ecoroko

  SBS "한밤의 TV 연예" 라는 프로그램에 배우 박진희씨가 나와 자신의 친환경 관심을 보여 주며, AD 모터스의 전기자동차인 Change 를 타고 다니는 모습을 보여 드린 적이 있습니다. 이 자동차는 국내 회사인 AD 모터스에서 만든 자동차이며, 2010년 5월 부산 모터쇼에서 신차발표회에 등장하였습니다. 차 등장과 함께 박진희씨가 홍보대사가 되셨죠.

  TV 프로그램에서는 박진희씨가 Change 를 소개 하고, 직접 주행하는 모습까지 보여 드립니다. 심야 전기를 충전하면, 한달에 2만원이면 된다고 합니다. 이 말을 듣고, 바로 네이버 검색하러 가신 분들 많이 계시죠. 이번 컨텐츠에서 한번 전기차 CHANGE 에 대해 알아 보고, 이것을 통해 전기차의 분류에 대해 다시 한번 REMIND 해보도록 하죠.

  먼저 전기차 CHANGE에 대해 알아 보도록 하죠.

- 승차인원 : 2명

- 최고속도 : 60km/h

- 1회충전주행거리 : 120km

- 충전시간 : 급속 충전시 30분 이내

 

 

<EV>

  먼저, 모든 자동차회사들이 전기차 연구 개발에 힘쓰고 있습니다. IDEAL 한 목표는 한가지 입니다. 전기자동차를 개발하자. 무슨 말이냐구요? 물론 위의 CHANGE 도 전기자동차 입니다. 하지만, 궁극적으로 현재의 내연기관 자동차를 대체할 수 있는 차는 아니지요. 스펙을 보시면 아시겠지만, 출퇴근이나 장보기, 배달용 정도가 CHANGE지 이지요.

  다시 말씀드리면, 회사들의 전기차 개발의 궁극적 목표는 내연기관 없이 모터와 배터리로 현재의 화석연료가 하는 역할을 대신하는 자동차를 말합니다. 즉, 일반적인 자동차와 비교했을 때 손색없는 주행거리를 낼 수 있는 대용량의 배터리를 저렴하게 생산하는 것이지요. 많은 기업들이 전기차 출시를 계획하고 있지요. 하지만, 가격문제가 크게 작용하죠. 위의 2인승 소형 자동차인  CHANGE 가 2000만원 정도인데, 일반 차와 비슷한 능력을 지니는 전기차라면, 가격이 엄청 날 듯하네요.

 

<HEV 와 PHEV>

  이 가격문제로 인해 내연기관에서 전기자동차로 가는 과도기 단계의 자동차가 HEV와 PHEV 입니다. 각각 하이브리드 자동차(Hybrid Electric Vehicle), 플러그인 하이브리드 자동차(Plug-in Hybrid Electric Vehicle) 이라고 하죠. 두 방식은 내연기관과 배터리를 모두 가지고 있다는 것입니다. 단지 HEV 는 화석에너지와 전기에너지를 둘 다 함께 사용하여, 연비를 높히고 공해물질 및 이산화 탄소 배출량을 줄인 것이지요. 반면, PHEV 는 가정이나 충전소에서 쉽게 충전할 수 있는 하이브리드 자동차 인데요. 이 방식은 HEV 와는 다르게 평소에는 충전된 전기에너지로 주행하다가 전기에너지가 소모해 감에 따라 내연기관을 통해 추가로 전기 에너지를 보충해 주는 방식이죠. 대신, 주가 전기에너지이기 때문에 상대적으로 큰 배터리 용량이 요구되어 가격이 높습니다. 즉, 차이를 간단히 말씀드리면, HEV 는 화석연료를 이용한 자동차의 연비를 높히고, 공해물질 감소에 도와주는 것이 배터리를 통한 전기에너지이구요. PHEV 는 전기에너지가 주이고, 배터리의 용량이 부족할 때 보충해 주는 것이 화석연료에너지 입니다. 서로 주가 되는 것이 다르지요.

  둘다 EV 가 되기 전의 과도기 단계의 모델이지만, 정확히 말하면, 진정한 EV 가 될 수 있는 것은  PHEV 라고 할 수 있죠. 
 

<NEV>

  위에서 소개해드린 자동차 CHANGE 가 이것에 속하는데요. 위에서도 말씀드린 바 있지만, 저속 전기차(Neighborhood Electric Vehicle)입니다. CHAGE 에 대한 것을 보고 오셨으니 큰 설명은 필요 없겠습니다만, 간단히 설명드리면, EV가 상용화 되기에는 아직 부족한 배터리 용량과 가격측면을 고려해서 나온 형태 입니다. PHEV 도 그것을 고려한 방식이지만, SPEC.을 보시면 아시겠지만, NEV 는 그것과는 다르게 차체를 소형화 시키고, SECOND CAR 개념으로 개발된 차입니다.

 

  여기까지 전기자동차에 대해 설명드렸습니다. 물론, 이 방식들이 다는 아닙니다. 수소연료전지를 통한 방식, 바이오디젤연료가 적용된 방식, 태양열 이용방식 등 여러 가지 방식이 있지만, 상용화된 것으로 분류를 내 보았습니다.
 

코멘트

  TV에서는 박진희씨는 차고가 있어 거기서 충전을 하는 것 같았는데, 우리 나라의 경우, 전기차를 충전할 만한 차고가 있는 가정이 그리 많지 않죠. 물론 이 문제는 전기자동차의 개념이 나올 때부터 존재했던 문제이긴 하지만, 가격을 낮춘 SECOND CAR 개념의 전기자동차가 상용화된 이상 어떠한 해결방안이 있어야 되지 않을까요. (주차장 플러그에 아파트 호수별로 분류해준다던지 해야겠네요.)

  현재 HEV 와 PHEV 경우에는 가격이 조금 높다는 것 말고는 일반 내연기관 차와 비슷한 스펙을 지닙니다. 하지만, 공해물질이나 이산화탄소 배출량이 ZERO 인것은 아니지요. 중점은 배터리의 에너지 밀도 증대와 가격 저감을 위한 연구 개발입니다.

 

 REFERENCE

1. AD MOTORS http://www.admotors.com/research/car.asp

2. 서울 경제 " AD 모터스, 전기차 CHANGE 미국 인증 획득 "

Vonham 녹색기술 Change, Eco 진희, ecoroko, EV, HEV, IT, PHEV, 기후변화, 내연기관차, 박진희, 박진희 전기차, 에코로코, 이산화탄소, 저탄소, 전기자동차, 전기차, 지구온난화, 친환경, 탄소배출권, 하이브리드자동차, 한밤의TV연예

  조선업의 주 생산은 선박이 대부분을 차지 합니다. 원자재 사용을 기준으로 보면 중공업으로 분류되지요. 중공업 분야 또한 친환경 열풍에 발맞춰 가기 위해 온실가스를 절감하고자하는 노력을 진행하고 있는데요. 조선업 또한 예외는 아닙니다.

  선박은 전 세계 이산화탄소 배출량의 3.3%를 차지하는데요. 오일을 주 연료로 사용하기 때문에 친환경과는 거리가 있었습니다. 하지만, 환경적 문제로 인해 연료 효율을 높이고, 온실가스를 저감하려는 등의 기술개발을 위해 노력하고 있습니다. 국내의 조선업은 아시다시피 기술력에서 다른 국가들을 앞서고 있지요. 하지만, 중국의 조선업 추월에 대응하기 위해 친환경 선박 기술 개발이 중요한 과제입니다.

  그렇다면, 국내 기업들이 친환경 선박과 관련되어 어떠한 기술개발이 있었는지 몇 가지만 알아보도록 하지요.

  먼저, 조선업계의 움직임을 간단히 알아 보죠.

  현대 중공업 -- 작년 3월 세계 최초로 IMO 의 새 기준을 만족하는 친환경 선박엔진 제작 성공

(같은 양의 연료로도 오염물질 배출량을 20% 줄일 수 있는 게 핵심 기술이다.)

  삼성 중공업 -- 환경 규제가 강화되기 전에 친환경 선박시장 선점 전략 시행 2015년까지 친환경 선박 건조기술 개발에 5000억원을 투자하고 관련 특허 1000건을 얻고자하는 목표를 세웠다.

  대우조선해양 -- 다른 기업들과 함께 LNG 를 이용한 엔진과 선박용 연료전지 개발에 착수함.

  STX조선해양 -- 폐열 회수와 출력을 높여 50% 가량의 연비절감을 목표로 프로젝트를 가동함.

  해운업계 또한 조선업계에서의 환경규제에 대응해 친환경 선박을 개발하면서 비용이 상승에 그에 따른 운임비용 상승으로 부담을 느끼고 있습니다. 그래서 해운업계 또한, 이산화탄소 배출량을 줄이기 위해 노력하고 있습니다.

