탄소 포집 및 저장 기술 CCS

12월 7일, 유엔 기후 변화 회의가 예정대로 코펜하겐에서 시작되었습니다. 192개 국가 및 지역의 대표들이 참석했습니다. 며칠 후 그 모임은 설렘으로 가득 차서 다툼 모임으로 바뀌었습니다.

각국의 '배출량 감축 목표'는 여전히 줄다리기를 하고 있지만, 이러한 배출 감축 목표를 어떻게 달성할 것인지는 각국이 관심을 둘 문제가 될 것이다. 따라서 '탄소'. 캡처 기술'이 다시 한번 언론의 주목을 끌었습니다.

인공화산이나 우주반사체 등 믿을 수 없는 기술적 환상에 비하면 이산화탄소 포집·저장 기술(CCS 기술)이 지구를 구할 수 있는 가능성이 더 크다고 평가받는다. 우리 모두 알고 있듯이, 기후 온난화를 막기 위해 인간은 에너지를 절약하고 배출량을 줄여야 하며, 특히 이산화탄소 배출량을 줄여야 합니다. 배출량을 줄이는 방법은 많지만 석탄이 주요 에너지원인 국가에서는 석탄 사용을 줄이는 것이 비용이 많이 들기 때문에 CCS는 변화를 꺼리는 국가에게 매우 매력적입니다. 에너지 소비 구조.

중국인들은 탄소 포집 기술이 조금 낯설 수도 있지만 그것이 “기후변화 분야에서 가장 최첨단이자 중요한 화두 중 하나이자 가장 대중적인 국제적 이슈”라는 사실을 모르고 있다. 오늘날 세계의 정치 지도자들은 모두 여기에 엄청난 돈을 투자했습니다." 지난해 말 초 저우샤오촨 중앙은행 총재는 '탄소 포집'의 심오한 의미에 대해 이야기했으며 이와 관련하여 금융산업이 큰 잠재력을 가지고 있다고 믿었습니다. 저장대학교 관련 전문가에 따르면, 많은 외국 과학 연구 기관이 이미 막대한 이익 유혹을 감지하고 조용히 국내 탄소 배출 기술 시장을 목표로 삼았습니다.

원래 대기 중 이산화탄소 농도는 매우 높아 인류가 생존하기에 적합하지 않았다. 지구는 이산화탄소를 굳혀 지하에 매몰해 대기 중 이산화탄소 농도를 줄였다. 석탄을 석유로 바꾸는 것)은 인간의 생존에 적합해졌습니다. 지금의 상황은 정반대다. 석탄과 석유 채굴을 통해 인간은 지하에 묻혀 있던 이산화탄소를 파낸 뒤 대기 중으로 배출했고, 이에 따른 온실효과가 발생한다. 일련의 효과.

이는 사실 산업혁명과 화석에너지의 미친 이용에 대한 조롱이자 복수이다. 탈산업시대는 산업혁명의 문제를 해결할 운명이다.

전 세계 CO2 배출량은 1850년에 2억 톤에 불과했지만 2005년에는 259억 톤으로 증가했습니다. 그 중 전 세계 화석연료 소비는 주로 산업, 전력, 운송 분야에 집중되어 있으며, 이에 따른 CO2 배출량은 전 세계 CO2 배출량의 약 63.09%~72.96%를 차지한다.

이제 세계 지도자들은 인간이 2050년에 기온을 1850년보다 섭씨 2도 이상 높지 않게 조절할 수 있기를 바라고 있습니다.

과학자들은 대기 중 이산화탄소 배출을 줄이기 위한 다양한 방법을 생각해 왔습니다.

첫 번째 단계는 '탄소 포집'이다. Fang Mengxiang 교수에 따르면 현재 세계에서 비교적 성숙한 화학적 흡수 방법은 CO2와 특정 흡수제 사이의 화학 반응을 사용하여 배가스에서 CO2 가스를 분리하는 것입니다. 현재 과학자들은 흡수제를 많이 발견했습니다. 우수한 성능과 환경 보호로. '멤브레인' 분리법이라는 방법도 있는데, 화석연료 연소 후 배가스는 멤브레인을 통과할 때 분류되어 처리되는데, 일부는 통과하지 못하고 '차단'된다. 이산화탄소 배출 감소의 효율성을 높이기 위해 과학자들은 순수한 산소를 사용하여 배출되는 CO2를 더욱 순수하게 만드는 산소 부화 연소 방법도 발명했습니다. 현재 미국, 영국, 노르웨이, 중국 등 전 세계적으로 탄소 포집 시험 프로젝트가 진행 중인 것으로 알려졌으며, 이 프로젝트에서는 탄소 포집 효율이 90%에 달한다.

