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정부 「탄소자원화 국가전략프로젝트 실증 로드맵」 발표

하이거 2016. 12. 13. 22:43

정부 탄소자원화 국가전략프로젝트 실증 로드맵발표

작성일 : 2016. 12. 13. 원천기술과

 












정부 「탄소자원화 국가전략프로젝트 실증 로드맵」 발표

  - 탄소자원화 기술의 조기 실증을 통한 온실가스 감축 및 新기후산업 창출을 위해 ① 탄소전환 실증, ② 탄소광물 실증, ③ 전략 플랫폼 구축 등 세부 추진 로드맵 제시
  - 2030년 온실가스 감축 2,500만톤, 경제적 가치 창출 16.3조원 기대


□ 정부는 온실가스 감축과 동시에 고부가가치 화학제품을 생산하는 혁신적 탄소자원화 기술의 조기 확산을 위해 미래창조과학부(장관 최양희, 이하 ‘미래부’)․산업통상자원부(장관 주영환)․환경부(장관 조경규) 등 관계부처 합동으로 「탄소자원화 국가전략프로젝트 실증 로드맵」을 12월 12일 수립‧발표하였다.

 ㅇ 탄소자원화 기술은 산업단지나 발전소 등에서 발생되는 부생‧온실가스로부터 탄소원*(CO, CH4, CO2 등)을 자원화하여 메탄올, 경유 등 화학제품을 생산하는 기술**로, 지난 8월 10일 9大 국가전략프로젝트 중 하나로 선정된 바 있다.
    * CO: 일산화탄소, CH4: 메탄, CO2: 이산화탄소
   ** 탄소자원화 기술은 크게 산업 부생가스의 탄소원(CO, CH4)을 자원화하는 기술과 대표적 온실가스인 이산화탄소(CO2)를 자원화하는 기술로 구분, 이 중 이산화탄소를 자원화하는 기술은 화학반응 특성에 따라 전환 기술과 광물화 기술로 세분화됨

< 탄소자원화 기술 체계 >

구분
가스원
반응
생산물
탄소전환
산업 부생가스(CO, CH4)
화학‧생물 촉매
화학원료‧연료
(제품: 메탄올, 경유, 플라스틱 등)
이산화탄소(CO2)
화학‧생물 촉매
탄소광물
이산화탄소(CO2)
탄산염화
폐광산 채움재, 친환경제지 등

 * 탄소자원화 국가전략프로젝트는 음영으로 표현된 기술군 內 통합공정화가 가능한 기술을 실증

 ㅇ 동 로드맵은, 파리 기후협정이 지난 11월 4일 국제적으로 발효되면서 新 기후체제*가 출범하고 온실가스 감축 의무**가 현실화된 시점에서, 혁신적 온실가스 감축수단인 탄소자원화 기술의 상세 추진 전략을 제시하고 기업의 실증 참여와 원천기술의 민간 확산을 촉진하기 위해 마련하였다.
    * ’20년 만료 예정인 교토의정서(선진국 중심의 감축 합의문, 37개 의무이행국 참여) 이후를 대비한 기후변화 대응 체제로 유엔기후변화협약 197개 당사국 참여
   ** INDC(Intended Nationally Determined Contribution): 우리나라는 ’30년 배출 전망치(BAU)의 37% 감축

□ 정부는 동 로드맵에 따라 2017년 초에 범부처 단일 사업단을 발족하고, 향후 6년간(’17~’22) 국비 340억원을 포함, 총 475억원을 투자하여 탄소자원화 기술의 실증을 본격 추진할 계획이다.

 ㅇ 실증 로드맵은 탄소자원화의 두 가지 기술군(탄소 전환·광물) 별로 ① 기술수준과 시장환경 분석을 통해 ② 우선 실증이 가능한 핵심 요소기술을 도출하여 패키지화하고 ③ 실증규모별 추진 내용과 성능기준 및 추진전략을 마련하며, ④ 추진 일정을 제시한다.

 ㅇ 아울러, ‘탄소자원화 전략 플랫폼’을 구축, 실증 사업을 통해 수집된 온실가스 정보를 DB화하여 감축량 산정 기술 개발을 추진하고, 실증 성과를 확산하는 계획도 포함하고 있다.

 ㅇ 실증 로드맵의 주요 내용은 다음과 같다.

