'시멘트'에 해당되는 글 1건

  1. 2008.08.16 :: 이산화탄소로 시멘트를 만든다
별거아님 2008.08.16 21:19
“이산화탄소를 시멘트로 전환하는 기술로 대기 중 온실가스 제거”

캘리포니아 해안가에 위치한 Moss Landing 발전소는 1000메가와트가 넘는 전력을 생산하기 위해 천연가스를 태운다. 이때 나오는 섭씨 370의 증기에는 최소한 3만 ppm(parts per million)의 (온실가스의 대표격인) 이산화탄소가 포함되어 있다.

이처럼 전력발전소가 뿜어내는 엄청난 양의 배기가스를 바닷물에 통과시켜 90퍼센트 이상의 이산화탄소를 시멘트로 전환할 기술을 가지고 있는 Calera라는 캘리포니아 주재의 기업이 주목을 끌고 있다.

시멘트라는 대표적인 오염물질을 통해 온실가스를 감소시킬 수 있다는 발상은 아이러니처럼 보인다. 시멘트를 생산하기 위해서는 석회암 및 다른 재료를 섭씨 1,450도로 가열해야 하고 이를 위해서 대량의 석탄 연료를 태워야 하기 때문이다. 미국 환경보호청(U.S. Environmental Protection Agency)에 따르면 미국의 온실가스 배출의 세 번째 주범이 시멘트 공장이라는 점만 봐도 쉽게 알 수 있다. 시멘트 1톤을 생산할 때 발생하는 이산화탄소가 1톤 가량이며, 그 이상일 때도 있다.

Calera 기업의 탄산칼슘 시멘트 생산 공정은 이산화탄소를 배출하지 않을 뿐 아니라 오히려 감소시킬 수도 있다. Calera 창립자 Brent Constantz는 시멘트 1톤을 생산할 때마다 그 절반에 해당하는 이산화탄소를 제거할 수 있다고 주장한다.

탄소 격리 및 저장은 UN의 기후변화에 관한 정부간 패널(Intergovernmental Panel on Climate Change)의 전문가들이 기후변화에 대응하기 위해 가장 중요한 분야로 지정해 주목받고 있는 분야이다. 화석 연료를 태울 때 나오는 이산화탄소 및 그 밖의 온실가스를 포획하여 심해 현무암 형성대와 같은 곳에 영구 격리시키는 기술 등이 여기에 해당한다.

Calera의 공정대로라면 이에 한걸음 앞서 이산화탄소를 유용한 물질로 바꾸어 저장하는 것이 가능하다. 포틀랜드 시멘트 조합(Portland Cement Association)에 따르면 2006년도 미국 전체의 포틀랜드 시멘트 소비량은 1억 2,200만 톤이었으며 중국의 경우 최소 8억 톤을 소비했다.
바닷물에 포함된 칼슘과 마그네슘을 활용해 상온상압에서 탄산염을 형성시킨다는 점에서 Calera의 생산공정은 산호 껍질 및 산호초가 만들어지는 천연시멘트 생성과정과 닮아 있다. 이산화탄소를 탄산으로 전환한 뒤 다시 탄산염을 바꾸는 것이다. Constantz는 이에 대해 “바닷물과 오염이라는 원료만 있으면 된다”고 설명한다.

이후, 배기가스에서 나오는 열을 재사용한 스프레이 건조를 적용해 물과 오염물질을 섞어 나온 슬러리를 건조한다. 결과적으로 Calera에서 생산한 시멘트를 포틀랜드 시멘트 대용으로 사용할 수 있으며, 암석 및 그 밖의 재료를 섞어 콘크리트를 만들어 건물 및 도로 건축에 사용할 수도 있다. 이런 점에서 Constantz는 Calera의 시멘트를 사용하면 할수록 환경에 좋다고 주장한다. “건축물 벽을 더 두껍게 만들면 더 많은 이산화탄소를 격리저장할 뿐 아니라 여름을 더 시원하고 겨울은 더 따뜻하게 날 수 있으며, 지진에 대해서도 더 안정된 건물을 만들 수 있다”고 Constantz는 설명했다.

물론 이 발상을 추구하는 기업이 Calera만 있는 것은 아니지만, 이 기업이 그 중 가장 진보된 기술을 가지고 있는 것으로 평가된다. 캘리포니아 주 산타 바바라(Santa Barbara)의 Carbon Sciences라는 기업은 배기가스를 (칼슘과 마그네슘이 풍푸한) 탄광의 잔류 용수를 활용해 비슷하게 시멘트로 만들 계획이다. 한편, 캐나다 Nova Scotia주 Halifax를 기반으로 한 기업 Carbon Sense Solutions는 배기가스를 신선한 용수에 노출시켜, 자연적인 시멘트 생산과정에서의 이산화탄소 흡수를 가속화하는 방식을 적용하고 있다. 그 밖에도 다수의 기업들이 포틀랜드 시멘트 생산 공정에 소비되는 전력을 감소시키는 방법에 매달리고 있다.

Carbon Sense Solutions의 사장 Derek McLeish는 이렇게 특수한 공정으로 생산된 시멘트가 기존의 포틀랜드 시멘트와 동일하거나 저렴한 비용으로 같은 특성을 지닐 수 있는가에 이 기술의 성공여부가 달려있다고 지적한다.

그 밖에도 포틀랜드 시멘트 조합의 Steven Kosmatka는 이들이 자사의 시멘트를 규제 기관으로부터 승인 받는 것과, 더 중요하게 매우 보수적인 건축 업계의 인정을 받기 위해 난관을 겪을 것으로 보고있다.

한편, 이미 캘리포니아 수송부(California Department of Transportation)는 Calera의 시멘트를 시범 사용하는데 관심을 보이고 있으며 Moss Landing 전력발전소의 소유주 Dynegy도 흥미를 갖고 Calera를 지켜보고 있다. Moss Landing 전력발전소 측은 정식으로 계약은 체결하지 않았지만, 자사의 Calera에 대한 관심을 다음과 같이 표시했다. “자사에서도 최근 들어 탄소 배출 이슈를 심각하게 고려하고 있으며 지금까지는 상당히 도전적인 분야이다. 그런 점에서 Calera사가 배기가스에서 이산화탄소를 포획하여 유용하고 시장성 있는 상품을 생산한다는 점을 관심 있게 주목하고 있다.”

기사재구성: GTB 지식리포터 이미현
원문출처: Scientific American지 David Biello
신고
posted by 지나가다가