유용물질 생산을 위한CtoX 기술개발연구단

CCUS activity in OGCI

이번 호에서는 세계 메이저 가스오일 회사들이 회원으로 참여하는 OGCI (Oil and Gas Climate Initiative)에서의 이산화탄소를 저감하기 위한 노력들을 기술하도록 하겠다.

OGCI의 회원들은 Aramco, BP, Chevron, CNPC, ENI, Equinor, ExxonMobil, Oxidental, Petrobras, Total, Shell, Repsol등 전세계 가스 및 오일의 약 30%를 생산하고 있는 12개의 메이저 회사들로 구성되어 있다. 이들 OGCI 회원기업들은 저 탄소를 위해 매년 총 약 70억불을 투자하고 있으며 OGCI는 이러한 저탄소 사회로의 이행을 촉진하기 위해 설립되었다. 이중 약 10억불 이상이 오일 및 가스산업에서 저탄소를 위한 기술개발에 투자되고 있다. OGCI의 중요한 미션은 (1) 메탄배출 감소, (2) 이산화탄소배출 저감 및 (3) 이산화탄소 리싸이클 (CCUS)의 세가지로 구별하여 수행되고 있고 각각 협력회사 또는 관련기관에 대한 투자를 통해 기술을 개발하여 활용하고 있다. 이중 메탄배출 감소는 주로 모니터링에 의한 인공지능에 의한 제어를 통해 감축하는 것이다. 이산화탄소배출 감축기술은 수송, 건설 및 제철의 효율화에 관련되어 있다. 마지막으로 CCUS 기술은 Sevante가 이산화탄소를 포집하는 기술을 개발하고 있으며 이를 위해 DOE로부터 US$ 17M의 지원을 받고 있다. 기술을 개발하는 OGCI 협력사들의 동향을 살펴보면, Econic은 이산화탄소를 폴리올로 제조하는 기술을 개발하고 있고, Drax와 협력하여 폴리우레탄을 실증하는 프로젝트를 진행하고 있다. Solida는 SCM (supplementary Cementitious Materials)을 통해서 저 탄소 시멘트를 제조하는 첫 상용화 공장을 완성하였다.  WV Resources는 미국에서 대형의 넷제로 수소생산을 위한 플랜트를 상용화하기 위해 CO₂ 저장을 위한 지형탐색 및 pre-FEED를 수행하고 있다. 이 설비는 매년 약 1.5백만톤의 수소를 생산하도록 설계하고 있다. Elk Hills Carbon은 캘리포니아에서는 최초로 EOR을 목적으로 하는 CCS에 대한 초기 FEED 설계를 수행하고 있다. 매년 약 백만톤의 이산화탄소를 처리할 수 있는 규모의 설비다. 또한 미국 StarEnergy Elysian Ventures에서는 천연가스연료 기반 연소후포집에 의해 백오십만톤 규모의 이산화탄소를 EOR 목적으로 사용할 수 있는 CCUS 설비를 위한 설계에 착수 하였다.

특히, OGCI는 2019년에 착수한 KickStarter initiative를 통해 지금까지 영국 (Net Zero Teesside: BP, Eni, Equinor, Shell, Total), 노르웨이 (Northern Lights/Longship: Equinor, Shell, Total), 네델란드(Rotterdam: Shell, ExxonMobil), 중국 (China-North: CNPC), 미국 (Texas 및 Louisiana), 캐나다(Edmonton) 및 이태리 (Ravenna) 등 8개의 KickStarter Hub를 구축하였다. 대표적인 Net Zero Teesside 프로젝트는 바이오매스발전, 가스발전, 비료플랜트, 석유화학단지 및 수소생산 설비 등에서 발생한 이산화탄소를 포집하여 2030년까지 북해에서 매년 천만톤을 저장하고자 계획된 대규모 프로젝트로 다섯개의 OGCI 회원이 이 프로젝트를 주도하고 있으며 영국의 “The UK Industrial Strategy Challenge”로부터 지원을 받고 있다.

OGCI는 이러한 노력으로 지난 2년간 메탄의 배출을 약 22% 감축시켰고 저탄소를 위한 노력으로 지난 2년각 약 7% 정도 이산화탄소의 배출이 감소하는 것으로 나타났다. 수송분야는 이산화탄소 총 배출량의 약 27%를 차지하고 있어 OGCI는 향후에 2025년까지 수송분야에서의 이산화탄소를 감축하기 위한 수단을 추가로 구축하는 것이 중요하다고 보고 있다. 이러한 수단으로서는 수소, 암모니아, 바이오연료 및 CO₂기반 합성유 (메탄올 및 메탄포함)를 제조하는 것이 중요하다고 판단하고 있으며 전력충전설비의 확대 또한 중요하다고 보고 있다.

