탄소중립 시대 국내 CCS 사업 활성화를 위한 과제

김진수 교수                    

(한양대학교 자원환경공학과)      

한국은 CCS가 필요한가?

대한민국이 국제 사회에 선언한 탄소중립 시점은 2050년이다. 이를 위하여 두 가지 시나리오를 설정하였으며, 시나리오에 따라 5,510만~8,460만 톤CO2eq의 온실가스를 이산화탄소 포집 및 활용․저장(Carbon Capture, Utilization and Storage, CCUS)으로 줄여야 한다. 이 수치는 광물 탄산화, 화학적 전환, 생물학적 전환 등을 통해 최대 2,520만 톤CO2eq를 감축하고, 국내․외 해양 지층 등을 활용하여 최대 6,000만 톤CO2eq의 탄소를 포집하여 저장할 수 있을 것이라는 계산을 근거로 한다. 사실 이러한 계산이 아니더라도 발전(전환)과 산업, 건물, 수송, 농축수산 등 각 부문에서 각고의 노력을 해도 온실가스 배출을 없앨 수 없는 난(難)감축 분야가 존재하기에, CCUS와 같은 탄소 제거 수단은 탄소중립 실현에 필수적이라고 할 수 있다.

일각에서는 국내에 포집한 탄소를 저장할 수 있는 공간이 마땅치 않고, 재생에너지나 수소, 원자력 발전 등 무탄소 에너지원이 확대되면 결국 포집할 탄소가 없어질 것이니 한시적으로 활용될 CCUS에 많은 투자와 지원을 할 필요가 있느냐는 의문을 제기한다. 그러나 연료로서의 탄화수소(hydrocarbon)는 모두 대체되더라도 원료로서의 탄화수소는 쉽게 대체하기 어려우며, 탄소의 한계저감비용(marginal abatement cost) 관점에서 연료와 공정의 대체보다 발생한 탄소의 포집 및 저장이 더 유리한 경우도 존재한다. 아울러 탄소중립 시대가 오더라도 화석연료를 일부 사용하면서 CCUS를 활용하는 것이 에너지 안보 측면에서 더 나은 대안이다. 또한 지금의 지구 온도 상승 속도라면 CCUS와 같은 탄소 제거 수단을 더 적극적으로 활용해야 한다는 주장도 강해지고 있다. 마지막으로 한국의 주력 산업은 에너지를 많이 사용하는 에너지 다소비 산업이며 미래 성장을 위한 에너지 수요도 꾸준할 것으로 예상된다. 따라서 이 모든 여건을 고려하면 한국은 CCUS라는 선택지를 조건에 따라 선택하는 것이 아니라 반드시 포함해야 하는 상황이다. 특히, 탄소의 대규모 제거가 가능하며 기술적으로도 상업 프로젝트 개발이 가능한 단계인 CCS를 적극적으로 추진할 필요가 있다.

한국의 CCS 사업 활성화를 위해 무엇이 필요한가?

CCS 사업이 활발하게 이루어지기 위한 가장 이상적인 조건은 성숙한 시장이 형성되는 것이다. 즉, 정부의 규제나 보조가 없어도 CCS 사업자가 투자 비용을 시장을 통해 회수할 수 있는 구조가 이상적이라고 할 수 있다. 그러기 위해서는 실제 비용으로 인식되지 않는, 즉 외부비용(external cost)으로 남아 있는 탄소의 사회적 비용(social cost of carbon)을 우리 사회가 실제 비용으로 인식할 수 있도록 제도적인 뒷받침이 이루어져야 하는데, 탄소 배출권거래제나 탄소세의 도입, 직접적인 탄소배출 규제 설정이나 온실가스에 대한 지속가능성 공시기준 도입 등이 대표적이다. 그러나 유상 할당 확대에 어려움을 겪고 있는 우리나라 탄소 배출권거래제 운용 경과에서 확인할 수 있듯이, 경쟁적인(competitive) 탄소 시장으로 발달하기까지는 아직 많은 시간이 필요할 것으로 예상된다.

