화학뉴스

해외 연구진이 시멘트 생산으로 발생하는 이산화탄소(CO2) 배출량 산정에 성공했다.
일본 산업기술총합연구소(AIST)와 일본 기상청 연구팀은 시멘트 생산 과정에서 발생하는 이산화탄소 배출량 평가 결과를 발표했다.
다양한 요인으로 발생하는 이산화탄소 가운데 시멘트 생산으로 발생하는 배출량을 구별하는 방법을 고안하고 정확성을 증명하는데 성공해 앞으로 이산화탄소 직접공기포집(DAC: Direct Air Capture) 기술을 시멘트 공장에 도입했을 때 예상되는 효과를 검증하는데 기여할 것으로 기대된다.
시멘트는 석탄석이나 점토를 소성해서 얻어지는 클링커(Clinker)에 석고를 첨가해서 생산한다.
클링커 생산 시점에서 이산화탄소를 대량 배출하기 때문에 시멘트 산업의 탈탄소화는 대단히 난해한 것으로 평가되며 아직 연구단계에 머물러 있는 DAC에 의존할 수 밖에 없을 것으로 예상되고 있다.
다만, 이산화탄소는 시멘트 생산 뿐만 아니라 화석연료 연소 및 생물활동을 통해서도 배출되기 때문에 DAC를 도입함에 있어서도 시멘트 생산으로 발생하는 이산화탄소만 추출하는 방안이 이상적이다.
연구팀은 산소(O2)에 주목해 산소를 소비하지 않는 이산화탄소 배출을 시멘트 생산 때문에 발생하는 양으로 간주했다.
화석연료를 연소하면 이산화탄소를 배출하는 동시에 산소를 소비하는 반면, 석탄석에서 클링커를 얻는 과정에서는 CaCO3→CaO+CO2로 반응이 일어나기 때문에 산소를 소비하지 않는다.
연구팀은 가설을 검증하기 위해 이와테현(Iwate) Taiheiyo Cement 오후나토(Ofunato) 공장에서 약 6킬로미터 떨어진 기상청 대기환경 관측소에 이산화탄소 농도와 산소 농도 계측 장비를 설치해 실험을 실시한 결과 이산화탄소 농도가 증가할수록 산소 농도가 감소함을 확인했다
화석연료 연소는 이산화탄소를 배출하고 산소를 소비하며, 생물활동은 이산화탄소와 산소를 교환하기 때문에 시멘트를 생산하지 않는 장소 산소 농도를 이산화탄소 농도로 나눈 값을 그래프에 나타내면 우하향한다.
오후나토 지역의 우하향 곡선은 기울기가 작아 이산화탄소 농도가 증가해도 산소 농도 감소가 경미한 수준으로 나타났으며 산소를 소비하지 않는 시멘트 생산으로 발생하는 이산화탄소가 타지역보다 많음을 밝혀냈다.
뿐만 아니라 시멘트 생산으로 발생하는 이산화탄소의 영향을 제거한 값이 시멘트 생산통계에 기반한 이산화탄소 배출량과 합치함을 확인했다.
연구 결과는 글로벌 확술지 Atmospheric Chemistry & Physics에 게재된 것으로 알려졌다. (윤)