"탄소를 포집하는 것"은 가장 어려운 일이 아닙니다. 더욱이 "포집된 CO2를 탄산음료 생산에 재사용하더라도 결국에는 CO2가 대기 중으로 배출될 것입니다." 안전하게 CO2를 포집하고, 이러한 탄소 포집 및 저장 기술을 영구적으로 "저장"하는 기술을 CCS(Carbon

Capture and Storage의 약어) 기술이라고 합니다.

현재 과학자들의 주요 아이디어는 심해 저장, 지질 저장 등을 '지하 봉인'하는 것이다.

먼저 '심해 저장'에 대해 이야기해 보겠습니다. 바다는 세계 최대의 CO2 저장고이며, 총 저장량은 대기의 50배 이상이며, 지구 탄소 순환에서 중요한 역할을 합니다. CO2를 바다에 저장하는 방법은 파이프라인이나 선박을 통해 CO2를 해양 저장 장소로 운반한 후 해저에 CO2를 주입하는 것입니다. 이 방법에는 숨겨진 위험도 있습니다. "CO2는 선박을 통해 고압으로 해저로 유입됩니다. CO2가 누출되면 결과는 재앙이 될 것입니다. 특히 바다 지진이 자주 발생하기 때문입니다."

현재 과학자들은 믿고 있습니다. 이러한 지질학적 저장은 상대적으로 가능하며, 지하 1~2km 깊이에서 압력에 의해 이산화탄소가 소위 "초임계 유체"로 변환되어 석탄 및 석탄처럼 천천히 응고됩니다. 지하 석유. 이 상태에서는 이산화탄소가 누출될 가능성이 적습니다. "또한 이 암석 덩어리의 구조가 좋아야 하고, 이산화탄소를 담을 수 있는 공간이 충분해야 하며, 연속적이고 충분히 커야 합니다. 전 세계 염수 저장소 매장량은 10조 톤에 달하고 100년 동안 저장할 수 있을 것으로 예측됩니다. 1,000년.

현재까지 전 세계적으로 3개의 성공적인 CCS 프로젝트가 진행되고 있습니다. 미국의 웨이번-미데일(Weyburn-Midale) 프로젝트는 석탄 가스화 공장에서 생산된 이산화탄소를 폐 유전에 매립하는 것입니다. 노스다코타 주 서스캐처원(Saskatchewan) BP가 운영하는 알제리의 Sala 유전 프로젝트는 노르웨이의 주요 석유 및 가스 회사인 Statoil도 북해에서 두 개의 유사한 프로젝트를 진행하고 있습니다.

중국에서는 베이징의 Huaneng Gaobeidian 프로젝트에 이어 지난 7월 상하이에서 Huaneng Shidongkou 제2발전소 탄소 포집 프로젝트가 시작되었습니다. 이 프로젝트의 투자액은 1억 5천만 위안이며 올해 말 완공될 예정이며 연간 10만 톤의 이산화탄소를 포집할 것으로 예상되며 세계 최대의 석탄 화력 발전소라고 합니다.

CCS 기술은 아직 실험 단계에 있지만 기술이 예상한 결과를 얻을 수 있는지는 아직 확인되지 않았지만 비용은 이미 엄청납니다. 지난해 MIT에서는 1톤의 이산화탄소를 초임계 유체로 운반하는 데 30~50달러가 들었습니다. 이를 매립하는 데 10~20달러가 들었습니다. 이는 발전소가 1톤당 40~70달러를 지불한다는 의미입니다. 대기 중으로 배출되는 이산화탄소의 양입니다. EU의 현재 탄소 가격은 8~10유로/톤입니다. 이 수치는 UN 기후 변화 정부 간 패널에서 권장하는 탄소 가격의 중간 값에 가깝습니다. p>

Fang Mengxiang 교수는 또한 기자들에게 간단한 계산을 제시했습니다. 예를 들어 석탄 1톤을 태우면 2톤의 CO2가 배출됩니다. 현재 석탄 가격은 600위안/톤에 600위안 이상을 더한 것입니다. 탄소배출량이 늘어나면 비용은 두 배로 뛰고, 석탄 1톤을 태워 300kWh의 전력을 생산할 수 있다. 1kWh당 전기요금은 70~90% 증가한다. 제품별로 생산, 운송, 판매에 추가되는 가격을 계산하면 해당 제품의 탄소배출 가격을 계산할 수 있다. “탄소세가 부과된다면 이 수치는 상당할 것입니다. "일부 전문가들은 탄소 배출권 거래가 석유 거래 다음으로 가장 큰 잠재력을 갖고 있으며, 앞으로 세계 탄소 배출권 시장이 가장 큰 시장이 될 것이라고 말하는 것도 당연합니다.

