지구 기온이 계속 상승함에 따라 다가오는 기후 위기에 대한 혁신적인 해결책을 찾기 위한 경쟁이 계속되고 있다. 재생 에너지는 다양한 청정 기술 중에서 가장 유망하지만 이 도전에 필요한 여러 도구 중 하나일 뿐이다.
우리는 이산화탄소(CO2)의 증가를 늦춰야 할 뿐만 아니라 현재 1,000기가톤(Gt) 이상으로 추정되는 대기에 이미 존재하는 레거시 배출량도 해결해야 한다. 조림 및 재조림 계획은 이를 달성하는 한 가지 방법이다. 그러나 나무는 자라는 데 수년이 걸리고 아이러니하게도 완전히 성숙하기 전에 가뭄이나 산불과 같은 기후 변화의 영향으로 피해를 입을 수 있다.
최근 몇 년 동안 자연 식생의 탄소 흡수 능력을 모방할 수 있는 기술적 접근 방식이 등장했으며, 동시에 아마도 매우 중요한 용량으로 빠르게 확장될 수 있는 잠재력도 가지고 있다. 직접 공기 포집(DAC)은 나무가 광합성을 하는 것처럼 가속된 속도로 주변 공기에서 직접 CO2를 추출하는 프로세스이다. 환경 스트레스 요인에 취약한 자연 프로세스와 달리 DAC 시스템은 기후 변화에 관계없이 제어된 조건에서 지속적으로 작동할 수 있다. 또한, 지하에 저장되는 것 외에도 여과된 CO2는 산업 용도로 용도 변경될 수 있다.
우리는 이전에 Climeworks와 연간 4,000톤의 CO2를 포집하는 아이슬란드에 건설된 "Orca" 공장에 대해 보고했다. 국제에너지기구(International Energy Agency)에 따르면 최근 몇 년 동안 다른 회사들이 생겨나 현재 전 세계적으로 27개의 DAC 공장이 운영되고 있다. 이들은 현재 총 11,000톤의 CO2/년을 흡수하고 있다. 하지만 이는 2022년에만 인류가 배출하는 368억 톤의 일부에 불과하다. 작업이 어려워 보인다.
그러나 우리는 기하급수적인 시대에 살고 있다. 몇 년마다 태양광 발전 용량이 두 배로 증가하는 것부터 전기 자동차의 급증하는 판매에 이르기까지 기술 변화의 속도는 놀라울 정도로 빨라지고 있다. Climeworks는 이미 완전 가동 시 연간 최대 36,000톤의 CO2를 제거할 수 있는 "Mammoth"라는 차세대 시설을 계획하고 있다. 이는 Orca보다 훨씬 더 큰 규모이다. 추가로 130개의 새로운 DAC 공장은 전 세계의 다른 회사에서 다양한 개발 단계에 있다.
미국 에너지부(DOE)는 지금까지 가장 야심 찬 노력을 발표했다. 바이든 대통령의 미국에 투자(Investing in America) 계획의 일환으로 DOE는 루이지애나와 텍사스에 있는 2개의 대규모 DAC 시설 개발을 진행하기 위해 최대 12억 달러를 수여하고 있다.
첫 번째인 Project Cypress는 비영리 조직 Battelle과 함께 Climeworks Corporation, Heirloom Carbon Technologies 및 Gulf Coast Sequestration 간의 협력이다. 루이지애나 남서부에 위치한 이 공장은 매년 대기에서 100만 미터 톤 이상의 기존 CO2를 포집하여 영구적으로 깊은 지하에 저장하는 것을 목표로 한다. 이 프로젝트는 CO2의 배출 및 지중 저장을 위해 Gulf Coast Sequestration에 의존할 것이다. 최대 2,300개의 새로운 일자리가 창출될 것으로 예상되며, 전체 인력의 10%에 대해 이전에 화석 연료 산업에 고용된 근로자를 고용하는 것을 목표로 한다.
두 번째 프로젝트인 South Texas DAC Hub는 텍사스 주 클레베르그 카운티의 킹 랜치에 위치할 것이다. Carbon Engineering, 1PointFive 및 엔지니어링 회사 Worley 간의 파트너십을 통해 연간 100만 톤의 CO2도 포집할 것이다. 사우스 텍사스 DAC 허브의 첫 번째 DAC 공장은 건설, 운영 및 유지 관리 분야에서 약 2,500개의 새로운 일자리를 창출할 것으로 예상된다. 그것은 미래에 크게 확장되어 아마도 연간 3천만 톤에 달할 가능성이 있다. 이 부지에는 106,000에이커의 기공 공간이 포함되어 있으며 염분 형성 내에서 최종 용량은 30억 미터 톤의 CO2로 추정된다.
이 두 프로젝트에 대한 보조금 외에도 DOE는 DAC 기술 비용을 이번 10년 말까지 CO2 등가 순 메트릭톤 당 100달러 미만으로 낮추기 위한 이니셔티브를 시작했다.
"탄소 배출량을 줄이는 것만으로는 기후 변화의 증가하는 영향을 역전시킬 수 없다. 또한 우리는 이미 대기에 배출한 CO2를 제거해야 한다. 한 세대에 한 번 있는 이 투자로 DOE는 기후 변화에 대처하는 데 중요한 직접 공기 포집 산업의 기반을 마련하여 지역 경제를 변화시키고 그 과정에서 더 건강한 커뮤니티를 제공하고 있다."라고 미국 에너지부 장관인 제니퍼 M. 그랜홀름은 말했다.
루이지애나와 텍사스에서 발표된 프로젝트는 각각 현재 세계 최대 DAC 시설보다 250배 더 많은 CO2를 제거하게 된다. 메가톤 규모의 CO2 제거는 2030년대에 광범위한 배치를 볼 수 있다. 이는 기후 변화와의 싸움에서 필수적인 도구가 되기 때문이다. 2040년대 이후에는 기가 톤 규모의 프로젝트가 뒤따를 것이다. 궁극적으로 우리는 지구의 대기 중 이산화탄소를 산업화 이전 수준으로 복원하는 데 성공할 수 있다. 아마도 22세기 또는 23세기 우리 후손의 목표일 것이다.
이미지 출처: Carbon Engineering