OGCI는 저탄소 수송연료에 대해 평가를 하여 2020년 7월 “The role of low carbon fuels in decarbonizing transport”를 발간하였다. 이 보고서에서는 수송연료는 3단계에 의해 대체하는 것이 현실적인 과정으로 보고 있다. 탄소저감을 위한 수송연료의 대체는 1단계: “Reformulated fuels in existing engines-short term impact (2025-30)”, 2단계; Blended fuels in existing engines-short to medium term impact (2025-40), 3단계: Alternative fuels in modified engines-ling term impact (2040+)로 점진적으로 진행되는 것이 바람직하다고 보고 있다. 1단계는 ‘drop-in fuels’로써 기존의 수송내연기관의 변경없이 기존 리파이너리 설비의 변경으로 배출되는 이산화탄소를 감축하는 것으로 최대   6% 정도까지 감축할 수 있을 것으로 기대하며, 2단계는 기존의 연료와 electrification으로 제조된 바이오연료 및 이산화탄소 기반의 합성유로써 50% 까지 혼합이 가능하여 기존의 엔진의 큰 변화없이 사용이 가능한 수준을 말하며 37~44% 수준의 이산화탄소 감축이 가능할 것으로 기대하고 있다. 마지막으로 대체연료는 수소, 암모니아, 이산화탄소 기반의 메탄올 및 메탄 등으로 이산화탄소의 배출을 80-85% 이상까지 감축할 수 있을 것으로 기대하며 이때는 기존 수송기관의 변경이 불가피할 것으로 예측하고 있다.

OGCI 회원들의 지난 10여년간 CCUS에 대한 개별적인 노력들이 오랜 기간 매우 체계적을 진행되어 왔으며 이러한 노력과 투자에 대한 결실이 기업들에 대한 Net Zero에 대한 ESG 경영에 대한 요구가 되는 시점에서 오히려 기회가 된다고 판단하는 것으로 드러나고 있다. 다음 호에서는 OGCI 각 개별회원들의 CCUS에 대한 정책방향 및 대응전략에 대해 기술하도록 하겠다.

Carbon Credit

■이산화탄소 감축에 대한 Carbon Tax Credit은 section 45Q (The Tax Credit for Carbon Sequestration)로써 2018년 미국의회에서 승인되어 시행되었다. 지속적으로 section 45Q에 대한 수정이 이루어 졌고, 최근 2021년 6월 그 내용이 다시 한번 수정되었다. 유념해야 할 것은 2018년 이전에 설비에 대한 tax credit과 그 이후 설비에 대한 탄소세 혜택이 약 $10/tCO₂로 차이가 있다는 점이다. 관심을 가져야 할 것은 DAC (direct air capture)의 경우 세제혜택을 위한 최소 포집 양이 10만톤/년 이상으로 정해져 경제성에 따른 실용화 가능성의 문제를 떠나 나름 하나의 기술로 자리매김하고 있다는 것이다. 2026년까지 지중저장의 경우 $50/tCO₂로, EOR 및 기타이용 (other qualified use)의 경우 $35/tCO₂로 구성되어 있으나 이는 IEA 보고서에서 제시한 tax credit (CtX news letter 1호 참조)에도 크게 못미칠 뿐 아니라 “Meeting the Dual Challenge, 2019”에 참여한 기업들이 CCUS의 확산을 위해 제언한 tax credit인 $100/tCO₂이상에도 크게 못미치고 있다.

■캐나다 정부에 따르면 캐나다는 현재 매년 4백만톤의 이산화탄소를 포집할 수 있는 설비를 구축하고 있다고 한다. 그러나 캐나다는 Net Zero를 위해 2030년까지 매년 1500만톤의 이산화탄소를 처리할 수 있는 2개의 CCUS 프로젝트를 추진하려고 계획하고 있으며 이를 위해 인센티브를 제공하기 위한 정책을 수립하려고 하고 있다. 대규모 CCUS 설비를 구축하기 위한 유인책으로 tax credit을 현재 $40/tCO₂에서 2030년 $170/tCO₂로 상향하려는 계획을 추진하고 있다.

■이러한 tax credit에 대한 시사점으로 CCUS 기술의 방향을 가늠해 볼 수 있다. 이산화탄소의 저감이 지구환경의 보호측면에서 가장 우선되지만 이를 위한 많은 기술들 중에 경제성이 확보되는 기술을 추진하는 것이 당연한 것이며 이러한 경제성의 평가에 향후 고려될 carbon tax credit을 범위를 포함하여 평가된 TEA 기반으로 추진 기술의 우선순위를 두는 것이 바람직한 정책결정의 방향으로 판단된다. CCUS 시장은 그 어느 시장보다 규모가 클 수 밖에 없다. 다른 보조금과는 다르게 각국이 추진하는 carbon tax credit에 대해서 다른 나라에서 문제를 제기하기는 어려울 것으로 판단되며 어떤 형태든 기존의 산업을 유지하기 위한 CCUS 기술의 확대를 위해 최소한의 경제성이 확보되는 수준으로 carbon tax credit이 결정될 것으로 보인다.