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[ESG.zip] 모아서 저장하고 촉매로 안전하게 처리하고! 온실가스를 다루는 친환경적 방법

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기후 위기가 심화되면서 세계 각국에서 탄소 규제를 강화하고 있어요.

최근 G7 회의에서 관계자들은 기업들이 환경 규제가 느슨한 나라로 이전해
탄소를 배출하는 행위인 ‘탄소 누출’을 막을 것이라고 밝혔고,
우리나라를 비롯한 전 세계 137개국은
2024년부터 2045년까지 지구온난화 물질인 수소불화탄소(HFC)를
80%까지 감축하자는 ‘키갈리 개정서’에 동참하고 있죠.

탄소 감축에 대한 관심이 높아지면서 탄소를 처리하는 기술도 주목받고 있는데요.
이번 ESG.zip에서는 온실가스를 활용하고 처리하는 친환경적 기술에 관해 알아볼게요.

1. 배출된 이산화탄소를 저장해 활용하는 탄소 포집·활용·저장 기술(CCUS)과
2. 촉매를 활용해 공정가스 처리 효율을 높인 대용량 통합 온실가스 처리시설(RCS)을 소개해드리겠습니다.

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챕터 1.
이산화탄소 배출, 피할 수 없다면 활용하라!
탄소 포집·활용·저장 기술(CCUS)

온실가스 감축에도 발상의 전환이 필요해요. 배출량을 줄이는 데 총력을 기울일 뿐만 아니라 이미 배출된 온실가스를 재생에너지로 전환해 유용하게 활용할 수 있다면? 온실가스를 획기적으로 감축하고 저탄소 경제를 실현할 수 있는 시대가 오겠죠.

이런 발상에서 출발해 실제로 이산화탄소를 모아 저장하고 활용하는 기술이 연구되고 있는데요. 바로 탄소 포집·활용·저장 기술(CCUS)이에요. CCUS는 이산화탄소를 모으고 저장해 유용한 물질로 활용하는 기술로, 지난해 테슬라 창업주인 일론 머스크가 CCUS 개발에 1억 달러 기부를 밝히면서 전 세계의 관심을 끌기도 했죠.

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CCUS는 탄소 포집과 활용(CCU, Carbon Capture & Utilization), 탄소 포집과 저장(CCS, Carbon Capture & Storage)을 합친 개념입니다. CCS는 발전소나 산업체에서 발생한 탄소가 대기에 배출되기 전에 포집해 저장하는 기술로, 포집된 탄소는 저장과 이동이 용이하도록 액체 상태로 변화시켜요. 이후 파이프라인이나 배를 통해 땅, 바다 등 지하 저층으로 옮겨 저장하죠. CCU는 탄소를 모으고 저장하는 기술에서 한 발 더 나가 화학 원료, 에너지원, 건축 자재 등으로 전환해 활용하는 기술이에요. 화학적·생물학적 전환을 거치지 않고 그대로 사용하는 비전환 직접 활용 기술과 탄소를 다른 물질로 바꿔 사용하는 전환 기술로 나뉩니다.

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탄소 포집 및 저장의 과정(출처: DRAX 그룹)

탄소를 모으는 가장 흔한 방법은 화석 연료 발전소 등에서 배출된 연도가스(Flue gas: 고체 연료가 연소되고 난 후 생성되는 기체)를 용매가 들어 있는 흡수제와 결합해 이산화탄소만 회수하고 나머지 가스는 배출하는 것입니다. 그런 다음, 열을 이용해 이산화탄소와 용매를 분리한 후, 용매는 재활용하고 회수된 이산화탄소는 깊은 땅속의 저장고로 이동시킵니다. 이렇게 이산화탄소를 포집하고 저장하면 새로운 연료 물질로 활용할 수 있어요.

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CCUS 기술은 아직 개발 초기 단계인 데다 이를 상용화하려면 기존 에너지를 대체할 정도의 품질을 달성하고, 또 다른 탄소를 배출하지 말아야 한다는 조건을 충족해야 해요. 여러 제약과 문제점에도 불구하고 국제에너지기구(IEA)는 CCUS를 기후 위기에 대응할 획기적인 기술이자 코로나19 사태 이후 침체된 경제를 일으킬 강력한 요소로 평가하고 있어요. 이들이 조사한 자료에 따르면 2050년 탄소중립 달성에 CCUS의 기여도는 총 감축량의 18%에 달할 것으로 예측된다고 합니다.

반면, 일각에서는 CCUS가 투입되는 비용 대비 탄소 감축 효과가 낮으며, 오히려 청정에너지로의 전환을 저해한다고 보는 이들도 있는데요. 탄소중립 달성을 위해 CCUS의 활용이 불가피함을 인정하지만, 이 기술에 대한 과도한 기대는 경계해야한다는 입장도 있습니다.

지구온난화의 주 원인인 온실가스를 자원으로 활용한다는 획기적인 발상에서 출발한 CCUS. 앞으로 이 기술이 현실적이고 유용하게 활용될 수 있는 수준으로 발전하길 기대해봅니다.

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챕터 2.
오염 물질 줄이고 처리 효율 높인
삼성전자 반도체의 대용량 통합 온실가스 처리시설(RCS)

온실가스를 자원으로 활용할 수 있는 기술이 상용화되면 더할 나위 없겠지만, 우선은 배출되는 온실가스의 양을 줄이는 것이 중요하겠죠. 삼성전자 반도체는 제조 공정에서 불가피하게 발생하는 온실가스 배출량을 줄이고 환경에 미치는 영향을 최소화하기 위해 오래전부터 노력해왔는데요. 2009년에는 반도체 업계 최초로 대용량 통합 온실가스 처리시설(RCS, Regenerative Catalytic System)을 개발해 활용하고 있습니다.

RCS는 촉매를 사용해 공정가스를 옥상에서 통합 처리하는 시설로 모든 설비의 배출구가 옥상으로 연결된 점이 특징입니다. 업계 내 다른 처리 시설과 비교했을 때 RCS는 낮은 온도에서 공정가스를 처리해 연료 사용을 절감할 수 있고, 대기 오염 물질의 발생도 적습니다. 삼성전자 반도체는 여기서 한 걸음 더 나아가 처리 효율과 내구성이 높은 촉매를 지속 개발하고 적용하고 있습니다.

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RCS는 삼성 반도체가 업계 최초로, 유일하게 사용하는 대용량 통합 온실가스 처리시설입니다.

사업장 온실가스 배출 저감을 위해 삼성전자 반도체는 여러 활동을 전개하고 있습니다. 제조 공정 효율화를 통해 공정가스 사용량 자체를 줄이는 노력과 함께 공정가스 처리 설비의 효율을 개선하고, 고효율 설비로 교체하는 등 전반적인 온실가스 감축 프로젝트를 진행하고 있습니다. 또한 지구온난화지수가 낮은 공정가스도 개발해 기존에 사용되던 가스를 대체하는 연구도 계속하고 있습니다.

이번 시간에는 온실가스를 활용하고 처리하는 친환경적 기술에 관해 알아봤습니다. 온실가스배출량을 줄이는 노력에 병행해 이미 발생한 온실가스를 안전하게 처리하고 유용하게 활용하는 기술이 계속 개발되고 있음을 알 수 있었는데요. 최신 환경 이슈와 ESG 트렌드를 살펴보는 ESG.zip. 다음 편에서 더 유용한 내용으로 돌아올게요!

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