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배출을 둘러싼 싸움: 석탄을 태운 후 발생하는 유해 가스에 대해 어떻게 해야 할까?
석탄을 연소할 때 발생하는 유해 가스는 인간의 건강과 환경에 큰 영향을 미칩니다. 이러한 가스는 대기 오염을 일으킬 뿐만 아니라, 산성비와 온실 가스 증가로 이어집니다. 지속 가능한 개발을 전 세계적으로 추구함에 따라 석탄 연소로 인해 발생하는 유해 가스를 처리하는 것은 반드시 해결해야 할 시급한 문제가 되었습니다. 이 글에서는 이러한 유해 가스의 영향을 완화하기 위한 다양한 기술과 대책을 살펴보겠습니다.
석탄을 태우면 방출되는 유해 물질로는 이산화탄소, 이산화황, 질소산화물, 수은 등이 있습니다.
석탄 오염 완화 기술
석탄 오염 완화 기술은 연소 전과 연소 후의 두 가지 주요 측면으로 나눌 수 있습니다. 연소 전 조치는 물리적, 화학적 방법을 포함하여 석탄을 정화하고 유해한 불순물을 제거하는 것을 목표로 합니다. 이러한 기술은 석탄의 연소 효율을 향상시킬 뿐만 아니라, 최종 배기 가스의 유해 성분을 줄이는 데에도 도움이 됩니다.
물리적 세척에는 일반적으로 중력 공정이 포함되며, 석탄에서 불연성 성분을 제거하기 위한 부유 기술도 포함됩니다.
화학적 세척은 으깬 석탄을 산이나 알칼리로 처리하여 유해 물질을 제거하는 것을 말합니다. 이 기술은 비용이 많이 들고 보통 시범 단계에만 머물러 있지만, 환경에 미치는 장기적 이점을 고려하면 가치가 있습니다.
연소 후 조치
석탄을 연소시킬 때 발생하는 폐기물은 크게 기체, 입자상 물질, 고체(석탄재)로 나눌 수 있습니다. 기체 제품의 경우 연기 제거 기술인 연기 가스 탈황(FGD) 및 선택적 촉매 환원(SCR)을 사용하여 이산화황과 질소 산화물의 배출을 줄일 수 있습니다. 보고에 따르면, 이러한 기술은 수은 배출량을 최대 95%까지 줄일 수 있다고 합니다.
정전 집진기는 연소 과정에서 입자상 물질을 효과적으로 제거할 수 있는 반면, 습식 스크러버는 가스와 입자상 물질을 모두 제거할 수 있습니다.
탄소 포집 기술
탄소 포집 기술은 연소 전과 연소 후의 두 가지 방법으로 나뉜다. 연소 전과 연소 후는 각각 연소 과정 전과 후에 이산화탄소를 포집한다. 그 중 석탄가스화는 이산화탄소 배출을 효과적으로 줄일 수 있는 비교적 새로운 방법입니다. 또한, 산소가 풍부한 연소 기술을 사용하면 연기 가스의 질소 함량을 줄일 수 있으므로 이산화탄소를 더욱 효율적으로 포집할 수 있습니다.
사례 연구 및 국제적 경험
석탄 오염에 대한 대응과 기술은 나라마다 다르다. 예를 들어, 캐나다의 Boundary Dam 발전소는 세계 최초의 연소 후 탄소 포집 시설을 성공적으로 구현하여 최대 90%의 CO2를 제거할 수 있었습니다. 석탄이 전 세계 이산화탄소의 절반 이상을 생산하는 중국에서 연구자들은 이산화탄소 배출을 줄이기 위해 석탄 연소 효율을 개선하기 위한 노력을 하고 있습니다.
인도에서는 2019년에 대기 오염으로 인해 230만 명 이상이 조기 사망했으며, 이는 시급히 개선이 필요하다는 점을 강조했습니다.
미래 방향
다양한 배출 감소 기술이 있지만, 탄소 포집 및 저장(CCS)을 구현하는 데는 여전히 큰 경제적 과제가 있습니다. 많은 전문가들은 이러한 기술이 완전히 도입될 것인가는 과학적 연구와 경제적 고려 사이의 균형에 달려 있다고 믿습니다. 에너지 수요가 계속 증가함에 따라, 각국이 석탄 연소로 인해 생성되는 유해 가스를 효과적으로 처리하고 지속 가능한 해결책을 찾는 것은 앞으로 가장 큰 과제 중 하나가 될 것입니다.
더 깨끗한 미래를 향한 우리의 탐구에서, 우리는 석탄에 대한 의존도를 벗어나 더욱 바람직한 대체 에너지원을 찾을 수 있을까요?