  한진해운 -- 이산화탄소 배출량을 기존의 0.48% 수준으로 획기적으로 줄일 수 있는 냉동 컨테이너선을 도입했다. 또한, 에코스티밍이라는 항해속도를 경제적 수준으로 맞추는 프로그램도 시험운항 중이다.

  현재상선 -- 사업장의 온실가스를 효과적으로 관리하는 ' 온실가스 인벤토리'를 구축, 항구에 정박한 후 발생되는 전력을 육상에서 공급해 대기오염을 줄이는 방안을 추진 중이다.

  STX팬오션 -- 2014년까지 개발되는 선박에 친환경 엔진을 달고, 친환경 원료 및 부품으로 건조된 선박을 운항할 게획이다.

---------------------------------------------------------------------------------------------------

  중공업들의 친환경 선박 기술 개발 계획을 좀 더 자세히 알아 보도록 하죠.

  삼성 중공업

 09년 건조된 2600척 중 세계 최고 친환경 선박상을 수상한 LNG-SRV 에 대해서 알아 보죠.

 

  삼성중공업이 개발한 SRV는 천연가스를 액화된 상태로 생산지에서 소비지까지 나르기만 하던 기존의 LNG 선과 달리, 액체 상태로 운송한 LNG 를 해상에서 다시 기화시켜 파이프라인으로 육상으로 공급할 수 있는 친환경 재기화기술이 적용된 신개념 선박입니다.

  재기화 기술이 도입됨에 따라 천연가스 공급기지 시설 자체가 선박을 통해 해상에서 대신함으로써 본래 육상 LNG 수입터널 설치로 인해 막대한 비용이 들던 것을 절약할 수 있지요.

  물론 지존에도 LNG 재기화 선박이 있었지만, 삼성중공업에서는 환경적 측면을 적극적으로 고려하여 설계하였습니다.

  사진을 보시면 아시겠지만, 잘 안보이실 수도 있으니 설명드리겠습니다.

 

1. 돌고래 등 해저 포유류를 고려한 추진기 소음. 진동 최저 설계

  - 블로그 내에 녹색기술 컨텐츠 중에 관련 내용이 있는데요. 선박이나 풍력 발전으로 인한 소음으로 인해 포유류 동물들이 피해를 받고 있는데요. 이러한 소음을 최저화 하는 설계에 관한 내용입니다. 

2. 전기 추진 엔진 장착 및 배기가스 저감 설비(약 93% 저감)

3. 친환경  해수 유입구(흡입속도 10분의 1로 저감해 해양생물 보호)

  - 선박 엔진 냉각관련이나 기화작업시 필요 해수로 인한 해수 유입이 필요한데요. 선박의 속도가 빠르기 때문에 유입속도가 크게 됩니다. 이 때문에 주변 해양생물들이 속도와 관련 소음을 견디지 못해 피해를 받는데요. 이것을 1/10 로 줄여 해양 생물을 보호하고자 하는 것이지요.

4. 수질 오염 방지를 위한 엔진룸 냉각수 재순환 시스템

  - 냉각수로 사용된 물들이 바다로 흘러가게 되면, 엔진룸 내부 찌꺼기들이 바닷속으로 유출되기 때문에 수질 오염이 발생합니다. 이를 방지하기 위한 시스템입니다.

5. 기화 작업 시 발생하는 해수 배출 제로 시스템

  - LNG 가스를 원료로 사용하는데, 이는 액체로 저장되어 있는 상태의 가스를 기화시켜 사용하는 과정에서 기화과정이 들어 갑니다. 기화는 액체를 기체로 만드는 과정인데요. 해수가 가열되어 LNG 를 기화시키고, 기화작업에 사용된 해수가 바다로 방출되는 되요. 방출되는 해수의 온도가 높아 생태계를 파괴시킵니다. 이 해수를 전혀 내보내지 않는 시스템을 개발한 것이지요.

 

STX 조선해양

 

  STX 조선해양은 2009년에 선박의 배출가스의 오염물질을 획기적으로 줄이고 연료비를 최대 50% 이상 절감할 수 있는 신개념 친환경 선박 'STX GD(Green Dream Project) ECO-Ship" 개발에 성공했다고 합니다.

  STX GD ECO-Ship 은 기존의 벙커 C유를 주 연료로 사용하는 기존 선박에 비해 친환경 연료를 사용함으로써 CO2 배출량을 45% 절감할 수 있다고 합니다. 또한, 연료 효율은 40% 향상시켰습니다. 더불어서 선상에 풍력(500kW)와 태양력(43kW) 발전기 등을 설치, 신재생에너지를 동력에서니로 활용함으로써 친환경성을 한층 강화했지요.

  STX 는 이러한 친환경 혁신을 통해 해양 조선 분야의 향후 판도를 좌우할 듯 합니다.

 

코멘트

  커다란 선박 관련 내용은 아니지만, 런던 템즈강에 친환경 선박을 '떠다니는 정원'으로 만들어 띄운다고 합니다. 2010년 3월에 난 뉴스니 지금 떠 있을까요? 잘은 모르겠지만, 피사리아라는 명칭의 고래를 닮은 이 선박은 자체동력을 만들어 내기 때문에 환경에 무해하다고 합니다.

 

  친환경 정원 선박이죠. 멋지지 않나요?

 

REFERENCE

1. 삼성 중공업

2. 경향 신문 "발등에 불 , 조선해운업계 친환경 선박 띄워라 비상"

http://news.khan.co.kr/kh_news/khan_art_view.html?artid=201101110021595&code=920501

3. 파이낸셜뉴스 " STX 조선 친환경 선박 GD 에코십 개발"

http://www.fnnews.com/view?ra=Sent0701m_View&corp=fnnews&arcid=090921223235&cDateYear=2009&cDateMonth=09&cDateDay=22

4. COMASMELL(개인블로그) "STX 조선 해양 선박에 GREEN 입힌다." (해사경제신문 내용)

http://blog.naver.com/PostView.nhn?blogId=ev2rfree&logNo=70070840400&viewDate=&currentPage=1&listtype=0

5. 동아닷컴 "삼성중 "6년간 친환경특허 1000건 내겠다"

http://news.donga.com/3/all/20100406/27393488/1

6. 경향신문 " STX 조선 해양 - 친환경 선박 개발로 연료 효율 높여"

http://news.khan.co.kr/kh_news/khan_art_view.html?artid=201106291739125&code=920401

 

Vonham 녹색기술 ecoroko, IT, LNG, LNG SRV, 대우조선해양, 신재생에너지, 에코로코, 이산화탄소, 조선업, 중공업, 지구온난화, 친환경, 친환경 선박, 탄소배출권, 태양광, 태양력, 한진해운, 현대중공업

1. 기업개요

2002년 남해화학으로부터 기업분할을 통해 탄생한 휴켐스는 DNT, MNB, 질산 등 정밀화학 핵심소재를 생산하는 기업으로 화학분야의 30년 이상의 기술을 보유하고 있는 기업이다. 2002년 국제환경경영시스템 ISO14001 인증을 획득하였고, 2006년 환경부에서 환경친화기업으로 지정하였으며, 2009년 포브스 선정 아시아 200대 유망 중소기업의 하나로 뽑히기도 했다. 온실가스 문제가 많이 언급되고 있는 요즘 휴켐스는 CDM사업 같은 친환경사업에도 진출해 국내뿐만 아니라 지구 환경 보전에 많은 기여를 하고 있는 기업이다.

2. 주요제품

주요 제품은 위의 표와 같다. 이 중 친환경 제품 또는 사업에 포함되는 것은 CDM사업과 자동차용 요소수가 있다.

1)    CDM 사업

휴켐스는 교토의정서에 따라 지구온난화를 방지하기 위해 희질산공장에 온실가스(N2O)를 저감하는 시설을 설치해 온실가스 배출권을 판매하는 CDM사업을 진행하고 있다. CDM사업은 간단히 말해 온실가스 감축의무가 있는 선진국이 개발도상국의 온실가스 감축사업에 투자해 그 감축 실적을 서로의 지분에 따라 나눠 갖는 제도이다. 구체적으로 휴켐스는 오스트리아의 Carbon사로부터 시설투자비와 운전비 전액을 지원받아 2007년 상반기 온실가스 저감시설의 설치를 완료했으며, 2007년 상반기부터 온실가스 배출권을 판매하고 있다. 저감시설 장치를 설치한 이후 연간 약 150만톤(CO2 기준)정도를 저감하였다. 이는 자동차 100만대가 내뿜는 온실가스와 맞먹는 양이라고 한다. 2006년 11월 정부로부터 공식적인 CDM사업을 승인 받았고, 2007년 1월에는 UN에 등록을 완료했다.

2)    자동차용 요소수

자동차용 요소수(Urea)는 차세대 매연저감물질로, 현재 선진 엔진업체들이 적용하고 있는 SCR(선택적 촉매 환원법)에 사용되는 환원제이다.

