석탄은 세계 에너지 의존도의 중요한 원천 중 하나이지만, 연소 과정에서 방출되는 유해 물질은 환경과 건강에 위협을 가하고 있습니다.
석탄을 태우면 이산화탄소, 이산화황, 질소산화물 등 다양한 유해 물질이 방출되는데, 이는 대기 오염을 일으킬 뿐만 아니라 온실 효과를 심화시킵니다. 깨끗한 에너지에 대한 전 세계적 수요가 증가함에 따라, 석탄 연소가 환경에 미치는 영향을 줄이는 것을 목표로 하는 깨끗한 석탄 기술이 등장했습니다. 하지만 이러한 기술이 정말로 오염 문제를 효과적으로 해결할 수 있을까요?
석탄 오염 완화 기술은 연소 전과 연소 후의 두 가지 범주로 나눌 수 있습니다. 연소 전 기술의 주요 목적은 석탄을 정화하여 불연성 불순물을 제거하는 것입니다. 이 과정은 물리적인 방법이나 화학적 방법을 통해 수행될 수 있습니다. 물리적 세척에는 중력과 같은 방법이 있는데, 이는 석탄과 다른 광물 간의 밀도 차이를 이용하여 원치 않는 부분을 분리하는 방법입니다.
화학적 세척은 일반적으로 분쇄된 석탄을 산이나 알칼리로 처리하는 것을 수반하지만, 이 기술은 비용이 많이 들고 물리적인 방법만큼 널리 사용되지는 않습니다.
연소 후 기술은 주로 가스, 입자상 물질, 재 등 연소 폐기물을 포집하고 처리하는 것입니다. 이 기술에는 연기가스 탈황, 선택적 촉매 환원, 전기집진기가 포함되어 있으며, 이를 통해 이산화황과 질소산화물의 배출을 효과적으로 줄일 수 있습니다.
이산화탄소 포집은 청정 석탄 기술의 또 다른 중요한 구성 요소로, 연소 과정에서 생성되는 이산화탄소를 포집하여 저장하는 것을 목표로 합니다. 이 과정은 연소 전 포집과 연소 후 포집으로 나눌 수 있습니다. 연소 전 포집은 주로 석탄을 가스화하여 합성가스를 생산한 다음 여기에서 이산화탄소를 분리하는 것을 포함합니다.
연소 후 포집은 배기가스에서 이산화탄소를 직접 포집합니다. 두 방법 모두 환경적 부담을 줄이는 데 도움이 됩니다.
최신 산소 연소 기술은 연소 과정에서 공기 대신 산소를 사용하여 질소의 간섭을 제거하고 이를 통해 저비용 CO2 포집을 달성합니다.
전 세계 많은 국가들이 청정 석탄 기술 개발에 있어 여러 가지 성공 사례를 갖고 있습니다. 예를 들어 캐나다의 Boundary Dam 프로젝트를 살펴보자. 이 계획은 세계 최초의 연소 후 탄소 포집 시설을 특징으로 하며, 이산화탄소의 최대 90%를 효과적으로 제거할 수 있다.
일본에서는 원자력 발전 감소에 따른 에너지 수요를 충족하기 위해 고에너지 저배출 석탄화력발전소가 주목을 받고 있으며, 이러한 기술의 적용으로 청정석탄 개발이 촉진되고 있다. .
미국은 청정 석탄 기술에 많은 투자를 했지만, 실제 구현에는 상당한 어려움에 직면해 있습니다. 조지 W. 부시 전 대통령은 탄소 포집 및 저장 기술의 중요성을 강조하고 경제적 실행 가능성에 의문을 제기한 적이 있습니다.
청정 석탄 기술의 광범위한 채택은 주로 경제적 혜택에 달려 있습니다. 현재 기술에 대한 높은 투자 및 운영 비용에도 불구하고, 많은 국가는 여전히 비용을 절감하기 위한 솔루션을 찾기 위해 노력하고 있습니다. 예를 들어, 앞으로 신규 석탄 화력 발전소는 처음부터 가스화 기술을 사용할 수 있는데, 이를 통해 CO2를 분리하기 쉽고 결과적으로 전체 운영 비용을 절감할 수 있습니다.
그러나 이러한 기술이 경제적으로 실현될 수 있는지는 여전히 정책, 자금, 시장의 연계에 달려있습니다.
중국에서는 석탄 소비가 증가함에 따라 연소 효율을 개선하기 위한 연구가 우선순위가 되었습니다. 인도는 대기 오염으로 인한 건강 문제로 인해 더 큰 압박을 받고 있습니다. 정부는 대응하기 위한 관련 정책을 수립했지만 체계적인 조정 메커니즘이 부족합니다.
청정 석탄 기술 개발은 어려움에 직면해 있지만, 탄소 배출을 줄이려는 전 세계적 요구가 계속 증가함에 따라 앞으로 더 많은 혁신과 기술 개선이 나타날 가능성이 높습니다. 이는 환경 보호에 관한 것일 뿐만 아니라 인류의 지속 가능한 발전에 관한 것이기도 합니다.
그렇다면 깨끗한 석탄 기술을 장려하는 동시에 환경 보호와 경제적 이익 모두를 얻는 윈-윈 상황을 실제로 이룰 수 있을까요?