중 현재 CO2 농도인 0.04%의2 CO를 함유한 공기를 흡입하는 팬으로 구성된 시스템에 초점을 맞추었다.그리고 나서 공기는 수산화칼륨 용액에 적신 필터, 즉 포타시(potash)라고도 한다.포타쉬는 공기 중에서2 CO를 흡수하고 그 후에 액체를 두 번째 챔버로 운반하여 수산화칼슘과 혼합한다.이 용해된 COand2 칼슘 수산화칼슘 조합은 작은 석회석 플레이크를 생성하는데, 이 플레이크는 결국 분해될 때까지 저장된다.
바이오 에너지 탄소 포획 및 저장이란?
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BECCS는 바이오매스를 열, 전기 또는 액체로 변환하는 CO2 제거 기술의 또 다른 유형으로, 이 모든 것을 바이오 에너지라고 할 수 있다.그런 다음 바이오 에너지 생산에서 생성된 CO2 배출물을 포착하여 지질 형성에 저장하거나 다양한 제품에 내장한다.
현재까지 쉐브론, 마이크로소프트, 클린에너지시스템, 슐럼버거 뉴에너지를 포함한 몇몇 주요 기업들이 협력하여 캘리포니아 멘도타에 위치한 대규모 BECCS 프로젝트에 착수했다.이들 업체들은 아몬드 나무와 같은 농업 폐기물 바이오매스를 산소와 혼합해 전기를 발생시키는 재생 가능한 합성 가스로 전환하는 것을 목표로 하고 있다.캘리포니아의 센트럴밸리 지역에서는 매년 20만 톤 이상의 농수 폐기물이 생산되기 때문에, 이 프로젝트는 지역 대기질 개선에도 도움이 될 것이다.
이후, 이 발전소에서 생성된 탄소의 99% 이상이 깊은 지질 형성에 포착되어 지하에 저장될 것이다.이 발전소는 완공되면 미국 내 주택 6만5000여 채의 전기 사용량에 해당하는 연간 약 30만t의 이산화탄소를2 배출할 것으로 예상된다.
이미지 크레딧: GLF 미디어/Shutterstock.com
DACCS 대 BECCS
이들 기술이 무배출 미래 달성을 위한 유망 솔루션이지만 두 가지 모두에 한계가 있다.예를 들어 BECCS는 질소 포화 생태계를 더욱 강조할 수 있는 비료 사용 증가와 관련이 있다.또한, 바이오매스를 재배하는 데 필요한 토지는 기존의 서식지를 바꿀 수 있고, 이 지역의 생물다양성을 더욱 위협할 수 있다.그래도 DACCS와 비교하면 유일하게 에너지를 생산하는 제거 기술이다.
DACCS는 또한 높은 에너지 요구사항과 관련이 있다.게다가, 지질 저장소에 CO를2 수송하고 주입하는 것은 이러한 원천으로부터의 수로의 잠재적 유출과 오염에 대한 우려를 제기한다.
연구 결과 DACCS는 이러한 어려움에도 불구하고 환경으로부터 포획된 각 톤의 탄소에 필요한 1차 에너지 측면에서 BECCS를 능가하는 것으로 나타났다.보다 구체적으로, DACCS는 75-100%의 격리 효율과 연계되어 있는 반면, BECCS는 50~90%의 격리 효율성은 50~90%이다.
DACCS와 BECCS의 미래
특히 탈탄소화 전략을 보완하기 위해 직접 공기 탄소 포획 및 저장, 바이오 에너지 탄소 포획 및 저장 기술을 사용해야 한다.이러한 접근방식이 기후 변화의 영향을 줄이는 데 도움이 될 수 있지만, 이러한 형태의 CO 제거는2 재생 에너지원으로의 전환과 같은 기후 완화 전략을 대체하는 데 사용되어서는 안 된다.
원본출처 : www.azocleantech.com/
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