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지구 온난화에 맞서 싸우다: 직접 공기 중 탄소 포집 기술의 기적!
지구 온난화가 점점 더 심해짐에 따라 과학자와 엔지니어는 이 문제를 해결하기 위한 혁신적인 솔루션을 개발하기 위해 노력하고 있습니다. 그 중에서도 직접 공기 탄소 포집(DAC) 기술은 주목을 받는 분야가 되었습니다. 공기에서 이산화탄소를 추출함으로써 DAC는 기후 변화에 대처하는 핵심 기술 중 하나로 간주됩니다. 2019년 보고서에 따르면, 전 세계 이산화탄소 농도는 전례 없는 수준에 도달했으며, DAC 기술은 이러한 추세를 역전시킬 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다.
직접 공기 탄소 포집(DAC)은 주변 공기에서 이산화탄소(CO2)를 직접 추출하는 화학적 또는 물리적 과정입니다.
DAC의 기본 원리는 일련의 포집 및 분리 과정을 통해 이산화탄소를 추출하는 것입니다. 첫째, 접촉 단계에서 DAC 시스템은 대형 팬을 사용하여 대기의 공기를 장치로 이동시킵니다. 다음으로, CO2 포집 단계에서는 이산화탄소가 액체 용매나 고체 흡착제와 빠르고 효율적으로 결합됩니다. 마지막으로, 분리 단계에서는 용매나 흡착제로부터 CO2를 분리하고 고순도 CO2 흐름을 생산하기 위해 외부 에너지가 필요합니다.
공정이 끝나면 분리된 순수 CO2는 다양한 목적으로 사용하거나 안전하게 보관할 수 있으며, 회수된 용매나 흡착제는 재활용하여 재사용할 수 있습니다.
현재 DAC 기술에는 고체 흡착제를 사용하는 저온 DAC와 액체 용매를 사용하는 고온 DAC라는 두 가지 주요한 산업 기술이 있습니다. 그 밖에도 전기동력 진동 흡착, 습도 진동 흡착, 막 기반 DAC 등의 신기술도 개발 중이다.
DAC 기술은 탄소 감축 잠재력이 상당히 크지만, 현재 비용은 상업적 적용에 있어 여전히 큰 장애물로 남아 있다. 2023년까지 DAC가 톤당 이산화탄소를 포집하는 데 드는 비용은 1,000달러를 넘어섰습니다. 이는 많은 탄소 시장의 탄소 가격보다 훨씬 높습니다. 즉, DAC가 아직 배출량 거래 시스템에 효과적으로 포함되지 않았다는 뜻입니다.현재 개발 추세를 기반으로 볼 때, 2024년 말까지 전 세계적으로 53개의 DAC 플랜트가 가동될 것으로 예상되며, 2030년까지 이 숫자는 93개로 늘어나 연간 640~1,140만 톤의 이산화탄소 포집 용량을 갖출 것으로 예상됩니다.
또한, DAC 기술의 잠재적인 환경 영향도 폭넓게 논의되었습니다. 한편, DAC를 홍보하는 사람들은 DAC가 기후 변화 완화에 필수적이며, 지구 온도 상승을 통제한다는 파리 협정의 목표를 달성하는 데 도움이 될 수 있다고 믿습니다. 반면 비판론자들은 DAC 기술에 의존하면 사람들이 이 기술이 미래에 문제를 해결할 수 있다고 가정할 수 있어 배출량을 줄이려는 노력이 지연될 수 있다고 지적합니다.
DAC 기술은 석유와 가스 회수 증대부터 탄소 중립 합성 연료 및 플라스틱 생산까지 다양한 응용 분야에서 그 잠재력을 과소평가할 수 없습니다. 기술이 발전하고 비용이 감소함에 따라 DAC는 앞으로 기후 변화를 해결하는 중요한 도구가 될 수 있습니다.
이러한 응용 분야에서는 다양한 농도의 CO2 제품을 효과적으로 관리하는 것이 매우 중요한데, 이는 DAC 기술의 효율성과 상업적 실행 가능성에 직접적인 영향을 미칩니다.
과학계는 여전히 DAC를 탐구하고 있습니다. 많은 국가에서 정책 지원과 과학 연구 투자가 증가함에 따라 DAC 기술은 가까운 미래에 널리 사용될 것으로 예상됩니다. 예를 들어, 아이슬란드의 오르카(Orca) 공장은 최초의 대규모 DAC 시설로, 매년 약 4,000톤의 CO2를 포집하며 지열 에너지를 사용합니다.
온실 가스 배출 감소에 대한 전 세계적 관심에 따라 DAC 기술의 미래는 밝습니다. 하지만 이 기술을 홍보할 때, 비용 효율성과 환경 영향의 균형을 어떻게 맞출 것인가가 의사 결정권자들이 고민해야 할 문제가 될 것입니다.
