참 인더스티리얼, 이산화탄소 저장 특이한 접근법 주목

미국의 기후변화 스타트업체인 참 인터스트리얼(Charm Industrial)은 이산화탄소를 저장하는 특이한 접근법으로 세인의 주목을 끌고 있다.

이 회사는 식물을 바이오 오일로 전환한 다음 깊은 바다 속의 우물과 소금동굴에서 퍼 올리는데 현재 이 석유가 철과 제강에서 나오는 배기가스를 줄이는 데 사용될 수 있을지를 조사하고 있으며, 가장 더러운 산업 부문을 정화하기 위한 새로운 길을 모색하고 있다.

국제에너지 기구의 2020년 보고서에 따르면, 철강 산업은 매년 약 40억 톤의 탄소 배출을 생산하며, 이는 모든 에너지와 관련된 기후 오염의 약 10%를 차지한다. 이 수치는 중국과 다른 지역의 급속한 경제 성장에 의해 금세기 들어 급증했다.

캐나다와 유럽연합을 포함한 일부 지역의 많은 탄소 배출량과 점점 더 엄격한 기후 정책은 일부 회사들에게 철과 같은 필수적인 원자재를 생산하는 과정에서 더 깨끗한 방법을 모색하도록 강요하고 있다. 스웨덴 합작기업인 하이브리트는 지난해 볼보에 첫 번째 상업용 철강을 납품했다. 거대 철강회사인 SSAB, 국영 전력회사 바텐폴, 광업회사 LKAB는 그동안 사용해 왔던 석탄과 코크스 대신 무탄소 수소에 의존하는 제조법을 사용했다. 다른 회사들은 이산화탄소를 포착하고 있다. 보스턴 메탈은 완전히 다른 전기화학적 장비의 사용을 모색하고 있다.
참(Charm)은 또 다른 접근방식을 모색하고 있다. 이 회사 직원들은 창고 뒤쪽 구석에서 리폼러로 알려진 좁은 금속 장치를 사용하여 바이오 오일을 뜨거운 증기와 산소로 반응시켜 왔다. 이 방법은 주로 일산화탄소와 수소 혼합물 석탄에서 나오는 합성가스인 싱가스(syngas)를 생산한다.

싱가스는 잠재적으로 철과 강철을 생산하는 한 가지 방법으로 바뀔 수 있다.

철강 생산의 가장 일반적인 형태는 철광석, 석회석, 코크스를 1500°C 이상의 온도로 가열하는 용광로에서 시작한다. 그 결과 선철(pig iron)은 두 번째 용광로로 이동하며, 그곳에서 산소를 내뿜고, 불순물을 제거하고, 다른 물질들을 첨가하여 다양한 강철을 생산한다.

탄소 배출은 철, 석탄, 코크스의 추출과 생산, 용해로 가동시 사용되는 연료가 연소될 때, 그리고 그 안에서 발생하는 화학 반응을 포함한 모든 단계에서 발생한다.

스타트업인 참 인더스트리얼은 수천 톤의 탄소를 격리시키기 위해 식물과 바이오 오일을 사용했다. 문제는 이 접근 방식이 얼마나 신뢰할 수 있고, 확장 가능하며, 경제적이라는 것을 증명하느냐는 것이다.
오늘날 재활용되지 않는 강철의 약 7%는 직접 환원법으로 알려진 다른 유형의 용광로에서 생산된다. 보통 축로에 있는 산화철 광석에서 산소 원자를 제거하기 위해 천연 가스에 의존한다. 이것은 선철(pig iron)을 녹여서 다른 물질들과 섞으면 된다. 그 두 번째 단계는 태양열, 풍력, 지열 또는 원자력 발전소의 탄소 없는 전력으로 작동할 수 있는 전기 아크로에서 수행될 수 있다.

이 방법은 이미 고로 접근 방식보다 적은 양의 탄소를 배출한다. 또 하나는 천연가스를 대체하는 방법으로 더 깨끗하게 만들 수 있다. 예를 들어, 하이브리트(Hybrit)의 경우 탄소 없는 수소나 참(Charm)의 경우 생산된 합성가스(syngas)가 있다.

피터 라인하르트 CEO는 "농작물들이 공기 중에 있는 싱가스(syngas)로 들어가는 탄소를 빨아들이기 때문에, 이 과정에서 탄소를 제거하는 것보다 더 많이 배출해서는 안 되며, 배기가스를 포착할 수 있는 장비가 추가된 시설에서 이뤄지면 탄소 배출량보다 더 많은 양의 음이온 강철을 생산할 수도 있다"고 말했다.

라인하르트는 이 회사가 철을 생산하는 더 깨끗한 방법으로 바이오 오일 기반의 싱가스(syngas)를 어떻게 배치할 수 있을지를 연구하면서, 여러 철강업체들과 실증 프로젝트의 수행을 논의하고 있다고 밝혔다.

참은 싱가스(syngas)를 철강업체에 직접 판매하거나 선철의 단계를 뛰어넘은 열연철을 자체 생산하는 등 몇 가지 시장 접근을 고려하고 있다. 전기 아크로를 사용하는 모든 회사는 강철을 생산하는 데 합성가스인 싱가스를 사용할 수 있다. 미국 대부분의 강철은 이런 방식으로 용해로를 사용하여 재활용된 재료로 생산되고 있다.


김진영 글로벌이코노믹 기자