SCR방식을 사용하는 디젤차량에 자동차용 요소수를 투입하면, 배출가스를 무해한 질소와 물로 변환시켜 배출가스 자체를 근원적으로 저감시키며, 차량의 연비도 향상시키는 효과가 있어 현재 전세계적으로 각광받고 있는 새로운 매연저감기술이다.

자동차용 요소수는 현재 ‘AdBlue’라는 이름으로 유럽 등에서 사용하고 있으며, 휴켐스는 녹스 시리즈(녹스닥터, 녹스크린)로 제품을 출시했다.

<녹스시리즈>

녹스시리즈에 좀더 구체적으로 알아보자면 디젤 엔진 배기관에 요소수를 분사하여 촉매반응을 시킴으로써 유해가스를 무해한 물과 질소로 바꾸어 주는 환원제이다. 매연 제거에 탁월한 효과를 가지며, 연비도 10% 정도 향상시켜주기 때문에 고유가 시대에 매우 촉망 받는 제품이라 할 수 있다. 현재 녹스 시리즈는 두산인프라코어와 SK에너지를 통해 판매되고 있다.

 휴켐스는 35년 이상의 요소 사업 경험을 바탕으로 생산제품 대부분을 독점 공급하고 있으며, 질산은 국내 시장의 80%, DNT와 MNB는 100%를 점유하고 있다. 정밀화학 사업은 노하우가 많이 필요하며 자본집약적 장치사업이기 때문에 경쟁사 거의 없다고 볼 수 있다. 또한 2013년까지 질산은 생산 규모를 65만톤에서 104만톤으로 늘려 단일 공장으로는 세계 최대규모로 늘리기 때문에 나날이 발전하는 모습을 볼 수 있을 것이다.

4. EGNS지표

6. 참고

http://huchems.com/ - 휴켐스

http://www.ebn.co.kr/news/n_view.html?id=484241 – EBN 산업뉴스

sweetbi 녹색성장 CDM사업, 탄소배출권, 탄소배출권거래제, 휴켐스

극과 극은 통한다는 말이 있다. 양 극단에 위치한 분야는 공통점을 가지고 있다는 말이다. 그런 점에서 후성은 이 말이 정말 어울리는 기업이다. 온실가스 배출의 극단을 달리는 냉매 및 가스를 주된 제품으로 하면서 탄소배출권 거래 시장 및 CDM산업에 적극 적인 투자를 하고 있다. 그렇다면 후성에 대해서 좀 더 집중적으로 알아보자.

 

1. 기업 개요

 

후성은 1983년에 울산화학으로 설립되어서 설립초기부터 지금까지 화학, 자동차, 건설등 기초산업분야를 기본으로 한 기업이다. 경기도 화성시, 울산, 그리고 중국에 공장이 있으며 서울에는 본사가 있다. 다음은 최근 몇 년간 기업의 재무제표이다.

출처 : 후성

 

2. 주력제품

 

처음에 논의한 것처럼 후성의 주력제품은 냉매계열의 가스와 특수 작업환경에서 쓰일수 있는 가스이다. 냉매가스로는 온실가스로 유명한 CFC 계열을 주로 취급하였으나, 1989년 몬트리얼 의정서 및 2009년 부터는 도쿄의정서에 의해 CFC계열 냉매를 아예 생산하지 못하므로 현재는 HFC계열의 냉매를 생산해서 판매하고 있다. 주요 판매처는 삼성전자, LG전자, 캐리어, 벽산, 현대자동차, 기아자동차, 르노삼성자동차 등이다.

주력제품으로서 특수가스는 다음과 같다.

출처 : 후성

 

그리고, 2차전지의 핵심소재중 하나인 전해액의 전해질도 판매하고 있다. LiPF6는 전해액을 만드는 데 반드시 필요한 전해질이고, 리튬2차전지용 전해질인 LiPF6의 제조는 국내 유일하게 후성에서만 하고 있다. 2003년 10월 LiPF6의 100톤 생산을 시작으로 하여, 2010년 현재 1.000톤으로 생산시설을 증설하였으며, 2011년 현재 2,000톤까지 생산시설 증설을 계획하고 있다. 제조하는 전해질 LiPF6는 품질면에서 일본에 뒤떨어지지 않아 국제적으로 인정받고 있으며, 국내 유수의 2차전지 제조업체인 LG화학 및 2차전지 소재 제조업체인 테크노세미켐 등에 납품 및 수출을 통하여 제품의 성능을 인정받고 있다.

 

이제 논의의 중심인 CDM 산업으로 넘어가 보자.

 

먼저 CDM사업이란 이산화탄소 등 온실가스 저감시설을 설치하거나 풍력, 태양광 등 발전소를 지어 온실가스 배출 저감에 이여한 양 만큼의 권리를 다른 기업에 팔아 수익을 거두는 사업으로, 교토의정서 제 12조에 정의되면서 하나의 산업으로 성장하고 있다.

후성은 2005년 국내기업으로는 최초로 유엔기후변화협약 사무국(UNFCCC)의 실사를 통과하여 감축 실적을 승인받았고, 세계 최초로 배출권을 판매하여 이익을 실현하고 있다. 2002년부터 CDM 사업 구성을 시작하여 2004년 일본 이네오스(50%), 컨설팅업체 UPC(10%)과 공동으로 IFJ Korea라는 JV를 설립하여 에어컨용 냉매를 생산하는 과정에서 발생하는 온실가스를 줄이는 설비를 마련하였고 이 설비에 대해 유엔으로부터 저감 실적을 인정받았다. 당사가 저감하는 HFC 계열의 가스는 온실가스 종류 중 지구온난화지수(CO₂로 환산한 저감량)가 가장 높아 당사가 HFC23 1톤을 저감한 실적이 CO₂ 11,700톤을 저감한 것으로 인정받아 매우 높은 투자효율을 나타내고 있는 것이 특징이다. 현재 온실가스 배출저감을 통해 연간 약 200만톤 이상의 탄소배출권을 획득하고 있으며 지속적인 판매를 통해 수익을 거두고 있다.

 

이와 같은 점은 아래의 표를 보면 정말 아이러니 임을 알 수 있다.

출처 : 산업자원부 & 에너지경제연구원, 2003, 기후변화협약 및 교토의정서 대응전략 연구

 

지구온난화 지수가 이산화탄소보다 훨씬 높은 HFC 계열의 냉매를 주력제품으로 하면서 CDM산업에 적극적으로 참여하고 있는 기업 바로 후성이다.

 

3. 경쟁사

 

후성과 같이 CDM산업에 투자하고 있는 기업으로는 한솔홈데코, 휴켐스, 에코프로 등을 들수 있다. 한솔홈데코는 지난해 지식경제부로부터 온실가스 감축사업 등록 인증을 받았고 휴켐스는 대기오염물질 저감으로 150만톤 규모의 탄소배출권을 확보한 것으로 알려져 있으며, 에코프로는 온실가스를 제거하는 촉매기술을 확보하고 있다.

이들 회사들 및 후성은 특히 지난 3월 일본 원전 폭발사고 이후 주가가 급등하면서 탄소배출권 관련주로 크게 주목을 받았다. 특히, 한솔홈데코는 당시 상한가도 기록하였었다.

 

4. EGNS 지표

 

(1406+3985+14421+5069)/(180147+142634+136206+96628+13223)=24681/568838=4.34%

하지만 공시정보에 *. CDM과 관련해서 매출로 계상되는 부분은 탄소배출권 판매시 발생하는  Service fee에 한합니다. 라고 명시되어 있으므로 더 높을 수 있다. 또한, 2차전지 관련 전해액 매출도 포함하면 더 높아질 수 있다.

 

5. comment

 

글의 제목인 극과 극은 통한다라는 말과 어느정도 일맥상통한 것 같다. 온실가스의 극단인 냉매가스를 판매하면서도 CDM산업으로 꽤 많은 매출을 올리고 있으니 말이다. 극과 극이 통한다면 지금과 같은 환경문제도 많이 발생하지는 않았을 텐데..

ecoroko.romantist 녹색성장 CDM산업, cfc, HFC, 극과극, 극과극은통한다, 냉매가스, 탄소배출권, 탄소배출권 시장, 후성

먼저 탄소배출권이라는 개념은 앞 포스팅에서 다루어 왔으므로, 이번 포스팅에서는 탄소배출권 시장과 관련된 논의를 해보자 한다. 탄소배출권이라고 인터넷에 검색해보면 연관된 검색어로 다음과 같은 목록들이 뜬다.

주로 거래제, 관련주, 기업 시장등 사고파는 시장과 관련된 검색어가 뜬다. 하지만, 탄소배출권이 나온 배경을 살펴보면 탄소를 줄이기 위해서이다. 하지만, 탄소배출권 거래제가 현재까지 온 과정은 시장이라는 단어가 더 어울린다. 과연 그 단어가 어울리고 괜찮은 것인지 살펴보도록 하자.

 

1. 탄소배출권의 정의

 

시작하기에 앞서 탄소배출권의 정의부터 살펴보자.