이에 최근 본격적으로 확대되고 있는 주요국의 CCS 사업 투자 흐름에 우리도 뒤처지지 않으려면 탄소 시장의 발달을 기다리지 말고 CCS 사업 활성화를 위한 적극적인 지원 정책을 펼쳐야 한다. 일반적으로 아직 시장이 발달하지 않은 새로운 에너지원이나 기술의 보급을 위해서 활용할 수 있는 정책 수단은 1) 중․장기 정책 신호를 명확하게 제시, 2) 정책적인 수요 창출, 3) 투자 위험 저감, 4) 연구개발, 전략적 보급 및 지식 공유, 5) 표준 마련 및 규제 개혁의 다섯 가지 정도로 정리해 볼 수 있다. 국제에너지기구(International Energy Agency, IEA)는 2020년에 CCUS에 대한 특별 기술보고서를 발표하면서 위와 같은 다섯 가지 수단을 바탕으로 CCUS 기술성숙도에 따른 정책 수단을 다음의 그림과 같이 제시하였다.

[그림] CCUS 기술성숙도별 정책 수단

이와 같은 CCS 활성화를 위한 정책 수단 중에서 기본적인 거버넌스와 법제 정립 문제는 국회에서 논의 중인 “이산화탄소 포집·저장·활용(CCUS)에 관한 법률”의 제정으로 어느 정도 해소될 수 있으므로, 한국의 여건을 고려했을 때 현재 시급하게 해결해야 할 과제로 다음의 두 가지를 생각해 볼 필요가 있다.

하나는 사업 리스크 저감(risk mitigation) 수단을 활용하여 기업이나 연구소가 CCS 사업의 실적(track record)을 쌓아 갈 수 있도록 지원하는 것이다. 위 그림에서도 확인할 수 있듯이 천연가스 생산․처리와 석유회수증진(EOR)에서 CCS는 기술적으로 성숙한 단계이며, 미국은 45Q, 48A 등 세제 지원을 통해 자원생산이 없는 고갈 유․가스전 대상 CCS 단독 사업에도 박차를 가하고 있다. 사업 실적이 없다면 전 세계적으로 확대되고 있는 CCS 시장에 참가할 기회조차 얻을 수 없게 된다. 동해가스전이나 서해 분지 등 국내 사업이 빠르게 진행되기 어려운 상황이라면 바유 CCS 연계 바로사 가스전 사업과 같이 해외자원개발과 연계한 CCS 사업이 좋은 대안이 될 수 있으며, 세액 공제 등 민간 부문의 적극적인 투자를 끌어내기 위한 사업 리스크 저감 수단을 도입해야 한다.

다른 하나는 실증을 목표로 한 기술개발(R&D)이다. 포집을 제외하면 전통적인 자원개발 과정과 적용 기술이 유사한 CCS 사업은 미국이나 영국, 호주와 같은 자원개발 선진국들은 어느 정도 성숙한 기술을 확보하고 있으나 우리나라의 기술적 완성도는 아직 높지 않다. 성공적인 사업 수행에 있어서 경쟁력 있는 기술의 확보는 필수적인 선결 조건이다. 우리도 고갈 가스전을 보유하고 있고 서해에도 유망 분지가 있는 것으로 조사되었으므로 대규모 R&D 사업을 통해 적극적으로 실증 기술을 확보할 필요가 있다.

앞서 살펴보았듯이 우리나라의 탄소중립을 실현하기 위해 CCS는 선택이 아닌 필수다. 한국은 손쉬운 저장소는 부족하지만 석탄화력이나 가스복합화력 발전과 같이 CCS를 적용할 수 있는 기존의 자산이 충분하며, 에너지 수요도 꾸준할 것으로 전망되고, 에너지 다소비 산업이 주력 산업이다. 시작이 중요하다. 해외와 국내에서 상업 CCS 사업의 첫발을 성공적으로 내딛고 2050 탄소중립을 위한 험난한 여정을 함께 해쳐 나아갈 수 있기를 기대해 본다.