동시에 여러 나라의 자본이 유럽연합 집행위원회는 CCS 분야의 기술 연구 개발에 80억 유로를 직접 투자할 계획이라고 분명히 밝혔습니다. “이것은 우리에게 도전이자 기회입니다. , 많은 외국 기관이 이미 우리 절강대학교와 같은 국내 탄소 배출 기술 시장을 목표로 삼고 있습니다. 우리는 유럽 연합, 미국 에너지부, 영국 등과 기술 협력 관계를 구축했습니다. 탄소 포집 기술은 외국에 비해 훨씬 낮습니다. 시장 점유율을 어느 정도 확보할 수 있다면 불행히도 현재 이러한 비전을 달성할 수 있는 기업은 거의 없습니다. "Fang Mengxiang 교수가 말했습니다. (청년시대)

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탄소 포집 기술 소개

현재 CO2 포집 및 포집 시스템에는 네 가지 주요 유형이 있습니다.

연소 후 분리(배연가스 분리), 연료 전 분리(수소) -풍부가스 경로), 순산소 및 산업적 분리(화학적 순환 연소), 각 포집 기술의 기술적 특성 및 성숙도는 아래 표와 같습니다.

포집 시스템을 선택할 때 가스 흐름의 CO2 농도, 가스 흐름의 압력 및 연료 유형(고체 또는 가스)은 모두 고려해야 할 중요한 요소입니다.

다수의 분산된 CO2 배출원에서는 탄소를 포집하기 어렵기 때문에 탄소 포집의 주요 목표는 화석연료 발전소, 철강 공장, 시멘트 공장 등의 CO2 집중 배출이다. 정유소 및 암모니아 공장.

배출된 CO2를 포집하고 분리하는 시스템에는 연소 후 시스템, 산소 부화 연소 시스템, 연소 전 시스템 등 세 가지 주요 유형이 있습니다.

연소 후 시스템 소개

연소 후 포집 및 분리는 주로 배가스에서 CO2와 N2를 분리하는 것입니다. 화학용매 흡수법은 포집 효율과 선택성이 높지만 에너지 소비와 포집 비용이 낮은 현재 최고의 연소 후 CO2 포집 방법입니다. 화학적 용매를 흡수하는 방법 외에도 흡착 방법, 막 분리 및 기타 방법이 있습니다.

화학적 흡수 방법은 알칼리성 용액과 산성 가스 사이의 가역적 화학 반응을 활용합니다. 석탄 연소 배가스는 CO2, N2, O2 및 H2O뿐만 아니라 SOx, NOx, 먼지, HCl, HF 및 기타 오염 물질을 포함합니다. 불순물이 있으면 포집 및 분리 비용이 증가합니다. 따라서 배가스가 흡수탑에 들어가기 전에 물 세척 및 냉각, 수분 제거, 정전 침전, 탈황 및 탈질 등을 포함한 전처리가 필요합니다.

전처리 후 배가스는 흡수탑으로 유입되며, 흡수탑의 온도는 40~60°C로 유지되며, 일반적으로 사용되는 용매는 아민 흡수제입니다. 모노에탄올아민 MEA로). 그런 다음 연도 가스는 물 세척 용기로 들어가 시스템의 수분 균형을 맞추고 흡수탑을 떠나기 전에 가스 내 용매 방울과 용매 증기를 제거합니다. CO2를 흡수한 풍부한 용매는 열 교환기를 통해 재생탑 상단으로 펌핑됩니다. 흡수제는 100~140°C의 온도와 대기압보다 약간 높은 압력에서 재생됩니다. 수증기는 응축기를 통해 재생탑으로 돌아가고, CO2는 재생탑에서 나옵니다. 재생된 알칼리 용매는 열교환기와 냉각기를 통과한 후 다시 흡수탑으로 펌핑됩니다.

부산소 연소 시스템 소개

부산소 연소 시스템은 화석 연료 연소를 위한 매체로 공기 대신 순수 산소 또는 농축 산소를 사용합니다. 연소 생성물은 주로 CO2와 수증기이며, 완전 연소를 보장하는 과잉 산소뿐만 아니라 연료의 모든 구성 요소의 산화 생성물, 연료의 불활성 구성 요소 또는 시스템으로 누출되는 공기 등입니다. 냉각 수증기가 응축된 후 배기가스의 CO2 함량은 80%

~ 98%입니다. 이러한 고농도 CO2는 압축, 건조 및 추가 정제 후 저장을 위해 파이프라인으로 유입될 수 있습니다. CO2는 고밀도 초임계 조건에서 파이프라인을 통해 운송되며, 파이프라인에서 2상 흐름을 유발할 수 있는 CO2의 임계 압력 증가를 방지하려면 불활성 가스 함량을 더 낮은 값으로 줄여야 합니다. 제거됩니다. 또한, CO2를 건조시켜야 배관 내 수분응결 및 부식을 방지할 수 있으며, 기존의 탄소강 소재 사용이 가능합니다.