 

정해진 기간 안에 이산화탄소(CO₂) 배출량을 줄이지 못한 각국 기업이 배출량에 여유가 있거나 숲을 조성한 사업체로부터 돈을 주고 권리를 사는 것을 말한다. 교토의정서에 따르면 의무당사국들은 1990년 배출량을 기준으로 2008년에서 2012년까지 이산화탄소 배출량을 평균 5% 수준으로 줄여야 한다. 감축에 성공한 나라들은 감량한 양만큼의 탄소배출권을 사고팔 수 있게 하였다. 이에 따라 석유화학기업 등 이산화탄소 배출량이 많은 기업들은 이산화탄소 배출 자체를 줄이거나 배출량이 적은 국가의 조림지 소유업체로부터 권리를 사야 한다. 한국은 2013년 2차 의무대상국 지정이 유력하다.

 

출처 : 매경닷컴

 

탄소배출권 거래제의 배경은 탄소배출을 감축하면 할수록 비용이 절감되서 좋고, 거래가 활발히 이루어지면 시너지 효과와 더불어 선순환이 된다는 것이다.

 

2. 탄소배출권 거래제의 정의는 어디로?

 

위에서 논의한 정의와 배경처럼 된다면 정말 좋겠으나, 상황은 그다지 좋지 않다. 우리나라는 2013년에 실시할 예정이었으나, 2015년으로 미루어졌다. 또한, 세계에서 가장 큰 배출권 거래시장인 유럽에서조차 최근 배출권 가격이 흔들려서 좋은 상황이 아니다. 유럽시장은 우리나라의 예정 도입시기인 2015년보다 10년 앞선 2005년에 시작되었다. 초반에 탄소배출권을 너무 많이 무상으로 분배하여서 2005~2007년까지 배출권 시장이 역할을 하지 못하였다. 이 후, 제도적인 보완을 하였으나 2008년 세계 경제위기 이후에 다시 배출권 가격이 급락하면서 제 역할을 하지 못하였다. 즉, 탄소 감축을 위한 노력을 통해 가격이 변동 된 것이 아니라, 외부의 요인에 의해 가격 영향을 더 크게 받는 다는 것이다. 뿐만 아니라, 많은 자본들이 투기적으로 들어옴으로 인해 시장은 기후변화와는 멀어졌고, 탄소배출권의 도입 취지 및 정의는 사라졌다.

3. 탄소배출권 거래제보다는 탄소세!

 

탄소배출권 거래제는 위처럼 한계가 있다. 물론, 필자가 너무 부정적인 면만 부각시킨 점도 있다. 하지만, 여전히 탄소 감축을 통한 노력보다 자본의 흐름이 더 중요한 시장이라는 특성상 계속 악화되는 환경 변화에 대처하기에는 한계가 있어보인다. 그렇다면, 시장이라는 특성도 가지고 있고, 환경 변화에 더 효과적으로 대처할 수 있는 방법은 없는 것인가..

필자가 생각하기에 가장 효과적인 대안은 탄소세이다. 탄소세 역시 탄소 배출에 가격을 매기는 시장의 효과를 가지고 있다. 하지만, 규제적인 효과는 배출권 거래제보다 훨씬 강력하다. 또한, 탄소세를 통해서 얻은 세입으로 녹색분야에 더 투자할 수 있으므로 일석이조이다.

 

4. comment

 

글을 써놓고 보니, 필자가 너무 탄소배출권 거래제를 불신하고 있다는 생각이 들었다. 하지만, 배출권 거래제의 취지를 살리는 방향이 탄소세가 더 좋다는 생각이 들어서 이와 같은 글을 쓰게 되었다. 배출권 시장이 감축효과를 잘 발휘해서 이 글의 존재이유가 사라졌으면..

ecoroko.romantist 녹색성장 탄소규제, 탄소배출권, 탄소배출권거래제, 탄소배출권시장, 탄소세, 탄소시장

교토의정서에 대해서 중고등학교 사회(혹은 과학) 시간에 한 번쯤은 들어봤으리라고 생각한다. 교토의정서에서 가장 논란이 되는 것이 바로 이산화탄소절감이라는 부분이다. 이산화탄소는 제철, 자동차, 석유화학 등 대부분의 굵직굵직한 산업은 물론이고 IT와 같은 비교적 작은 산업에서도 상당한 양이 배출되고 있다. 문제는 이산화탄소가 지구 온난화에 주범이라는 사실이다. 이에 교토의정서에서 지구 온난화 방지를 위해서 탄소절감을 각 나라, 각 기업들에게 ‘강제하고자’ 생겨난 제도가 탄소배출권이다. 이번 컨텐츠에서는 탄소배출권의 개념과 배출권이 거래되고 있는 시장 현황에 대해서 다루도록 하겠다.

 

 

1. 탄소배출권이란?

 

 

다시 정리를 해보자면 각 국가마다 탄소를 정해진 비율만큼 줄여야 하고, 이보다 더 줄이면 그 차이만큼을 다른 나라 (할당받은 양만큼 줄이지 못한 나라)에게 돈 받고 파는 것이다. 이때 탄소배출권이란 각 국가가 탄소를 배출해도 되는 양, 즉 다른 나라로부터 돈을 주고 사건 원래부터 할당받든 탄소를 배출해도 국제사회로부터 허용받을 수 있는 양만큼을 의미한다고 하겠다.

 

 

2. 탄소배출권 시장의 매커니즘

 

이쯤에서 한 가지 의문이 들 수도 있다. 누가, 어떤 나라가 비싼 돈을 내가면서 탄소배출권을 사겠는가라는 것이다. 이 질문에 대한 해답은 각 국가 혹은 기업이 보유한 기술수준에 있다. 탄소 절감 기술이 발달한 국가라면 탄소 절감하는데 있어서 더 적은 비용이 들어갈 것이고, 그렇다면 탄소를 할당된 것보다 더 줄이고, 그 만큼을 파는 것이 경제적으로 이익이 된다. 아래에서 A라는 기업의 사례를 보자.

 

위의 설명을 보면 탄소배출권 거래의 매커니즘이 한 층 쉽게 이해될 수 있을 것이다. 이 경우 A기업은 비용을 줄이기 위해 탄소배출권을 구매할 것이다. 만약 높은 기술력을 가진 B라는 기업이 존재해서 탄소절감 비용이 톤당 50만원이라면 그 기업은 당연히 탄소를 절감할뿐더러, 5톤보다 더 많이 줄여서 남는 부분만큼을 탄소배출권 시장에서 판매할 것이다. 물론 위의 예시는 이해를 위해서 아주 단순화한 것이기는 하지만 이렇듯 비용극소화라는 매우 기초적인 경제 매커니즘에 의해서 형성되는 시장이 바로 탄소배출권 시장인 것이다.

또한 A와 같은 경우에도 현재와 같은 상태에서는 지속적으로 비용이 발생함과 동시에, 불안정한 탄소배출권 거래 가격에 의존하기보다는 자신들이 직접 탄소 배출량을 줄이는 것이 장기적 관점에서는 이익이 된다고 할 수 있으므로, 탄소절감 기술 개발을 위해 꾸준한 투자를 병행할 것이다. 즉, 이론적으로는 자유시장 매커니즘을 따르므로 효율성을 살리는 동시에, 장기적 관점에서는 탄소 배출량도 줄이게 되는 수단이라고 할 수 있겠다.

 

탄소배출권은 전세계에 존재하는 배출권 거래소를 중심으로 몇몇 장외시장에서 거래된다. 아래 그림은 전세계 탄소배출권 시장의 현황이다.

 

출처 : 에너지 관리공단, 디지털 타임즈

 

이제 시장이 형성되는 구조인 공급자, 수요자 외에도 거래가 이루어지는 매개체 및 매개 공간까지 존재함을 알았다. 다시 말해서 탄소배출권 거래 시장이 하나의 완벽한 시장으로 형성되었음을 의미하는 것이다.

 

 

3. 탄소배출권 시장 현황

 

 

1500억 달러라면 한국 돈으로 약 160조가 넘는 금액이다. 아직까지 미국, 일본 등 주요 국가에서 탄소배출권 거래제 시행에 대해서는 미온적인 태도를 보이고 있으므로, 이들 국가가 참여하게 될 경우에는 탄소배출권 거래량뿐만 아니라 단위당 거래가격 역시 상승할 가능성이 높아질 것이다. 현재까지 흐름을 봐도 급격히 상승해왔으며, 그 추세 역시 이어갈 것으로 보인다.

 

 

위의 그래프를 보면 상당히 급격한 상승세를 유지해왔음은 물론이고, 앞으로도 그 흐름은 더욱 가속화되어 2020년에는 1조 4500억 달러에 달할 것이라고 예상하고 있음을 알 수 있다.

 

그리고 얼마 전 일어난 일본 원전사태 이후 탄소배출권의 거래 가격이 급등하였다.

