Net Zero 달성을 위한 탄소자원화 접근
2015년 파리기후변화협정과 2018년 IPCC(Intergovernmental Panel on Climate Change, 기후변화에 관한 UN 산하 국가간 협의체)를 거쳐 국제사회는 지구온난화를 1.5℃ 이내로 방어하기로 결의했습니다. 이를 위해서는 2050년까지 온실가스 배출량을 0으로 만드는 ‘넷 제로(Net Zero)’를 달성해야 하고, 모든 분야에서 전방위적인 탈탄소 전환을 이뤄야 합니다. 전 산업 구조를 지속 가능한 에너지 기반으로 재편하는 일과 더불어 이미 배출된 탄소, 그리고 완전한 탈탄소 시스템을 구축하지 전까지 계속해서 발생할 탄소를 흡수하는 혁신 기술의 도입도 필요합니다. 탄소 포집, 활용 및 저장(CCUS) 또는 탄소 자원화(Carbon to Value)로 분류되는 기술에 이목이 쏠리는 이유가 여기에 있습니다.
Circular Carbon Network Initiative의 데이터베이스에 따르면, 2020년 한 해 동안 CCUS 분야에 22억 달러 규모의 투자가 일어났습니다(1). 빠른 속도로 자본을 흡수하고 있지만, 탈탄소 솔루션의 잠재적 수요를 고려하면 아직 미미한 수준이라고 볼 수 있습니다. 향후 기후변화에 대한 산업계의 대응 수준이 높아지고, 이를 촉진하기 위한 정책적 차원의 인센티브도 늘어나면 자연스럽게 CCUS 시장도 훨씬 큰 폭으로 성장할 것으로 기대합니다.
해당 분야의 양적 성장도 고무적이지만, 접근 기술이나 적용 분야의 다양성 측면에서 질적 성장을 거듭하고 있다는 점도 주목할만합니다. 실제로 단순히 배출된 이산화탄소를 흡수(제거)하는 데서 끝나는 것이 아니라 이를 활용해 또 다른 자원을 만들어내는 연구 개발이 한창입니다. 이산화탄소를 포집·활용해 단백질, 사료, 플라스틱 등의 완제품을 제조하거나, 이산화탄소를 첨가물 형태로 변환하여 기존 산업소재의 내구성을 높이는 기술도 등장했습니다. 최근에는 이산화탄소를 주된 공급원료로 삼아 연료를 만들거나, 대표적인 탄소 집약적 건축 소재인 시멘트나 콘크리트의 대체제를 생산하는 혁신 기술들도 개발됐습니다.
이산화탄소를 고부가가치 원료로 전환하는 친환경 기술, 디멘저널 에너지(Dimensional Energy)
미국에 기반을 둔 디멘저널 에너지(Dimensional Energy)는 진정한 의미의 탄소 네거티브(Carbon Negative)를 이룰 수 있는 ‘탄소 자원화 기술’을 보유한 기업입니다. 산업 공정이나 대기 중에서 포집한 이산화탄소를 친환경 에너지로 분해하여 합성가스(syngas)와 항공연료로 전환합니다. 2021년 4월 옐로우독은 디멘저널 에너지의 초기 투자자로 합류하며, 기후기술 내 주요 영역 중 하나인 카본테크(Carbon Tech) 분야의 투자를 본격화했습니다.
차별화된 경쟁력
1) 친환경 에너지를 활용한 이산화탄소 분해 기술
이산화탄소를 분해하려면 에너지가 필요합니다. CCUS가 탄소 중립을 넘어 궁극적으로 탄소 네거티브에 기여하려면, 이 과정에서 쓰이는 에너지도 친환경 방식으로 얻어야 합니다. 디멘저널 에너지는 이산화탄소를 분해하는 공정에서 필요한 열에너지를 태양광으로 공급하고, 연료 변환을 위해 추가하는 수소 역시 수전해 방식을 통해 얻은 그린수소(Green Hydrogen, 생산과정에서 탄소배출이 없는 수소)를 사용합니다. 이 기업은 태양열만으로 충분한 고온을 구현하는 독자적인 기술을 보유하고 있으며, 이와 더불어 고효율의 촉매 개발에도 성공했습니다. 2021년 4월 막을 내린 Carbon XPRIZE의 최종 후보에 오르면서 엄격한 실증 과정을 거쳤고, 이를 통해 파일럿 단계에서 기술 유효성을 입증했습니다. 현재는 촉매와 프로세스를 개선하여 변환 효율을 극대화하는 한편, 스케일 확장으로 생산단가를 낮추는 데 집중하고 있습니다.
2) 최종 산출물로 시장 수요가 높은 대체 연료를 생산
디멘저널 에너지가 이산화탄소를 활용해 최종적으로 만들어내는 제품이 항공유라는 점도 매력적인 요소입니다. 넷 제로 선언과 함께 탄소 중립 성장을 목표로 세운 항공사들이 점차 늘면서, 해당 업계 차원에서 탄소 저감을 위한 다양한 솔루션을 모색하고 있습니다. 항공 산업의 주된 탄소 배출원은 항공연료인데, 이를 현존하는 다른 재생 에너지원으로 단기간 내 대체하기에는 여러 제약이 따릅니다. 무엇보다도 적재 무게가 운항 효율에 미치는 영향이 큰 탓에 배터리가 요구되는 전기나 수소와 같은 친환경 동력원을 적용하기가 어렵기 때문입니다. 이러한 이유로 향후 기존 항공유를 지속 가능한 저탄소 대체 연료로 전환하려는 수요가 증가할 가능성이 높습니다.
항공 분야의 자율 협약과 국제적 규제의 등장도 이러한 흐름을 가속화하는 중입니다. 실제 UN 산하의 국제민간항공기구(ICAO, International Civil Aviation Organization)가 주관하는 ‘국제항공 탄소상쇄·감축제도(CORSIA, Carbon Offsetting and Reduction Scheme for International Aviation)’에 동참하는 국가가 늘고 있습니다. CORSIA는 국제항공의 온실가스 배출량을 2020년 수준으로 동결하고, 초과량은 탄소배출권을 구매하여 상쇄하는 제도를 의미합니다. ICAO는 지속 가능한 항공유를 인증하고, 해당 항공유를 사용할 경우 국가별 국제항공의 온실가스 감축량으로 인정한다는 방침입니다(2). CORSIA 제도가 2027년부터 의무화되면 대체 항공유 시장 규모도 확대될 전망입니다.
기대 임팩트와 관련 SDG
디멘저널 에너지는 배출된 탄소를 제거하는 일뿐만 아니라 지속 가능한 대체 연료를 공급함으로써 항공 산업의 탈탄소화를 앞당기는 것을 미션으로 삼고 있습니다. 이와 같은 탄소 자원화 기술이 기후변화에 더욱 능동적으로 대응하도록 돕는 지렛대 역할을 할 것으로 기대합니다.
SDG 13. 기후변화와 그로 인한 영향에 맞서기 위한 긴급 대응
Dimensional Energy Team
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(1) https://circularcarbon.org/market-report/#innovator
(2) https://www.icao.int/environmental-protection/CORSIA/Pages/implementation-elements.aspx