산소과다 연소 시스템에서는 CO2 농도가 높기 때문에 포집 및 분리 비용은 낮지만 산소 공급 비용이 높습니다. 산소는 현재 주로 고분자막 사용, 압력 변동 흡착, 극저온 증류 등 공기 분리 방법을 통해 생산됩니다.

연소 전 포집 시스템 소개

연소 전 포집 시스템은 주로 두 단계의 반응으로 구성됩니다.

먼저, 화석연료는 산소나 증기와 반응하여 CO와 H2가 주성분인 혼합가스(합성가스라고 함)를 생성하는데, 증기와의 반응을 '수증기 개질'이라고 하며, 이를 수행해야 합니다. 고온에서 액체 또는 기체 연료와 O2의 반응을 "부분 산화"라고 하며, 고체 연료와 산소의 반응을 "기화"라고 합니다. 합성가스는 냉각된 후 증기 개질 반응을 거쳐 합성가스에 포함된 CO를 CO2로 전환하고 더 많은 H2를 생성합니다. 마지막으로, H2는 CO2와 H2의 혼합 가스에서 분리됩니다. 건조 혼합 가스의 CO2 함량은 15%~60%에 도달할 수 있으며 전체 압력은 2~7MPa입니다. 혼합가스에서 CO2를 분리하여 포집하여 저장하고, H2는 가스복합발전의 연료로 사용되어 가스터빈 및 증기터빈 복합발전용 가스터빈으로 보내집니다.

이 과정은 탄소 포집과 저장을 고려한 석탄가스화복합발전(IGCC)으로도 알려져 있다. CO2와 H2의 혼합물에서 CO2를 분리하는 방법에는 압력 변동 흡착, 화학적 흡수(화학 반응을 통해 혼합물에서 CO2를 제거하는 방법, 감압 및 가열 하에서 가역 반응, 연소 후 배가스에서 CO2를 제거하는 방법)가 포함됩니다. 매체 내 CO2 분리), 물리적 흡수(CO2 분압 또는 총압이 높은 혼합 가스 분리에 자주 사용됨), 막 분리(고분자 막, 세라믹 막) 등

탄소 포집 및 저장 기술

탄소 포집 및 저장(이하 CCS)은 산업 및 에너지 배출원에서 발생하는 CO2를 어딘가에 수집, 운반 및 안전하게 저장하는 방법입니다. 오랫동안 대기로부터 격리시키는 과정입니다. CCS는 주로 포획, 운송, 저장의 세 가지 링크로 구성됩니다.

탄소 포집

CO2 포집이란 화석 연료 연소 시 발생하는 배가스에서 CO2를 분리하고 압축하는 과정을 말합니다.

다수의 분산된 CO2 배출원에서 탄소를 포집하는 것은 어렵습니다. 탄소 포집의 주요 대상은 화석 연료 발전소, 철강 공장, 시멘트 공장, 정유 공장 및 석유화학 공장과 같은 농축된 CO2 배출원입니다. 암모니아 식물. 현재 화석 연료 발전소에는 세 가지 주요 유형의 포집 및 분리 시스템, 즉 연소 후 포집 시스템, 연소 전 포집 시스템 및 산화 연료 포집 시스템이 있습니다.

CO2 포집은 일부 산업 분야에서 사용되었습니다. 말레이시아의 한 공장은 매년 요소 생산을 위한 가스 화력 발전소의 배가스 흐름에서 0.2×106t의 CO2를 분리하기 위해 화학 흡착 공정을 사용합니다. . 미국 노스다코타 주 석탄 가스화 플랜트는 물리적 용매 공정을 이용해 매년 가스 흐름에서 3·3×106t의 CO2를 분리하고 있으며, 이는 포집된 CO2의 일부가 캐나다의 천연 가스 생산에 사용됩니다. 석유 회수 프로젝트.

탄소 수송

CO2 수송이란 분리, 압축된 CO2를 파이프라인이나 수송차량을 통해 저장 장소까지 수송하는 것을 말합니다. 최초의 장거리 CO2 전송 파이프라인은 1970년대 초에 가동되었습니다. 미국에는 2개 이상의

500km에 달하는 CO2 전송 파이프라인이 있으며, 이러한 파이프라인을 통해 매년 석유 회수 증대를 위해 약 40×106t의 CO2가 텍사스로 운송됩니다.

탄소저장

CO2 저장이란 저장 장소로 운반된 CO2를 지하 염수층, 버려진 유전 및 가스전, 탄광, 심해 등 지질 구조물에 주입하는 것을 말합니다. 해저 또는 지질 구조에서 해저 아래.