 

머니투데이, 2011. 03. 21 – ‘일본發 원전불안, 녹색펀드 뜰까’

http://www.mt.co.kr/view/mtview.php?type=1&no=2011031915113625139&outlink=1

 

출처 : 런던 ICE거래소 탄소배출권 가격 추이

 

원전에 대한 위기의식이 고조되면서 차라리 다시 화력 발전을 하자는 의견이 대두되었다. 화력발전은 발전 과정에서 엄청난 규모의 탄소가 배출되므로 탄소배출권의 거래가격이 상승한 것이다. 이와 같은 원전 위기는 탄소배출권 가격 상승으로 인한 탄소배출권 시장의 규모를 더욱 키우고 있다.

 

 

4. Comment

사실 친환경이라는 이슈가 떠오른 가장 큰 이유로는 시장화에 있다는 점을 누구도 부인할 수 없을 것이다. 단순히 인류의 미래를 위해, 우리의 후세를 위해 친환경에 투자하는 기업들이 늘어났다기보다는, 친환경이라는 분야가 그만큼 ‘돈이 되기 때문에’ 적극적으로 참여하고 있는 것이다. 그리고 이러한 움직임을 가장 극명하게 드러내는 것이 바로 탄소배출권 시장이라고 생각한다. 약간 부정적으로 서술하였지만, 그렇게 부정적으로 볼 것 만도 사실 아니다. 어느 기업이든 자신의 이윤극대화를 위해 윤리적으로 문제가 없는 한, 수익성 있는 시장에 참여할 자유는 보장받아야 할 것이기 때문이다. 따라서 탄소배출권 거래 시장의 발전도 긍정적으로 볼 여지는 있다고 생각한다.

 

하지만 탄소배출권 시장에도 위험성이 존재한다고 생각한다. 아직까지는 대상이 아니지만, 아마도 곧 탄소절감 대상국에 포함될 개발도상국들의 반발과 미국 및 일본 등의 선진국의 미온적인 태도는 탄소배출권 시행을 힘들게 할 것이다. 우리나라와 같은 경우에도 기존 2013년 시행에서 기업들의 반발로 2015년으로 시행시기를 늦춘바 있다. 이러한 상황에서 탄소배출권 거래제 시행이 과연 예정대로 이루어질 지, 아니면 다시 보류될 지 누구도 장담할 수 없다. 최근 탄소배출권 거래제 관련 주식이 급등했다고 한다. 아마도 대부분 투자자들은 미래에 탄소배출권 거래제가 시행될 것으로 보고 있는 것 같다. 물론 필자도 언젠가는 실행되지 않을까 싶다. 하지만 언제나 그렇듯 시기가 문제이고, 자칫 잘못하면 지나치게 장기적인 투자가 되어버려 결국에는 이자율도 못 뽑는 투자가 될 지도 모르는 것이다.

norm2unik 녹색성장 CDM 시장, 탄소배출권, 탄소배출권 거래소, 탄소배출권 거래제, 탄소배출권 시장 현황

온실효과의 숨은 원인들.

  온실가스의 주범으로 인식되고 있으며, 탄소배출권, 탄소저감 정책 등으로 많은 이슈가 되고 있는 이산화탄소 이외에도 많은 요인들이 있습니다. 이산화탄소(CO2), 메탄(CH4), 산화 질소(N2O) 등이 자연적, 산업적으로 모두 방출되며, 수소 불화 탄소(HFSc), 과불화탄소(PFCs), 육불화 황(SF6) 는 매우 강력한 온실가스로 자연적으로는 발생하지 않고, 다양한 산업 활동에 의해 발생하게 되었습니다.

  다른 온실효과의 주범들의 컨텐츠에 뒤이어 산업활동으로 발생한 수소불화탄소(HFSc), 과불화탄소(PFCs), 육불화황(SF6) 에 대해서 간단히 소개하고자 합니다.

 

수소 불화 탄소(HFCs)

  위 그림은 수소불화탄소(HFCs) 의 한 예입니다. 오존층 파괴물질인 프레온가스인 CFC(염화불화탄소)의 대체물로 개발되었던 HFCs 대기권내에서의 수명이 짧고, 염소를 포함하지 않아 성층권에서의 오존 손실을 막을 수 있는 대체물로 여겨 지고 있으며, 현재도 많은 곳에 사용되고 있습니다.

 

과불화 탄소(PFCs)

  냉매, 소화기 및 폭발방지물, 분무액, 솔벤트 용제, 발표제 등에 쓰이는 가스입니다.

  CFC(염화불화탄소)를 대체하여 쓰이고 있으나, 온실가스의 하나로 알려져 있으며, 해마다 차지하는 비중이 늘어 가고 있습니다. 우리나라의 경우 전량 반도체 제조공정에 사용되며, 국내 온실가스 총 배출량의 4.2%를 차지합니다.

 

육불화 황(SF6)

  플루오린과 황의 화합물로, 황 원자를 중심으로 플루오린 원자가 정팔면체 구조를 취하고 있습니다. 열적 안정성이 좋고, 열 전달성이 뛰어나,1960년대 부터 절연제 등으로 넓게 사용되고 있습니다. 또한, 이러한 높은 절연성으로 변압기, 절연 개폐장치 등의 절연 매체로 사용되며, 이외에도 반도체 제품이나 액정 판넬의 제조 과정에서도 사용됩니다. 특수하게는 어뢰의 엔진 연료에도 사용 됩니다.

  이 세가지 온실가스는 합쳤을 때 인공적으로 발생하는 온실가스의 전체의 3.8% 정도 차지 한다고 합니다. 하지만, 수명이 길고, 사용량 또한 증가하고 있는 추세여서, 온실효과와 관련된 기관에서는 이 물질들에게도 초점을 맞추고 있지요.

  지구온난화 지수를 보면, 왜 위험한지 알 수 있는데요. GWP 는 이산화탄소를 1 정도의 온실효과를 발생한다고 하였을 때 다른 물질의 상대적인 온실효과 발생 정도를 나타낸 것입니다. 다른 물질보다는 수소불화탄소, 과불화탄소, 육불화황은 거의 이산화탄소의 만 배가 넘게 작용하고 있지요. 특히나 육불화황은 수명도 천년 단위이며, 온실효과도 이산화탄소의 23900배나 됩니다.

  여기서 위 두그림을 보았을 때 의문점이 드시는 분도 계시겠죠. 이산화탄소 88 X 1 = 88 이고, 3.8% 의 세 화합물은 그 효과가 평균 10000배 니까, 3.8 X 10000 = 38000 으로 해서 나머지 화합물에 의한 지구온난화 영향이 더 큰 것 아닌가 의문점이 드실 것입니다. 저 또한 그렇습니다. 물론, 대기 상에 존재하는 양을 모두 합쳤을 때는 이산화탄소에 의한 영향이 가장 크다고 볼 수 있겠죠. 다른 화합물에 비해 엄청나게 많기 때문이죠.

  중요한 사실은, 결국! 산업이나 인공적인 작업으로 인해 발생하는 온실가스들 중, 가장 위협이 되는 것은 결국 수소불화탄소, 과불화탄소, 육불화황 이 세가지가 아닌가 생각됩니다.

코멘트

  지구온난화를 초래하는 온실가스, 이산화탄소가 지구온난화의 주범이라는 설이 발탁되고, 각국에 제제가 들어 가기 시작하면서, 탄소배출권은 또 하나의 경제시장을 만들어 내었습니다. 하지만, 이산화탄소만이 온실효과의 주된 범인은 아닙니다. 이산화탄소나 메탄, 아산화질소 등은 자연적인 발생량도 있기 때문에  자연적 균형 측면에서 이것을 정화할 수 있는 능력 또한 자연이 어느정도 지니고 있다고 볼 수 있지요. 하지만, 산업공정에서만 발생한다는 수소불화탄소나, 과불화탄소, 육불화황은 수명이 긴 점에서 볼 수 있듯이 자연이 이 화합물들을 없애거나 정화할 수 있는 능력이 거의 없을 것으로 보입니다. 실제로도 거의 영구적으로 존재한다고도 하네요. 이 때문에 2000년대를 기점으로 이 화합물들에 대한 규제도 들어 갔고, 점점 강화되고 있다고 합니다. 특히 수소불화탄소는 프레온가스를 대체하는 물질이지만, 온실효과를 발생하죠. 이 때문에, 두 화합물을 정화하는 공정이 어떤 것이 비용이 적게 드는지, 많은 연구와 실험이 있었다고 합니다. 결과는 수소불화탄소를 잡아 내는 것이 비용이 더 적게 든다고 합니다.