1

탄소전환 플래그십 실증


◇ 산업 부생가스의 탄소(CO, CH4)를 분리‧활용하여 유용한 화학원료‧연료를 생산하는 기술을 광양-여수 산업단지와 연계하여 실증(총 273억원, 국비 178억원)

□ 산업 부생가스 內 CO 선택적 분리․정제 및 화학촉매 전환을 통해 화학원료‧연료(메탄올‧올레핀‧경유 등)를 생산하는 기술을 단계별로 실증*하여 상용화**가 가능한 규모의 설계집을 도출할 계획이다.
    * 순도 95% 이상 CO 분리․정제(9,000톤/연) 및 화학원료‧연료 생산(3,000톤/연)
   ** CO 분리․정제 300만톤/연 및 화학원료․연료 생산 100만톤/연 이상
< 탄소전환 플래그십 추진 단계 >

공정
시뮬레이션
(‘17)

Mini Pilot 실증
CO분리‧정제(9톤/연)
화학원료 생산(3톤/연)
(‘18~’19)

Pilot 실증
CO분리‧정제(9천톤/연)
화학원료 생산(3천톤/연)
(‘19~’22)

Demo 실증 및 상용화
(기업 주도, ‘23~)

 ㅇ 부생가스 활용이 용이한 광양-여수 산업단지와 연계, 관련 지자체 및 기업과 협력하여 실증 플랜트를 구축․운영할 계획이다.
    * (중앙부처) 사업단 구성․운영, 사업계획 수립 등 총괄 지원, (전남도, 광양․여수시 등 지자체) 인허가 등 행정지원, (참여기업) 가스공급 등 실증사업 협력
< 광양-여수 실증사업(안) >


2

탄소광물 플래그십 실증


◇ 발전소에서 배출된 저농도 CO2를 직접 활용하여 폐광산 채움재를
   생산하는 기술을 강원‧충청 지역의 현장과 연계하여 실증(총 202억원, 국비 162억원)

□ 저농도 CO2와 발전회 등을 복합 탄산염으로 광물화하여 폐광산 채움재를 생산하는 기술을 단계별로 실증*하여 상용화가** 가능한 규모의 설계집을 도출할 계획이다.
    * CO2 처리 6,000톤/연(CO2 고용율 20%) 및 폐광산 채움재 생산 30,000톤/연
   ** CO2 처리 60,000톤/연 및 폐광산 채움재 생산 300,000톤/연 이상
< 탄소광물 플래그십 추진 단계 >

공정 시뮬레이션
(‘16)

Mini Pilot 실증
CO2처리(6톤/연) 폐광산채움재 생산(30톤/연)
(‘17~‘18)

Pilot 실증
CO2처리(6천톤/연)
폐광산채움재 생산(3만톤/연)
(‘18~‘22)

Demo 실증 및 상용화
(기업 주도, ‘23~)


 ㅇ 발전소 및 시멘트․광산 업체가 다수 위치한 강원-충청 지역 內 각 실증 부지 연계를 통해 패키지 기술 실증 플랜트를 구축․운영할 계획이다.
     * (중앙부처) 사업단 구성․운영, 사업계획 수립 등 총괄 지원, (강원․충청도) 인허가 등 행정지원, (참여기업) 저농도 CO2 및 폐광산 테스트베드 제공 등 실증사업 협력

 < 강원-충청 실증사업(안) >


3

탄소자원화 전략 플랫폼 구축


◇ 탄소자원화 관련 연구역량이 집중된 기관을 선정하여 탄소자원화 생태계 조성을 위한 구심점 역할 수행 (3+3년 간 매년 7억원)

□ 탄소자원화 통합정보 제공, 정책․기술개발 지원 및 성과확산 등 전담 지원기관 운영을 통해 산업 생태계 조성을 촉진할 계획이다.
 ㅇ 국내외 정책․기술․시장 동향 및 연구성과 등 통합 정보서비스를 제공하고, 정책․제도 기획 및 산학연 협의체 운영 등 성과확산을 지원하며,
 ㅇ 탄소자원화 국가전략프로젝트 추진 과정에서 수집된 실증정보를 바탕으로, 온실가스 감축 효과가 우수한 최적 가용 기술(Best Available Technology)을 도출하고 온실가스 감축효과 산정 기술 개발도 지원할 계획이다.
< 전략 플랫폼 주요 기능 >


