2025년경 테스트베드 가동 … 모듈화로 설비 구축시간‧비용 감축

싱가폴이 CCU(이산화탄소 포집·활용) 기술 실용화를 가속화하고 있다.
싱가폴 정부는 2022년 2분기에 CCU 기술 실용화를 지원하는 CCU 기술이전 테스트베드(CCUTT) 운용을 시작한 것으로 파악된다.
CCUTT는 반응, 분리 등 프로세스 구성요소를 모듈화한 것으로 디지털 기술을 활용해 최적의 조합을 찾아냄으로써 규모화 초기단계에 요구되는 설비를 신속하고 저렴하게 구축할 수 있는 이점이 있다.
CCUTT 프로젝트는 싱가폴 과학기술연구청(A*STAR) 산하 화학‧에너지‧환경지속가능성연구소(ISCE2)가  에너지‧화학산업이 집적된 주롱(Jurong)에서 신기술 실용화를 추진하고 있다.
현재는 개념을 설계하고 있는 단계로 2023년 초부터 기본설계를 실시하기 위해 기술요건을 명확화하면서 비즈니스 니즈에 대응하고 있으며 2023년 3분기 상세설계 및 착공, 2025년 2분기 시험가동 및 운용을 목표로 하고 있다.
새로운 기술을 실용화하기 위해서는 규모화가 필수적으로 요구된다.
공적자금 등을 활용한 기초연구 예산은 규모화에 투입하기에 충분하지 않아 민간자금에 의존할 수밖에 없으나 막대한 비용이 소요됨에 따라 기술적 난도가 낮고 성공 가능성이 높은 프로젝트에 집중되는 경향을 나타내 실증 단계로 진입하지 못하고 개발이 중단되는 기술이 적지 않은 것으로 파악되고 있다.
싱가폴 정부는 CCUTT가 다양한 유망한 신기술이 산업계에 도입되지 않고 도태되는 이른바 죽음의 계곡을 건너는데 기여할 것으로 기대하고 있다.
킬로그램 단위의 시험설비를 비용 투입 없이 신속하게 구축하는 CCUT의 특징을 살려 기술적 난도가 낮은 기술에 대한 검토 기회를 빠르게 제공할 수 있는 토대를 마련할 방침이다.
특히, 기술 성숙도 수준(TRL)이 1-3인 CCU 기술에 초점을 맞추고 있으며 다른 국가에서 확립된 기술을 싱가폴에서 실용화할 때 실증하는 장소로도 활용할 계획이다.
프로젝트를 통해 축적한 지식은 파일럿 플랜트 건설, 실사회에 대한 적용 등 비즈니스 판단에 동반되는 리스크 저감에 기여할 것으로 판단하고 있다.
핵심 콘셉트는 모듈화로 원료 공급, 반응, 분리‧정제 등 제조 프로세스의 구성요소별로 모듈 집합을 마련하는 방식이며 CCU 기술은 막, 고체흡착제, 용제흡수제 등의 활성소재, 이산화탄소(CO2)를 유용한 화학물질, 연료로 변환하는 촉매기술 등을 포함하는 것으로 파악되고 있다.
모듈은 용이하게 조립할 수 있으며 시험이 완료된 후에는 분해돼 다음 시험에 대비하는 것으로 알려졌다.
비슷한 모듈을 다른 기술의 규모화에 재이용함으로써 시험에 투입되는 비용을 줄이고 규모화 목표를 기존보다 빠르게 달성할 수 있는 이점이 있다.
구체적으로는 연구실로부터 CCU와 관련된 새로운 기술 데이터를 받은 프로세스 설계자가 적절한 모듈을 선택해 시험 플랜트를 조립하는 방식이다.
모듈 매칭은 개별 공정의 프로세스 요건에 따라 디지털트윈(Digital Twin)을 이용해 이루어지며 국제표준규격을 준수함에 따라 각기 다른 곳에서 제공받은 모듈을 상호 운영할 수 있는 것으로 알려졌다.
싱가폴 정부는 우선 원료인 이산화탄소를 시작으로 주롱 지역에 적용해 실제 조건에서 규모화를 추진할 방침이다.
프로젝트의 기술적인 측면과 관련해서는 탄소 포집 및 이용에 중점을 두고 있으며 기존 프로젝트에서 일정수준 프로세스가 확립된 메탄올(Methanol)을 주목하고 있다.
이밖에 이산화탄소를 연료로 이용하거나 메탄올에서 휘발유(Gasoline)를 얻는 프로세스를 검토하고 있으며 알코올, 수소 등 프로세스가 유사한 것들을 탐색하고 있다.
ISCE2는 CCUTT 개발을 위해 엑손모빌(ExxonMobil), 셰브론(Chevron), 에보닉(Evonik Industries), IHI, 싱가폴국립대학교, 난양(Nanyang)공과대학교 등과 2021년 11월 협력에 관한 양해각서(MOU)를 체결해 개발 생태계를 구축했다.
CCUTT 프로젝트는 탈탄소화를 추진하는 세계적인 플랫폼으로 높은 관심을 받고 있어 더욱 광범위한 분야의 참여를 촉진함으로써 생태계를 확장해갈 방침이다. (J)