 

reference

1. 위키피디아

2. 그린 투데이 "과불화탄소 [PFCs (perfluorocarbons)]" http://www.giti.kr/news/view.html?section=200&category=216&PHPSESSID=771364d7ddcced3f838526211d61652f&no=1589&PHPSESSID=771364d7ddcced3f838526211d61652f

3. 유넵한국위원회 "기후변화 방지 및 오존층 보호 방안 보고서" http://www.unep.or.kr/board.php?BID=board04&GID=root&mode=view&adminmode=&UID=269

 

 

 

 

 

 

 

Vonham 녹색기술 ecoroko, 기후변화, 미디어, 산화질소, 아산화질소, 에코로코, 오존층, 온실가스, 온실효과, 위키피디아, 이산화탄소, 저탄소, 지구온난화, 친환경, 탄소배출권

 

바이오촤(biochar)

바이오촤라는 단어가 생소한 분들이 많으실 수도 있을 거라 생각합니다. 여기서 촤는 char, 즉 charcoal을 말합니다. 바이오촤는 바이오에너지를 얻기 위한 바이오매스 열분해 과정에서도, 특히 저속열분해 과정에서 생기는 부산물입니다. 저속열분해에서는 liquid와 gas와 char를 얻을 수 있습니다. 그 중 char의 효율성을 높이기 위해 여러 다양한 용도로 사용하는 연구가 되고 있습니다. 

바이오촤는 숯이기 때문에 숯이 이용되는 용도들로 사용 할 수 있습니다. 바이오촤로 연필을 만들어 그림을 그릴 수도 있을 것이고 활성탄으로 쓰일 수 있습니다. 활성탄은 다공성인 물질로 표면적이 넓어 나쁜냄새나 오염물질을 잘 흡수 할 수 있습니다. 활성탄의 주변 예를 들어보면 이번 구제역 침출수 오염 제거 용으로도 활성탄이 쓰였습니다. 앞에서 언급한 대로 활성탄은 냄새도 잘 흡수하기 때문에 바이오촤로 신발 안의 발 냄새를 없애볼까요? ^^ 아니면 바이오촤를 이용해서 숯불구이를 먹을 수도 있을 지 않을까요…. 또한 토양에 뿌려 비료로도 사용할 수 있습니다. 이 기술은 8000년 전 아마존 인디언들이 사용했던 방법이라고 합니다. 고고학자들에 의하면 숯을 섞은 흑색토(Terra Presta)로 인해 대량 경작이 가능하게 되었다고 합니다. 그리고 일반 비료를 준 것보다 바이오촤를 비료로 사용한 토양에서 식물이 영양분 섭취가 잘되고 수확량과 품질이 더 좋아진 것이 dynamotive사의 실험으로 확인되었습니다. 또한 바이오촤의 대부분이 탄소로 이루어져있기에 CCS(탄소의 포획 및 저장)을 위해서도 쓸 수 있습니다. 즉 탄소 고정으로 인한 온실가스 감출으로 지구온난화를 막을 수 있습니다. 2008년 덴마크 코펜하겐에서 열린 국제기후변화협의 에서도 바이오촤에 관한 의제가 언급되었다고 합니다. 탄소거래제에서 바이오촤를 토양에 묻는 것도 토양내로 탄소를 격리 시키는 것으로 포함해 달라는 국가들도 있었습니다.

앞에서 언급한 바이오촤의 장점에 비해 바이오촤를 부정적인 우려를 표현하는 사람들도 있습니다. 우선 바이오에너지 사용으로 우려되는 점처럼 산림을 바이오매스로 이용하는 경우 산림파괴의 위험성이 있습니다. 또한 바이오촤의 안정성이나 아직 연구가 많지 않다는 지적이나 실험마다 결과가 다르기도 하다는 지적도 있었습니다. 효율성에 관한 지적도 있었습니다. 상황에 따라 바이오촤의 효율성보다는 만드는 데 더 많은 비용이나 에너지가 들어가 배보다 배꼽이 더 큰 존재가 될 수도 있습니다.

이러한 문제점들도 있지만 바이오촤가 기존 기술 대비하여 장점이 있는 것은 분명합니다. 앞으로 바이오촤를 효과적으로 사용할 수 있는 바이오매스 공급이 요구됩니다. 그리고 바이오촤가 다양한 전환 기술을 가지고 있는 만큼 경제적으로 쓰일 수 있을 때는 분명히 효과적인 기술로 쓰일 것입니다.

 

바이오촤에 대한 에너지 이동 그림을 보실 수 있습니다. http://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/es903696x

참고

http://www.dynamotive.com/2011/03/10/blueleaf-and-dynamotive-announce-3rd-year-field-trial-results-with-dynamotives-cquest-biochar/

 

soy1 녹색기술 biochar, CCS, terra presta, 국제기후변화협의, 바이오, 바이오매스, 바이오숯, 바이오에너지, 바이오촤, 숯, 저속열분해, 지구온난화, 탄소, 탄소고정, 탄소배출권, 활성탄, 흑색토

서론.

  다른 두 컨텐츠(원리, 냉각방식) 에 이어 본 컨텐츠에서는 원자력 발전으로 생기는 부산물인 폐기물의 처리에 대해 쓰고자 합니다.

  최근 지진과 해일로 인해 큰 피해를 입고 있는 이웃나라 일본, 현재는 일본의원자력 발전소에서의 방사능 유출 문제로 인해 세계의 언론이 주목하고 있습니다. '3호기 균열', '방사능 유출', ' 피복량 5배 이상 ' 등의 기사를접하면서, 그로 인해 피해를 입는 사람들을 생각해 보며, 우리 나라의원자력 발전의 문제도  떠올리게 됩니다. 발전소는 발전소대로 그 주변의 주민들이 걱정을 하고 있습니다. 그 뿐아니라 폐기물 처리장 근처의주민들 또한, 바로 옆나라의 그런 피해로 인해 직접적인 커다란 불안은 아니지만, 걱정하고 있는것은 사실입니다. 20년 동안의 과정에 걸쳐 힘들게 선정된 준저준위 방사능 폐기물을 보관하게 된경주 지역의 사람들은 더욱 불안에 떨지도 모릅니다.

  원자력 발전은 화력발전에 비해 이산화탄소의 배출량이 아주 적으며, 가까운 미래에전기 생산의 대부분을 차지하는 발전소가 될지 모릅니다. 전기 생산 단가도 현재의 신재생에너지들보다 저렴함은 물론, 현재의 개발도상국이나 중동지역에서도 원자력 발전소를 짓기 위해 우리나라에서건설기술 등을 사가는 좋은 수출 상품이기도 합니다. 이러한 장점을 지니고 있는 원자력, 싸고, 이산탄소배출량도적어 깔끔한 뒷처리 인것 같지만, 원자력 발전소를 통해 전기를 생산한 뒤에는 현재의 기술력으로는 임시저장해 놓는것이 대부분인 방사능 폐기물 처리 문제가 남게 됩니다.

폐기물 분류

  이제 폐기물의 분류와 처리 방식 등에 관해서 살펴 보도록 하죠.

  폐기물을 두 기준으로 분류를 하겠습니다.

  먼저, 포함된 방사능량과 어디에 사용되었냐에따라 ( 어느 정도 위험도에 따라서도 가능합니다.) 고준위, 중준위, 저준위로 나눌수 있습니다. 다음으로 형태에 따라 기체, 액체, 고체로 구분할수 있는데요. 각 기준에 따라 분류해서 그림과 함께 간단히 설명 드리도록 하겠습니다.

  핵 폐기물이란, 연료로 사용되고 남은 원자를 비롯해이를 생산하는데 사용되고, 이에 오염된 도구, 즉 신발, 작업복, 시약병,주사기 등이모두 포함되며, 대학,병원,연구기관 등에서사용된 방사성동위원소도 모두 핵 폐기물의 범주에 포함됩니다.

<!--  1. 고,중,저 준위 방사성폐기물

  방사능이 높고 낮음에 따라 중,저준위 폐기물과고준위 폐기물로 크게 분류됩니다.

 

1.1 중,저준위 방사성폐기물

  원자력 발전소에서 사용된 덧신,작업복,걸레 등이 중,저준위 방사성폐기물에 분류됩니다. 보통은 원전 부지 내에 임시 보관중이며, 현재 우리 나라에서방사성 폐기물 보관 부지와 관련된 정책들은 모두 중,저준위 방사성 폐기물에 관한 것이며, 확정된 경주또한, 이 원자력 발전의 간접적인 폐기물인 중,저준위 방사성폐기물의 보관과 관련됩니다.

1.2 고준위 방사성폐기물

  원자력 발전에 쓰인 우랴늄 광석등의 찌꺼기를 말합니다. 국내에서는 사용후 연료가 이에 해당하죠. 원자력 발전의부산물로 나온 폐연료봉 또한 여기에 속합니다. 현재 우리나라에서 고준위 방사성폐기물은 원전 내 임시적으로 보관하고 있습니다. 하지만, 현재는 모두포화상태이며, 5~10년 내에 고준위 폐기물 보관에 관해 해결이 나지 않으면, 처리에 관해곤란한 시점이 됩니다.

<!--   2.  형태에 따른방사성 폐기물

 발생형태에 따라 기체, 액체, 고체 폐기물로분류됩니다.