□ 로드맵에 따른 6년간의 실증 추진 과정에서 도출되는 성과의 국내외 확산을 위해,
 ㅇ 플랜트 설계집, 운전제어기준 등 핵심 성과를 국내 기업에 기술 이전하고, 확보된 온실가스 감축 산정기술을 배출권과 연계하여 온실가스 감축수단으로 확산을 추진하며,
 ㅇ 실증을 통해 검증된 플랜트 기술의 해외 수출과 현지 적정기술화를 통해 CDM* 모델을 개발하여 탄소크레딧을 확보해 나갈 예정이다.
     * Clean Development Mechanism(청정개발체제) : 선진국‧개도국 공동 프로젝트 수행을 통해 탄소크레딧을 확보하는 체제
□ 미래부는 로드맵의 차질 없는 추진을 위해, 같은날(12.12) 오후  강원도, 충청북도 및 남부발전‧한일시멘트 등 35개 기업과 탄소광물 플래그십 사업 업무협약을 체결하였다.
 ㅇ 이번 업무협약 체결을 계기로, 탄소자원화 국가전략프로젝트 관계 지자체 및 기업들은 생태계 조성, 기술의 확산 및 사업화 촉진 등 탄소자원화 실증사업의 원활한 추진을 위한 적극적 협력의지를 표명하였다.
    < 업무협약 주요 내용 >

ㅇ 미래부: 탄소자원화 국가전략프로젝트의 추진 및 관련 정책‧제도적 지원

ㅇ 강원도ㆍ충청북도: 국가전략프로젝트 추진에 따른 인허가 등 행정적 지원 및 관련 기관(대학‧연구기관 및 기업 등)과의 연계‧참여 지원

ㅇ 기업: 탄소자원화 포괄적 업무 협력 관계 구축, 국가전략 프로젝트 사업추진 협조, 지역경제 활성화 협조 등


 ㅇ 한편, 지난 11월 3일 미래부는 전라남도․광양시․여수시 등 4개 지자체 및 포스코․LG화학 등 20여개 기업과 탄소전환 업무협약을 체결한 바 있다.

□ 이번 실증로드맵에 따르면, 정부는 탄소자원화 국가전략프로젝트를 추진하여 국내 온실가스 감축 부담을 완화하는 동시에, 탄소자원화 新 기후산업 창출을 도모할 계획이며,
 ㅇ 이를 통해, 향후 2030년까지 연간 2,500만톤 온실가스 감축과 16.3조원의 경제적 가치창출이 기대된다.


【 ‘25년 】

【 ’30년 】




온실가스 감축

감축량

750만톤/연

2,500만톤/연
탄소전환

450만톤/연

1,500만톤/연
탄소광물

300만톤/연

1,000만톤/연




경제적 가치 창출

총액

4.9조원

16.3조원


탄소전환
3.7조원
12.3조원


탄소광물
1.2조원
4조원

□ 동 로드맵을 발표한 미래부 정병선 기초원천연구정책관은,

 ㅇ “탄소자원화 기술은 기존의 온실가스 배출 저감 노력에서 진일보하여, 온실가스 자체를 자원화하여 화학제품을 만드는 혁신적인 역발상 기술로, 이번 로드맵 수립을 계기로 조기 실증에 착수하여, 민간 확산과 상용화를 촉진하는데 만전을 기하겠다”고 밝혔다.  <끝>



붙임1

탄소자원화 실증 과제 도출 개요


전략과제

기술‧시장 분석

국가전략프로젝트
실증 과제



1. 탄소전환 실증

• 부생가스 활용 화학원료 생산기술 실증

<기술 수준>
• 부생가스 內 CO 분리 분리막 및 흡착 원천기술 확보

• CO‧CH4 화학촉매 전환 화학원료‧연료 생산 원천기술 확보

<시장 현황>
• (시장규모) 액체연료(106조원) 〉 고분자화학원료(37조원) 〉 알코올(6천억원) 및
    유기산(2천억원)
     * 시장규모는 추정치


탄소전환 플래그십

CO 분리, 화학원료 또는 액체연료 생산기술 실증
• 총사업비 273억원
  (정부지원 178억원)
• 부생‧온실가스 활용이 용이한 광양-여수 산업단지 연계





2. 탄소광물 실증

• CO2 활용 폐광산 채움재 생산기술 실증

<기술 수준>
• 발전소 발전회‧CO2와 그린시멘트 활용 폐광산 채움재 생산 미니파일럿 실증 중

<시장 현황>
• 폐광산 복구 및 발전회 처리 수요 有(예: 국내 폐광산 2,588개소 등)


탄소광물 플래그십

발전소 저농도 CO2‧발전회 및 그린시멘트 활용 폐광산 채움재 생산기술 실증
• 총사업비 202억원
  (정부지원 162억원)
• 발전소, 시멘트사 및 폐광산이 다수 분포한 강원-충청도 연계