이 프로세스에는 CO2를 유정 아래로 펌핑하고 CO2가 유정 바닥의 구멍이나 스크린을 통해 암석층으로 유입되도록 하는 등 석유 및 가스 추출 및 제조에서 개발되고 일반적으로 사용되는 많은 기술이 포함됩니다. .

또한 유전에 CO2를 재주입하면 석유 회수율이 높아질 수 있습니다. 석탄층에 CO2를 주입하면 석탄층 메탄을 회수할 수 있습니다. 이 공정은 일반적으로 EOR(석유 회수 강화) 및 ECBM으로 알려져 있습니다. ). 현재 이 기술을 사용하는 산업 규모(1×108tCO2/a 이상) 프로젝트는 북해의 Sleipner 프로젝트, 캐나다의 Weyburn 프로젝트, 알제리의 Salah 프로젝트입니다.

탄소 수송 기술 소개

CO2 수송 측면에서 현재 가장 실현 가능한 방법은 파이프라인 수송이다.

파이프라인은 성숙한 시장 기술입니다. CO2 가스를 압축하면 밀도가 높아져 운송 비용이 절감됩니다. 단열 탱크는 액체 CO2를 유조선으로 운반하는 데에도 사용할 수 있습니다. 어떤 경우에는, 특히 장거리 운송이 필요하거나 CO2를 해외로 운송해야 하는 경우 선박을 사용하여 CO2를 운송하는 것이 경제적으로 더 매력적이지만, 이러한 상황에서 제한된 수요로 인해 현재 운송 규모는 작습니다. 기술적으로 도로 및 철도 유조선도 실현 가능한 솔루션입니다. 그러나 소규모 운송을 제외하면 이러한 운송 시스템은 파이프라인이나 선박에 비해 비경제적이며 대규모 운송에 사용되기 어렵습니다.

현재 미국을 비롯한 여러 국가는 파이프라인 운송 기술이 매우 성숙해 있으며, 해결해야 할 문제는 운송 비용을 어떻게 절감할 것인가이다.

운송 비용은 주로 파이프라인 길이와 파이프 직경에 따라 달라지며 포집(압축 포함) 비용이 매우 높기 때문에 전체 비용에서 운송 비용이 차지하는 비율이 낮습니다. 따라서 포집 및 저장 비용이 낮은 한, 또는 다른 이점(유전 복구 개선 등)을 얻기 위해 많은 국가에서는 장거리 운송에 드는 비용이 많이 들더라도 주저하지 않고 CO2를 장거리 운송합니다. .

예를 들어 미국은 원유 회수율을 높이기 위해 고압 액체 CO2의 장거리 운송을 사용합니다. 가장 긴 운송 파이프라인은 양

산악 운송 파이프라인입니다. 콜로라도 남부를 연결하는 , 주의 CO2는 656km 거리인 텍사스의 페름기 분지로 운반됩니다.

탄소 저장 기술 소개

탄소 저장이란 포집 및 압축된 CO2를 장기 저장을 위해 지정된 장소로 운반하는 과정을 의미합니다.

현재 주요 저장방식으로는 지층저장, 해양저장, 탄산광석 격리 등이 있다. 또한 일부 산업 공정에서는 생산 중에 포집된 소량의 CO2를 활용하고 저장할 수도 있습니다.

그러나 일반 발전소에서 배출되는 처리되지 않은 배가스는 약 3~16%의 CO2만을 함유하고 있으며, 그 압축률은 순수 CO2에 비해 훨씬 낮습니다. , 압축된 배가스의 CO2 함량은 15%에 불과합니다. 이러한 조건에서 1톤의 CO2를 저장하려면 약 68m3의 저장 공간이 필요합니다. 따라서 배가스에서 CO2를 분리해야만 지하에서 완전하고 효과적으로 처리할 수 있습니다.

CO2를 지하에 저장한 후 CO2의 누출 및 이동을 방지하기 위해 저장 공간 전체를 밀봉해야 합니다. 따라서 밀봉 성능이 좋은 적합한 저장 커버를 선택하는 것도 매우 중요합니다. 이는 CO2를 지하에 장기간 저장할 수 있도록 하는 "뚜껑" 역할을 할 수 있습니다.

더 효과적인 방법은 가스전, 유전 및 대수층을 포함하는 기존의 지질 트랩 구조를 사용하는 것입니다. 처음 두 경우에는 인간 에너지 시스템의 기초의 일부이기 때문에 사람들은 이미 대수층은 구조와 지질학적 조건을 잘 알고 있으므로 이를 사용하여 CO2를 저장하는 것이 더 편리하고 비용 효율적입니다.

대수층은 매우 흔하므로 CO2를 저장할 수 있는 잠재력이 큽니다.