2.1 기체 폐기물

  주요 발생원 : 터빈 주요부에축적되는 비 응축가스, 터빈 그랜드 실 부의 배출에 섞인 배기가스, 원자로 가동시발생하는 진공펌프 배기 가스 등이 있습니다.

  간단히 설명 드리면, 원자력 발전을통해 물을 데워서 그 수증기로 선풍기 날개와 비슷한 터빈이라는 것을 돌리는데, 그 터빈에 붙어있는 찌꺼기, 터빈을 돌리고 남은 배기가스 등을 말하는 것이지요.

2.2 액체 폐기물

  원자로 재순환 펌프, 밸브의 유출물, 샘플 라인 배출액(드레인) 그리고 건물의잡용수, 탈염장치의 이온 교환 수지에서 발생하는 폐액, 작업의류 세탁폐수 등이 해당됩니다.

  원자로에 흘러가는 여러 관, 관련 물질을보내기 위한 밸브에서 샌 물 등 원자력 발전소에서 나오는 대부분의 액체가 되겠지요.

2.3 고체 폐기물

  원자로 정화계통, 응축수 정화시스템, 연료 수영장정화 시스템 등에서 발생하는 필터 슬러지 및 이온 교환 수지, 그리고 재생폐액 및 침전물을 증발-농축한 농축폐액과 환기 시스템 등에 사용된 공기 필터 및 여러 종이, 천 등의잡기류, 그리고 사용이끝난 제어봉이 있습니다.

기체나 액체 폐기물 등이 필터나고체화,   유리화 등을 통해 결국 고체 폐기물로 바뀐다고 보시면 되고, 결국 폐기물을관리해야 할 부분은 거의 대부분이 고체 폐기물이라고 보시면 됩니다.

폐기물 처리 

1. 폐기물의 처리 (중, 저준위)

  위에서 폐기물을 방사성 정도와 형태에 따라 분류해서 설명 드렸는데요. 처리 방식에대해 간단히 알려 드리도록 하죠.

  일단의 처리는 중,저준위 방사성폐기물의 처리를 기체, 액체, 고체로 나눕니다. 고준위의 경우는일단 임시 저장에 급급하고 있습니다. 뒤에 더 설명 드리죠.

 

  기쳬 - 원자력 발전소에서 발생하는 대부분의기체 수거물은 대기중으로 새어나가지 않도록 탱크에 저장, 방사능 농도가 떨어 질 때 까지일정 기간 보관 후 대기중으로 방출하여 방출시설에 필터를 거쳐 방출합니다.

  액체- 특성별로 별도의 탱크에 모아 일정기간관리 한 후에 방출하는데, 방사능 농도가 높은 경우에는 여과, 증발, 농축 등의 처리과정을거쳐 시멘트나 파라핀에 섞어 고화체로 만들어 별도로 저장합니다.

  고체 - 특성별로 가연성/불연성, 압축성/비압축성으로분류합니다. 압축이 가능한 경우에는 압축하여 부피를 줄이고, 그렇지 않은경우는 파쇄하여 부피를 줄여 보관합니다. 마지막으로 콘크리트와 섞어 드럼에보관해서 저장고로 가게 되겠지요.

  보셨듯이 폐기물의 대부분이 고체라고 할 수 있는데요. 그럼 현재 고체폐기물들은 어떻게 보관할까요?

  그림에서 보시면, 어떻게 보관되는지 알 수 있습니다. 더 설명 드리면, 원전수거물 처분시설은 다중방벽 시스템입니다. 즉, 총 세 단계의방벽시스템이 존재하죠. 첫번째는 폐기물을 고화 또는 견고한 용기로 포장하는 거싱고, 두번째는 처분구조물이나폐기물 용기 사이를 메우는 것입니다. 마지막으로 토양이나 암반 등 자연적인 방벽을 이용하는 것이지요.

  마지막으로, 시설의 건설에는 크게 내진설계, 천재지변, 화재대비, 방사성 방호등의 개념이 적용되서 감시 관리 되고 있습니다.

 

2. 사용 후 연료의 저장, 처리( 고준위 )

  위에서 말씀 드렸다 싶이 폐기물의 처리는 보통 중,저준위 방사성폐기물에 해당하는 내용입니다. 원자력 발전으로 인해 직접적으로 방생한 고준위 방사성 폐기물은 대부분 사용후 연료가 되는데요. 사용 후 연료내에는 소량이지만, 재사용이 가능한원자력 물질들이 포함되어 있습니다.

  그렇다면, 재사용하면 되지 않느냐? 라고 생각하시겠지만, 우리 나라는비핵화 선언으로 인해, 고준위 폐기물 같이 핵으로 사용가능한 물질이 있는 경우, 그 절차가 까다롭고, 잘 못 사용시큰 위험부담을 안게 되기 때문에, 현재로써는 그냥 임시적으로 보관만 하고 있는 실정입니다.

  사용 후 연료는 크게 세가지로 처리가 가능한데요.

<!--1.   재처리(비핵화로 인해국내에서는 힘듬) - 원자력 재사용 물질 제작, 혹은 핵무기제작 등으로 사용.

<!--2.    직접처분(연구 중) - 방사능 저감기술로 처분 가능하나, 현재 개발 중에 있으며, 적용이 힘든실정

<!--3.    중간저장(국내) - 현재 우리나라에서유출이 되지 않도록 저장하고 있는 실정

 

 

현재 국내의 대략적인 상황 및 코멘트

  간단히 국내상황을 말씀드리죠.

 중,저준위 폐기물관련 부지를 경주로 설정하는데 20년이 걸렸습니다. 경주도 아직건설 중에 있습니다. 현재는 원전내 부지의 임시저장소를 꾸역꾸역 늘이고 있는 실정이지요. 원래 지었던임시저장소는 이미 2008년에 포화했고, 임시저장소를늘리는 방식은 최대 2020년 까지가 한계라고 합니다.

고준위 폐기물인 사용 후 연료의 저장은 임시 저장만 하고 있는 실정입니다. 3월 27일 뉴스에 의하면, 국내 원전 폐연료봉은 1535만개라고 하며, 이는 처리가시급한 것으로 나타났지요. 원전 각각의 임시 저장소는 물론, 다른 곳들도이미 90% 이상의 포화상태라고 합니다.

원자력 폐기물 처리와 관련된 미국과의 조약이 2014년에 바뀔 듯합니다. 정부에서는 이 때, 아마 사용 후 연료에 관한 언급과함께, 위에서 말씀 드렸던 재처리 문제를 끌어 낼 것같습니다. 사용 후 연료를언급하는 것은 일단 폐기물 포화를 해소하는 것과 플루토늄 확보가 목적입니다. 우리 나라의경우에는 포화 해소가 시급하지만, 사용 후 연료의 재처리가 시급한 시점에서 재처리를 통해 나온 플루토늄은 비핵화선언을한 우리나라에서는 가지고 있을 수 없습니다. 현재는 이 때문에 재처리 시도도못하는 것으로 보입니다.

2014년에 미국과 회의를 통해 재처리를 허용하는 방향으로 가게 되면, 포화해소를 할수 있지만, 이 또한 문제입니다. 재처리 시설은어디에 할지 그 비용은 얼마나 들지, 또한 커다란 문제입니다. 제 생각이지만, 국내에서는 이재처리 시설을 만드는 것은 오히려 미국의 감시만 늘리는 것일 수도 있으며, 큰 비용과 환경을생각했을 때 힘들다고 생각합니다.

그래서 정부에서 생각하고 있는 방안은, 미국에서 재처리허가를 받으면, 재처리가 가능한 영국이나 프랑스 등 유럽 국가들에게 위탁 재처리를 하는 것입니다. 사용 후, 연료를 해외에위탁하여 재처리 후 다시 원자력 발전에 사용할 수 있는 원료를 받아 오는 것이죠.

하지만 여기서도 문제는 많습니다. 일단 비용문제를 예로 들면, 재처리를 위탁할경우, 처음부터 끝까지의 비용을 모두 우리나라가 내야 합니다. 사용후 연료를보내고, 받는 것은 물론, 사용후 연료의 재처리를 통해 나온폐기물 또한 우리 나라가 다시 부담해야 하는 것이죠. 천문학적 비용이 든다고 합니다. 재처리시 사용후연료가 많이 폐기되면 좋겠지만, 그렇지도 않습니다. 사용 후 연료의 1/2,2/3 가 다시 폐기물로 남게 되는 것이지요. 또한, 재처리로 인해나온 중,저준위의 방사성폐기물(필터, 신발 , 옷) 등이 문제로남게 되겠죠.

