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우리나라는 지난 2015년 6월에 2030년까지 CO2 등 온실가스 배출량을 배출전망(BAU) 대비 37% 감축해야 한다. 현재 발전부문의 온실가스 배출량이 우리나라 전체 배출량의 40%를 차지하고 있어 다양한 이산화탄소 포집방법을 통해 온실가스 배출량 감축을 달성해야 한다.

화력발전소 배출 CO2 포집과 활용의 다양한 기술개발을 위해 기존 기술대비 포집비용 등을 절감한 혁신적인 기술력을 확보했다. 습식 CO2 포집기술은 상대적으로 CO2의 농도가 낮은 조건에서도 적용이 가능한 상용화에 가장 근접한 기술이며, 건식 CO2 포집기술은 폐수발생이 없어 폐수 처리가 제한적인 지역에서 CO2 포집기술로 활용 가능하다. 또한 차세대 포집 기술인 분리막을 이용한 CO2 포집 기술은 위치 및 공간의 제약 없이 설치가 가능한 기술이다. CO2 자원화 및 저장 기술은 산업적으로 유용한 고부가 화합물과 바이오매스 생산 및 CO2의 바닷물 속 직접 저장 기술로 포집된 CO2의 효율적 활용을 통해 온실가스 배출 저감 기술을 선도하고 있다. 
습식 포집 기술은 10MW CO2 포집플랜트를 보령화력본부에 구축해 장시간 연속운전(3,000시간)에 성공했다. 개발된 CO2 흡수제는 90% 이상의 포집효율과 상용흡수제 대비 35% 에너지 저감을 보이며, 일일 180톤 이상의 CO2를 안정적으로 포집하는 최고 수준의 성능을 보이고 있다. 이는 국내 최대 규모 설비에서 독자개발 습식 CO2 포집기술의 안전성과 신뢰성을 확보해 상용설비(100~500MW) 격상을 위한 기반을 마련했다는 평가이다.
건식 포집 기술은 세계 최초·최대 규모 10MW CO2 포집플랜트를 하동 화력본부에 건설해 장시간(2,300시간) 연속운전으로 상용화를 위한 Track Record를 확보하였다. 전력연구원은 세계 최고 성능의 상용급 고체 CO2 흡수제를 개발하였고, 포집 플랜트 운전을 통해 배가스로부터 80% 이상의 CO2를 제거했다. 포집된 CO2는 정제 압축공정 운전을 통해 99%이상의 고순도 CO2를 액화하여 연간 5만톤의 CO2를 안정적으로 포집할 수 있다.
차세대 CO2 포집기술인 분리막 기술은 세계 최초로 실증용 양산설비(1,000m3/일) 및 국내 최초 상용급 분리막 성능평가 인프라를 자체 설계해 구축·운영 중이다. 또한 이를 바탕으로 저에너지형 분리막 최적 공정 기본설계를 완료하고, 세계 최대규모의 1MW급 포집플랜트를 당진화력에 건설(’17.5) 예정이며, 포집 CO2의 활용성 조기 극대화를 위해 CO2 Farm 등에 적용할 예정이다.
또한, CO2 포집기술 개발과 함께 한전 전력연구원에서는 포집된 CO2를 별도의 포집 및 저장 단계 없이 산업적으로 유용한 고부가 화합물로 바꿔 생산하는 원천기술을 확보했다. 이 기술은 고효율 탄산화 공정 및 최신 분리막·전극기술을 적용해 기술의 성능과 경제성을 크게 향상시켰으며 2018년 까지 연간 약 150톤의 중탄산나트륨을 생산할 수 있는 실증플랜트를 구축해 상용화를 위한 플랜트 기술을 확보할 예정이다. 이외에도 CO2를 변환시킨 중탄산이온(HCO3-)을 이용해 미세조류를 개발하고, 미세조류로부터 산업적으로 유용한 바이오매스를 생산하는 원천기술 및 이산화탄소를 바닷물 속에 직접 저장 할 수 있는 해양저장 기술을 개발했다.

어떻게 개발됐나...
습식 CO2 포집기술은 고효율 흡수제 및 공정개발이 가장 중요한 기술로, 전력연구원에서는 1000종 이상의 아민 흡수제를 스크리닝 고효율 신흡수제(KoSol)를 개발했고, 다양한 공정업그레이드 사항을 도출 10MW급 습식아민 CO2 포집설비에 적용하여 우수한 성능을 검증 완료했다.
건식 CO2 포집기술은 실험실 규모에서 10MW까지 국내 기술진에 의해 핵심 기술인 고체 흡수제와 유동층 공정을 개발했다. 이후 단계 격상을 통해 공정 설계기술, 건설·시공 및 운영 기술도 확보해 건식 포집 기술분야의 세계 최초·최대 규모로 국제기술을 선도하고 있다.
분리막 CO2 포집기술은 국내 중소기업인 아스트로마와 기술 연계를 통해 저비용·고효율의 분리막 개발 및 공정 조기실증과 이를 활용한 기술사업화를 동시 다발적으로 추진 중이다.
CO2 활용기술의 경우, 고부가 화합물 생산기술은 기존의 실험결과를 바탕으로 150톤의 중탄산나트륨 공정실증을 화력발전소 현장에 추진하고 있으며, 미세조류를 이용한 바이오매스 생산 기술은 원천기술을 확보하여 대용량화를 위한 실증시험을 준비 중에 있다. 또한 해양저장기술은 하루 0.25톤의 CO2를 처리할 수 있는 프로토 타입의 이산화탄소 변환·농축 모듈시스템을 통한 해양저장 시험평가를 완료했다.

기대효과는...
발전소의 온실가스 배출을 줄이기 위해 2000년 초반부터 전력연구원을 통해 석탄연소 전후 CO2 포집기술을 개발 중에 있으며 저비용·고효율의 CO2 배출 저감 기술 개발을 통해 우리나라의 온실가스 감축목표량 달성에 기여할 것이다. 또한 CO2 자원화 기술개발을 계기로 발전소 및 제철ㆍ석유화학 공장 등에서 배출되는 CO2 배출 저감을 통해 우리나라의 온실가스 감축 목표량 달성에 기여하는 것은 물론 중탄산나트륨 등 다양한 고부가화합물의 생산을 통한 에너지신산업 창출의 계기로 적극 활용해 나갈 계획이다.