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직접 공기 포집 기술: 어떻게 하면 우리의 미래를 더 깨끗하게 만들 수 있을까요?
지구 온난화의 위협에 직면하여 과학자와 엔지니어들은 혁신적인 솔루션을 찾기 위해 열심히 노력하고 있으며 그 중 하나가 직접 공기 포집(DAC) 기술입니다. 화학적 또는 물리적 공정을 통해 대기 중 이산화탄소(CO2)를 직접 추출하고 효과적인 저장 솔루션을 모색하는 기술입니다. DAC의 개발은 산업 배출원에서 배출되는 탄소를 포집하는 것뿐만 아니라 전체 환경을 정화하고 대기 중 이산화탄소 농도를 줄이는 것입니다.
직접 공기 포집 기술(DAC)은 이미 대기에 존재하는 이산화탄소를 포집할 뿐만 아니라 기후 변화에 대처하는 데 중요한 네거티브 배출을 달성합니다.
DAC는 크게 접촉단계, 포착단계, 분리단계의 3단계로 구성된다. 첫째, 시스템은 대기 공기를 장치로 전달하기 위해 대형 팬을 사용하고, 포집 단계에서 CO2는 액체 용매 또는 고체 흡착제와 빠르게 결합되고, 마지막으로 외부 에너지를 적용하여 분리 단계에서 제거됩니다. 용매 또는 흡착제로부터 분리된 CO2. 이 프로세스는 간단해 보이지만 실제로는 많은 에너지가 필요하고 DAC의 운영 비용이 증가하게 됩니다.
2023년 현재 DAC 기술은 아직 광범위한 상용화와 경제적 이익을 얻지 못하고 있으며, 이산화탄소 포집 단위당 비용이 1000달러 이상으로 시장 가격보다 훨씬 높다. 따라서 DAC의 광범위한 적용에는 여전히 정책 지원과 기술 혁신이 필요합니다.
많은 전문가들은 DAC 기술이 성공적으로 상용화된다면 기후 변화에 대처하고 대중의 인식을 높일 수 있는 잠재력을 갖게 될 것이라고 예측합니다.
DAC 기술이 환경에 미치는 영향이 논의의 중심에 있습니다. 지지자들은 이 기술이 지구 기후 변화에 대처하는 중요한 수단이며 세계가 파리 협약의 목표를 달성하는 데 도움이 될 수 있다고 믿고 있지만, 반대자들은 이 기술에 의존하면 자원 낭비가 발생하고 배출 감소 조치에 대한 관심이 지연될 수 있다고 말합니다. .
기술적 접근 방식의 경우 고체 흡착제, 액체 용매 등 DAC에 사용되는 포집 물질에 대한 다양한 옵션이 있습니다. 많은 상업용 DAC 솔루션은 CO2를 흡수하기 위해 아미노 화합물이나 알칼리성 용매를 사용합니다. 예를 들어 수산화나트륨을 사용하면 CO2와 반응하여 안정적인 탄산나트륨을 형성한 다음 가열하여 순수한 CO2 흐름을 얻습니다.
대기에서 3억 3천만 미터톤의 CO2를 포집하려면 연간 300입방킬로미터의 물이 필요할 것으로 추산되며, 이는 전 세계적으로 물 부족이 심화되는 가운데 새로운 과제를 제기합니다.
현재 DAC 기술에 대한 탐구 방향은 전기충격흡착, 막분리 기술 등 다양하다. 이러한 기술은 모두 DAC에 지속적으로 혁신하고 효율성을 향상시킬 수 있는 잠재력을 제공합니다. 특히 최근 아일랜드의 Carbon Collect Limited는 풍력 에너지를 사용하여 CO2를 수동적으로 포집하여 에너지 비용을 크게 절감하는 MechanicalTree™라는 장치를 개발했습니다.
응용 측면에서 DAC의 잠재력은 석유 및 가스 추출 강화, 합성 연료 생산, 심지어 농업 분야의 작물 성장에 이르기까지 광범위합니다. 이러한 다양한 응용 분야 요구 사항에는 포집된 CO2 농도에 대한 요구 사항이 다르며, 0.04%보다 낮은 순도의 공기 중 CO2를 포집해야 하는 필요성은 의심할 여지 없이 생산의 어려움과 비용을 증가시킵니다.
그러나 점점 더 심각해지는 기후 위기 상황에서 DAC가 현 상태를 바꿀 수 있는 핵심 기술이 될 수 있는지 여부는 데이터 한계를 극복하고 이 기술의 지속 가능성을 높일 수 있는지에 달려 있을 것입니다.
전 세계적으로 탄소 배출 감소가 강조되고 있는 상황에서 향후 몇 년간 DAC 기술의 발전 전망은 여전히 기대할만한 가치가 있습니다. 2024년까지 전 세계적으로 53개의 DAC 공장이 가동될 것으로 예상되며, 2030년에는 이 숫자가 93개에 이를 것입니다.
DAC를 개발하려면 이에 상응하는 재정적, 정책적 지원이 필요하며, 특히 미국 정부가 기술의 상업적 적용을 촉진하기 위해 DAC 프로젝트에 수십억 달러를 투자하겠다고 약속한 미국에서는 더욱 그렇습니다. 이러한 투자는 기술 발전을 지원할 뿐만 아니라 새로운 일자리 창출에도 도움이 될 것입니다. DAC 시설의 수가 계속 증가함에 따라 탄소 포집과 탄소 격리는 모두 미래 기후 문제에 대한 중요한 옵션입니다.
모든 기술에는 한계가 있습니다. DAC가 기술과 비용 측면에서 획기적인 발전을 이루어 대기를 더 깨끗하게 만들 수 있을까요?