이산화탄소 저배출과, 싼 전기 생산 단가로 인해 전 세계적으로사용되는 원자력, 하지만, 그로 인해 나온폐기물 처리는 수십년째 커다란 문제로 남아 있습니다. 폐기물 처리에 대한 커다란 패러다임이변하지 않는 이상 몇백년 계속 사용하면, 폐기물이 땅속에 남게 되겠죠. 원자력에 사용하는원료중 반감기가 가장 짧은 것이 사람에게 피해를 입히지 않을 정도가 되려면, 300년이 걸린다고합니다. 우라늄이라 플루토늄은 몇만년이라고 하네요. 300년 동안 지구에평화가 오고, 기술이 발전에 폐기물을 안전하게 보관하는 것만으로도 다행일 것이라고 생각합니다. 그 사이 자원으로인해 세계전쟁이라도 일어 난다면, 땅속에 폐기물은 감시 관리도 되지 않고, 오히려 독이되어 돌아 오겠죠. 어찌 보면, 망상일 수도있지만, 미래는 예측할 수 없으니까요. 원자력 발전, 전기도 싸고, 발전소 건설 수출로 돈도 벌어다 주지만, 양날의 칼을 품고 있다고 볼 수 있죠. 무분별한 사용보단 앞으로의 처리에대해 신중히 논의할 때입니다. 이는 전세계적으로 논의해야 할 사항이 아닌가 생각해 봅니다.

Reference

1. 원자력 지식발전소 "방사성폐기물" http://intra.knef.or.kr/know/info_wastes/safe.asp

2. 전력신문 "유리화 기술로 방사능 걱정 사라진다" http://www.epnews.co.kr/news

3. 원자력발전과 핵폐기물처분장의 문제점 - 이필렬(방통대 교수,에너지대안센터 대표http://old.greenchrist.org/2mov/nuclmv/sympo/nuci-02.htm

Vonham #이 달의 컨텐츠 IT, 고준위폐기물, 기후변화, 방사성동위원소, 방사성폐기물, 에너지대안센터, 원자력발전소, 유리화, 이산화탄소, 이온교환수지, 저준위폐기물, 저탄소, 지구온난화, 지식발전소, 탄소배출권, 파라핀, 폐기물처리, 플루토늄, 핵폐기물, 화력발전

1.      해당산업 기술 개요

  온실가스 감축을 의무화한 교토의정서가 발효된 후, 각국의 정부와 기업들은 이산화탄소 감축이라는 과제가 '발등의 불'이 되었다. 이산화탄소를 감소시키기 위한 녹색기술들은 여러 가지 존재한다. 현재 CCS 기술이 많이 논의되고 있지만, 이산화탄소를 고체화 시켜, 공기 중으로 방출되는 양을 줄여 주는 기술이기 때문에, 보관시의 여러 위험 요소로 인해 사고의 위험이 발생하기 마련이다.

  그렇다면 이산화탄소를 변환하는 기술은 없는 것일까? 이산화탄소가 온실효과의 원인 중 하나로 주목 받기 시작하면서 이산화탄소를 다른 물질로 변환시키는 기술들을 연구하기 시작하였다. 인공적으로 광합성을 만드는 기술이 많이 시도 되었지만, 비용문제와 변환시키는 양이 적어 큰 이슈는 받지 못했다.  하지만 2010년 현대중공업과 한국화학연구소의 공동연구로 작년 말 이산화탄소를 이용해 하루 50kg의 메탄올을 만들어 내는 소형 플랜트를 개발했다. 올해는 하루 10t의 메탄올을 생산할 수 있는 새 연구에 도전한다고 한다.

2.      기술분석

  화학제품의 원료 등으로 많이 쓰이는 메탄올은 청정연료로 주목을 받고 있는 바이오디젤의 주성분이기도 하다. 그렇다면 이산화탄소을 원료로 어떻게 메탄올을 만들어 낼 수 있는가. 이 연금술을 가능하게 하는 것은 한 작은 알갱이이다. 연구진들 사이에는 '마법의 알갱이'로 불리는 이 알갱이는 이산화탄소를 메탈올로 변환시켜 주는데 아주 큰 역할을 하는 촉매이다.

  이산화탄소를 메탄올로 변환하는 과정은 이산화탄소( CO₂)에 물(H₂O)과  메탄(CH₄:천연가스의 주성분)을 섞어 촉매에 통과시키면 일산화탄소(CO)와 수소(H₂)가 나온다. 이 일산화탄소와 수소를 다시 새로운 촉매에 넣어 합치면 메탄올(CH₃OH)이 된다.

CO₂ + 2H₂O +3CH₄    --(촉매)-->     4CO + 6H₂

CO + 2H₂       --(새로운 촉매)-->     CH₃OH

  위의 반응식을 보면, 언뜻 쉬워 보일 수 있다. 

하지만 기술적으로 문제가 되긴 하는데, 변환 과정에서 위의 식에서는 보이지 않지만, 탄소가루가 발생할 가능성이 존재 한다. 탄소 가루는 기계장치의 배관을 막으며, 촉매를 부숴버리기도 한다. 이산화탄소를 다른 물질로 변환시키는 기술은 수많은 연구가 진행되었지만, 이 탄소가루 문제를 해결하지 못한 탓에 현재까지 큰 진전이 없었다.

현대중공업과 화학연구소의 공동연구를 통해 알아낸 탄소가루 문제의 해결방법은 나노기술이었다. 연구를 통해 세라믹 위에 니켈과 마그네슘 등으로 만든 촉매 물질을 더하고, 이것을 10나노미터 크기로 잘게 부수어 균일화시킨 후, 코팅해서 만들어 낸 촉매를 탄생기켰다. 이 촉매는 탄소가루를 발생시키지 않았다. 구리와 아연 등을 사용해 일산화탄소와 수소를 메탄올로 바꿔주는 촉매도 개발했다.

  나노 기술을 통해 촉매를 나노 사이즈로 균일화 시킨 것은 촉매가 반응에 작용하는 접촉면을 넓혀 주는 효과를 주는 것이다. 촉매가 효과를 발휘하기 위해서는 모든 반응물들과 만나야 하는데 나노 사이즈로 균일화된 촉매는 이것을 가능하게 하는 것이다.

3.      기술동향

  현대중공업과 한국화학연구소, 일간지의 한 기자는 '플랜트 설계와 제작의 달인' 과 '촉매의 달인' 이 만났다고 한다. 기술의 융합이 실현된 것이다. 현대중공업에서는 한창 새로운 공정 설계가 한창이다. 현재 10t 급 플랜트의 설계에 착수했다고 한다.

  플랜트 설계에서의 핵심은 이산화탄소가 일산화탄소와 수소로 바뀌는 반응기 안의 온도와 압력유지이다. 연구진은 반응기 내부에 열 공급장치와 센서를 부착에 반응기 전체를 균일한 온도와 압력으로 유지할 계획이라 한다. 효율을 가장 높일 수 있는 열 공급장치와 센서의 부착 위치를  찾는 것이 관건일 것으로 보인다.

  현대 중공업에서는 향후 1500t 급 설비까지 개발할 예정이라고 한다. 우리 나라의 연간 메탄올 수요가 170만t에 달하는데, 철강회사나 화학회사에서 발생하는 이산화탄소를 모두 메탄올로 바꾸는 경우 이를 충분히 충당할 수 있으며, 실현 가능성 또한 충분하다.

4.      코멘트

  신재생에너지로 각광 받고 있는 바이오 에너지, 그것의 주원료인 메탄올, 이산화탄소를 통해 만들어 낸다는 아이디어는 온실효과의 원인을 줄이는 동시에 친환경에너지를 생산해내는 '일석이조'의 효과를 보일 수 있다. 현재 태양전지나 풍력, 조력 에너지 등은 개발이나 설비 가격에 비해 큰 효율을 얻지 못하는 것이 대체 에너지 산업의 문제이자 해결해야 할 과제이다. 하지만 이 기술을 통해 비용을 절감하고, 에너지 생산효율을 크게 성장시킬 수 있을 것으로 보인다.

 이산화탄소 메탄올 변환 기술이 현재 존재하는 CO2 가 발생하는 발전소에 적용됨으로써 전기만 생산해내는 발전플랜트를 넘어서 생산의 부산물까지 이용해 바이오 에너지를 생산함으로써 커다란 에너지발전소로가 만들어 지길 기대해 본다.

5.      참조

- 조선일보 비스 : http://biz.chosun.com/ "온난화주범' CO₂서 청정연료 메탄올 뽑아낸다"

- 파퓰러사이언스 : http://popsci.hankooki.com/ "신 에너지원으로 거듭나는 이산화탄소"

- 기후변화대응기술정보센터 : http://www.cctech.or.kr/ "이산화탄소, 메탄올전환 촉매개발"

- 동아사시언스 : http://news.dongascience.com/ "태양에너지 + 물 + 이산화탄소 = 메탄올?"

Vonham 녹색기술 CH3OH, CO2, ecoroko, IT, 기후변화, 메탄올, 미디어, 바이오디젤, 바이오에너지, 에코로코, 온실가스, 이산화탄소, 저탄소, 지구온난화, 촉매, 친환경, 코펜하겐, 탄소배출권, 태양전지, 한국화학연구소, 현대중공업