다양한 탄소 저장 위치와 방법에 따라 탄소 저장 방법은 지질 저장, 해양 저장, 탄산염 광석 격리 및 산업 활용 격리로 나눌 수 있습니다. 그 중 각 저장 방식에는 서로 다른 구체적인 기술이 포함되어 있으며, 그 개발 현황은 아래 표와 같습니다.

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CCS 기술은 국제 기술 및 업계계로부터 큰 주목을 받았습니다. 기존 에너지 시스템 인프라와의 일관성과 에너지 자원 조건에 대한 제한이 적기 때문에 이 기술은 선진국, 유럽 연합 및 캐나다에서 모두 상응하는 기술 연구 계획을 수립하고 수행해 왔습니다. out CCS 기술의 이론, 실험, 시연 및 응용 연구. 국제에너지기구(International Energy Agency)의 통계에 따르면 현재 전 세계적으로 131개의 상업용 탄소 포집 프로젝트, 42개의 포집 R&D 프로젝트, 20개의 지중저장 실증 프로젝트, 61개의 지중저장 R&D 프로젝트가 있다. 그 중 가장 잘 알려진 프로젝트로는 노르웨이의 Sleipner 프로젝트, 캐나다의 Weyburn 프로젝트, 알제리의 In Salah 프로젝트 등이 있습니다.

최근 유럽과 미국 국가에서는 화력발전소에서 배출되는 CO2를 주요 저장 대상으로 활용하고 지하 저장 실험을 진행하기 시작했다.

2002년 11월부터 미국 에너지부는 웨스트버지니아주 뉴포트에 있는 AEP(American Electric Power Company)의 산꼭대기 발전소에서 지질학적 방법을 사용하여 CO2를 저장하는 연구 프로젝트를 시작했습니다. 2003년 2월 유럽연합 집행위원회가 자금을 지원한 "이산화탄소 저장" 연구 프로젝트는 현재 덴마크, 독일, 노르웨이 및 영국의 발전소에서 배출되는 CO2 저장소의 특성에 대한 연구를 수행하고 있습니다. 전 세계적으로 250MW 규모의 IGCC 연료 연소 발전소가 여러 개 건설되었습니다. CCS 실험사업에 관해서는

2004년 9월 14일 호주 멜버른에서 개최된 세계 탄소격리 리더스 포럼에서 국제협력을 통해 추진된 10개의 실험적 개선기술 프로젝트가 탄소격리에 관한 국제협력을 확정하였다. 강한 관심을 보여왔습니다.

위에서 언급한 프로젝트와 실험에 따르면

CCS 기술은 CO2 배출을 줄일 수 있는 잠재력이 큰 첨단 기술이며, 이 기술은 경제 발전에 중요한 역할을 할 수 있습니다. 환경 보호 모두에서 윈윈(win-win) 상황이 달성됩니다. 그러므로 우리나라도 CCS 기술의 연구현황과 최신 진전상황에 세심한 주의를 기울여 관련 기술 연구 기획, 실증, 이론 및 실험 적용을 조속히 진행해야 한다.

사례:

미국을 예로 들면, 미국은 2000년부터 미국 에너지부 산하의 CO2 저장 연구개발 프로젝트를 공식적으로 수행하기 시작했고, 연구분야에서는 육상생태계(숲, 토양, 식생 등)가 이산화탄소에 미치는 영향을 연구하고 세부적인 기술로드맵을 수립하였다. 자세한 내용은 아래를 참조하세요.

미국은 2005년에 25개 프로젝트를 수행했으며 CO2 지하 구조물 주입, 저장 및 모니터링에 대한 현장 테스트가 검증 단계에 들어갔습니다.

------------------------------- ------------------------------------- ------------------------- 우리나라의 탄소 포집 및 저장 기술 개발 전망과 조치

중국의 국가 상황, 발전 단계 및 에너지 구조는 탄소 포집 및 저장 기술(CCS)이 중국이 기후 변화에 대처하는 중요한 전략적 선택이며, 이 기술이 여전히 존재하지만 세계에서 가장 잠재적인 탄소 포집 및 저장 시장임을 결정합니다. 아직 연구 개발 및 실증 단계에 있지만 국내 대학, 과학 연구 기관 및 기업이 적극적으로 조치를 취하고 중국 CCS 센터 설립에 대한 타당성 조사도 진행 중입니다. CCS 기술 자체에 대한 포괄적인 이해. 중국의 발전에 존재하는 문제는 중국이 기술 연구 개발 능력을 향상시키는 데 중요하며, 기후 변화 대응 능력 및 종합적인 경쟁력은 매우 중요합니다.