3. 탄소자원화 전략 플랫폼 구축

• 온실가스 감축효과 산정 기술개발

<기술 수준>
• LCA* 방식의 온실가스 감축 효과 산정 개념적 기술 有
• 탄소자원화 기획‧성과활용 지원을 위한 거점 수요 有


전략 플랫폼

• 탄소자원화 정책, 기술 개발 지원 및 성과 확산을 위한 거점 구축

  * Life Cycle Assessment: 제품, 공정, 활동 등의 전과정에서 사용된 물질과 오염물질을 규명하고 정량화 하여 지구환경에 미치는 영향을 평가하는 기술

붙임2

탄소자원화 국가전략프로젝트 실증 로드맵(안)


구분
실증 준비
본격 실증
운영‧성과 도출
탄소전환
플래그십
실증
공정시뮬레이션 및
Mini Pilot 실증
(‘17~‘18)
Pilot 실증 플랜트 구축
(‘19~‘20)
Pilot 실증 플랜트 운영
(‘21~‘22)
(‘17.3) 사업단 구성, 착수
(‘17.8) 최적 후보기술 선정
(‘18.8) 분리막·흡착제·화학촉매 최적성능 확보
(‘18.12) Mini Pilot 구축,운영
  * 제품 생산 3톤/연 규모
(‘18.12) 기초원료 및 utility LCI* DB 확보
(‘19.12) 부지·유틸리티 구축 및 실증 소재 확보
 * 실증 분리막, 흡착제, 화학촉매
(‘20.12) Pilot 구축 및 시운전
 * 제품 생산 3,000톤/연 규모
(‘20.12) 실증 공정 LCA 분석
 * Pilot 실증 플랜트 구축 공정 LCA 수행 및 방법론 보완
(‘22.12) 최적화 및 장기운전
(‘22.8) 온실가스 저감효과 및 경제성 분석
 * LCA 평가 활용
 * 탄소자원화 전략 플랫폼 연계
(‘22.12) 상용기본설계집 확보
 * 실증기술 보급 및 확산 전략 수립
탄소광물
플래그십
실증
공정 개선
(‘17)
Pilot 실증 플랜트 구축
(‘18~‘19)
Pilot 공정 최적화 및
CO2 모니터링, 표준화
(‘20~‘22)
('17.3) 사업단 구성, 착수

('17.8) 기 수행과제 성과로 공정 개선
  * Pilot 설계인자 도출
('18.12) 복합탄산염 Pilot 구축
 * CO2 처리 6,000톤/연 규모
('19.1) 복합탄산염 Pilot 운영
 * 복합탄산염 효율향상 검증 및 공정 최적화
('19.6) 폐광산 채움재 시공 Pilot 구축·운영
 * 제품 생산 30,000톤/연 규모
 * 시공성, 환경성 평가
('20.6) Pilot 최적화
 * 패키지 공정 운영을 통한
   최적화 및 Demo 스펙도출
('21.6) 국내외 표준화
 * CO2 및 환경 모니터링
 * KS, ISO82 등 표준화 
('22.3) CDM모델 신청
 * 탄소광물 신규 CDM 모델 신청
('22.6) 해외 사업모델 확보
 * 탄소광물 기술기반 적정기술 융합 해외 기술이전 추진
전략
플랫폼
구축
허브센터 지정 및
DB 플랫폼 구축
(‘17~‘18)
제도 개선사항 발굴 및
기반 기술 확보
(‘19~‘20)
성과 활용 및
확산 방안 마련
(‘21~‘22)

('17.3) 탄소자원화 플랫폼 기술 개발 과제 선정
 * 차세대탄소자원화 사업 中 일부예산 활용(‘17년 7억원 검토)
('17.6) 탄소자원화전략허브센터 지정
 * 협력 네트워크, 기술정보, 시설장비 등  기술 활용 인프라 구축 및 기능 수행

('19.6) 정책·제도 개선 사항 발굴
 * 연구개발 및 사업화 투자에 대한 세제 혜택 등 제도개선 사항 발굴
('20.12) 온실가스 감축효과 측정·평가 기반 구축
 * 차세대 개발 기술 온실가스 감축효과  측정·평가 방법론 마련 및 LCI DB 구축

('21.6) 협력 네트워크 활성화 및 성과확산
 * 산학연 교류 및 국제협력 지원
 * 관련기업 육성 및 기업 간 교류 지원
('22.6) BAT 도출 및 사업화 지원
 * LCI DB-피드백 정보를 활용한 사업성과 개선, BAT 도출을 통한 기술개선 방향 설정 및 사업화 지원

* Life Cycle Inventory: LCA과정에서 확보한 전과정 물질 투입‧배출 목록

붙임3

 탄소자원화 국가전략프로젝트 실증 세부 이행 로드맵