기후변화에 대처하기 위한 중국의 중요한 선택: 탄소 포집 및 저장

'교토의정서' 발효로 인류가 기후변화에 공동으로 대처할 수 있다는 희망이 더해졌지만, 에너지 효율화, 재생에너지 사용 등 이산화탄소 배출을 줄이기 위한 기술적 수단은 여전히 ​​상대적으로 단순하다. 이산화탄소와 같은 것은 엄청난 압력을 받고 있습니다. 온실가스 농도를 일정 수준으로 안정화하기 위해서는 포괄적인 배출 저감 조치가 취해져야 한다. 이러한 배경에서 IPCC는 온실가스 배출에 공동적이고 유연하게 대응하고 배출을 줄이기 위해 탄소 포집 및 저장 기술을 구체적으로 권장하고 있다.

소위 이산화탄소 수집 및 저장은 화석 연료의 연소로 생성되는 이산화탄소를 적시에 수집하고 천연 지하 저수지에 장기간 저장하여 대기로의 이산화탄소 배출을 줄이는 것을 말합니다. 이러한 기술적 수단은 지구 온실가스 배출을 줄이기 위한 중요한 선택일 뿐만 아니라 대기 중 이산화탄소 농도를 줄이기 위한 근본적인 조치이며 에너지 사용으로 인한 배출량을 거의 0에 가깝게 달성할 수 있습니다.

최근 몇 년 동안 중국의 급속한 경제 성장으로 인해 에너지 수요가 증가했으며, 온실가스 배출량도 세계 최고 수준에 이르렀습니다. 또한 중국은 기후 변화와 극심한 영향을 받는 개발도상국이기도 합니다. 날씨 이벤트가 자주 발생합니다. 현재 석탄이 지배하는 1차 에너지 구조와 화력 발전이 지배하는 2차 에너지 구조는 중국에서 탄소 포집 및 저장을 매우 유망하게 만들고 있으며, 이는 또한 중국의 탄소 배출 감소 및 기후 변화 대응을 위한 중요한 기술 선택이 될 것입니다.

중국 CCS: 아직 연구 개발 단계

1970년대부터 우리 나라는 석유 ​​회수율을 높이기 위한 이산화탄소 연구에 주목하기 시작했습니다.

그러나 선진적인 국제 관행과 비교할 때 중국의 CCS 연구 개발은 아직 초기 단계에 있습니다. 이산화탄소 포집은 이산화탄소의 순도가 높고 상대적으로 포집이 쉬운 정유, 암모니아 합성, 수소 생산, 천연가스 정화 등 일부 산업 공정에만 적용 가능합니다. 전반적으로 우리나라의 이산화탄소 포집 및 저장은 아직 실험실 단계에 있으며 대부분은 연소 후 포집을 사용하여 산업적으로 적용됩니다.

그러나 최근 중국은 CCS 연구에 많은 노력을 기울여 왔으며 2003년부터 중국 정부는 탄소 포집 리더스 포럼에 참여해 왔습니다. '973 계획', '863 계획' 등 주요 국가 프로젝트에서 CCS에 대한 연구가 진행되었습니다. 또한 Huaneng, Shenhua 등 대기업도 CCS를 기획, 연구, 시연하고 있다. 2008년 7월 16일 우리나라 최초의 석탄화력발전소 이산화탄소 포집 실증사업인 환능북경화력발전소의 이산화탄소 포집 실증사업이 공식적으로 완료되어 가동에 들어갔으며 최초로 이산화탄소가스 배출감소를 달성했다. 우리나라의 석탄화력발전 분야에 기술이 적용되었습니다.

석탄정보연구소는 개발도상국 최초의 CCS 센터로서 국제에너지기구(International Energy Agency)와 협력해 '중국 CCS 센터' 설립을 준비할 예정이다. 중국 CCS 기술의 연구개발, 시연, 기술 이전, 정보 공유를 적극적으로 추진할 예정이다.

CCS가 직면한 현실적 과제

CCS는 온실가스 제거를 위한 근본적인 기술 접근 ​​방식으로 큰 발전 잠재력을 갖고 있지만, 이를 적용하면 전통적인 에너지원을 크게 변화시켜 경제적 비용에 영향을 미칠 수 있습니다. 지질 구조, 해양 생태, 인간 건강 및 지구 순환 시스템에 대한 불확실성이 크며 인간 생활 환경에 영향을 미치고 응용 프로그램은 사람들의 기존 인식, 기존 법률, 규정 및 정책을 변화시키고 사회적 수용에 영향을 미칩니다. 따라서 CCS는 다음과 같은 문제에 직면해 있습니다.

비용이 너무 높습니다. 현재 CCS를 적용하면 발전단가가 약 US$0.01~0.05/kWh 증가하고 20% 이상의 에너지를 소비하게 되어 CCS 개발을 저해할 것으로 추정됩니다.

건강, 안전 및 환경 위험. CCS의 적용에는 파이프라인 운송과 관련된 위험, 지층 저장 누출로 인한 위험, 해양으로의 이산화탄소 주입 위험 등이 있습니다. 이러한 위험은 예기치 않게 인간의 건강, 안전 및 생태 환경에 영향을 미칠 것입니다. CCS의 잠재적 위험은 항상 사회에서 용납할 수 없는 주요 관심사였으며 CCS의 발전을 방해해 왔습니다.

지층저장의 이행을 촉진하기 위한 적절한 법률 및 규정이 부족하며 관련 장기 책임을 고려하지도 않습니다.

이해, 소스-싱크 매칭, 위험 평가 및 모니터링 및 기타 문제가 부족합니다. 현재 CCS에 대한 이해는 부족합니다. 포집, 운송 및 저장 기술 자체에 대한 심층적인 연구가 필요하며, 저장 장소의 주요 이산화탄소 발생원과의 거리를 더 잘 이해하고 포집, 운송의 비용 곡선을 설정하는 것도 필요합니다. 그리고 저장, 그리고 전 세계, 지역 및 지역 수준에서 저장 용량 추정을 개선하고 장기 저장, 흐름 및 누출 프로세스 등에 대한 더 나은 이해가 필요합니다.

따라서 CCS 개발에 있어서 우리는 국제 협력을 강화하고 해외 자금과 기술을 적극적으로 활용하며 중국의 경제 및 사회 발전 상황에 적응하고 신중한 배치 및 홍보 신청을 수행해야 합니다.

국가는 CCS 기술 개발을 매우 중요하게 생각합니다. 첨단 기술로서 CCS 기술은 2007년 국가 중장기 과학 기술 개발 계획에 포함되었습니다. 과학기술부에서 발표한 '기후변화 대응을 위한 특별과학기술대책'에 따르면 CCS 기술은 온실가스 배출 조절 및 기후변화 완화를 위한 핵심기술로 특별대책의 4대 활동 분야 중 하나로 포함됐다. '11차 5개년 계획' 기간 동안 국가 '863' 계획도 CCS 기술 개발에 큰 지원을 제공했습니다. 2007년 6월 국가발전개혁위원회가 발표한 "기후변화 대응을 위한 중국 국가 계획"에서는 CO2 포집 및 저장 기술 개발에 중점을 두고 기후변화 기술의 국제적 연구, 개발, 적용 및 이전을 강화하는 것을 강조했습니다.

우리나라와 국제사회는 CCS 기술 연구와 프로젝트 협력을 적극적으로 추진해 왔습니다. 2007년에 "중국-EU 탄소 포집 및 저장 협력 활동(COACH)"이 시작되었습니다. 12개 유럽 기관과 8개 중국 기관이 COACH 활동에 참여했습니다.

2007년 11월 20일, "저탄소 배출 석탄 화력 발전에 관한 영국-중국 협력 프로젝트"가 시작되었습니다. 2008년 1월 25일, 중국 연합 석탄층 메탄 유한회사(이하 "중국 연합 석탄")는 캐나다 Baidamen Company와 "심층 석탄층 주입/매장 이산화탄소 추출을 위한 석탄층 메탄 기술 연구" 프로젝트에 서명했습니다. 홍콩환경에너지국제협력협정(Hong Kong Environmental Energy International Holdings). 2002년부터 China United Coal과 캐나다 앨버타 연구소는 산시성 남부 친수이 분지에서 협력하여 얕은 석탄층에서 CO2 단일 유정 주입 테스트를 성공적으로 구현했습니다. 페트로차이나는 경제적, 정치적, 사회적 책임을 지는 대규모 국영 기업이다. 환경 보호에 대한 좋은 사회적 이미지를 보여주기 위해 우리는 CCS 기술을 활용하여 유전 복구를 개선하는 연구 및 응용 작업을 주도적으로 수행했으며, 2007년 4월 주요 과학 기술 프로젝트와 종합적인 자원 활용 연구를 시작했습니다.

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이 일은 약간 협박 같은 느낌이 듭니다

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중국은 전혀 가지고 있지 않다. 이 분야의 원천기술은 기술과 장비를 구입해야만 운용할 수 있는데, 이는 유럽과 미국이 탄소 배출 기업을 유지하기 위해 거대 산업을 지원하는 것과 같다( 특히 화력 발전 회사)은 현재 이산화탄소를 재활용하는 것이 유일한 직접적인 경제적 이익입니다. 가스를 추가하고 석유를 대체할 수 있는 유일한 회사는 석유 회사입니다.

장기적으로 CCS는 실현 가능한 경로가 아닙니다. 비용이 너무 많이 들고 자원 낭비입니다. 지속 불가능한 화석 에너지 산업(석탄, 석유, 화력)보다 더 철저하게 마수를 죽이고 새로운 에너지에 참여하는 것이 좋습니다. 전력)이 다시 살아나 재생에너지 연구개발을 위한 귀중한 자원을 확보합니다.