지구를 구해낼 기술,
기후테크의 다양한 분야 (2/2)
깨끗한 전기의 전략망 재건, 수소 사용의 확대, 탄소 관련 기술의 확대
'지구를 구해낼 기술, 기후테크의 분야'는 2회차로 나눠 연재합니다.
이전 호를 못 보신 분들은 먼저 보신 후, 이번 회차를 읽으시면 더욱 도움되실 거예요:)
지구를 구해낼 기술, 기후테크의 분야 (1/2) (brunch.co.kr)
1. 교통, 건물, 제조 산업의 '전기화'
2. '농업'의 차세대 녹색 현명
세계가 주목하는 기후테크 분야와 사례
기후테크는 탄소 배출을 줄이거나 탄소를 흡수하는 완화(mitigation)와 기후변화로 달라진 환경에서 살아가도록 돕는 적응(adaption)으로 나눌 수 있다. 여기에 기후 데이터를 수집·분석하거나 기업에서 회계 처리와 공시를 통해 투명성을 높이는 등 탄소배출량 관리를 위한 광범위한 활동도 수반된다. 글로벌 컨설팅 기업, 맥킨지와 PwC가 소개한 주목할 만한 기후테크 분야를 정리하면 다음과 같다.
3. 깨끗한 전기를 공급하는 ‘전력망’ 재건
전력망의 탈탄소화를 위해 재생에너지 발전 설치 속도를 가속화하고, 태양광과 풍력의 간헐성을 관리하기 위해 에너지 저장 용량을 늘려야 한다.
장기간 에너지 저장 기술: P2G(Power-to-gas·재생에너지원을 통해 생산되는 전기에너지를 수소로 전환), 흐름 전지, 압축 또는 액화 공기를 포함한 다양한 에너지 저장 기술이 등장
소프트웨어와 통신: 초고속 통신망을 이용해 네트워크의 모든 장치를 관리
V2G(Vehicle-to-grid): 전기자동차를 전력망과 연결해 배터리의 남은 전력을 이용
B2G(Building-to-grid): 에너지 저장 또는 열 병합 발전소가 있는 건물을 전력 공급에 사용
차세대 원자로: 높은 경제성, 안전성, 적은 방사성 폐기물, 핵 확산 저항성의 특징을 가진 제4세대 원자로(GenIV) 개발
카이스트와 MIT 연구진이 설립한 스탠다드에너지는 대용량 배터리인 ‘에너지저장장치(ESS)’에서 가장 주목받고 있는 스타트업 중 하나다. 현재 배터리로 사용되는 ‘리튬 이온 배터리’와 달리 화재 위험이 없는 ‘바나듐 이온 배터리’를 세계 최초로 개발했다. 에너지 효율은 97%에 달하고, 배터리 수명도 4배 이상 길기 때문에 차세대 배터리로 손꼽힌다. 6월 국내에서 첫 상용화되었고, 전기차 충전소뿐만 아니라 산업·발전·가전용 전력망에도 확장할 계획을 세우고 있다.
4. ‘수소’ 사용의 확대
수소는 청정 에너지 운송 또는 연료 성분으로써 탈탄소화에 중요한 역할을 한다. 항공, 해운, 산업, 건물, 교통 등 다양한 분야에 걸쳐 전기만으로 감소시키기 어려운 온실가스 배출량의 약 30%를 해결할 수 있다.
도로 운송 연료: 수소 연료 공급소가 건설되고 비용이 줄어든다면, 배터리 기반의 수소연료전지차(FCEV·Fuel Cell Electric Vehicle)를 중·장거리 교통 운송수단으로 활용
암모니아 생산: 탄소 배출 없이 연소가 가능한 암모니아를 추출하고 수송용과 발전용 등 여러 용도의 에너지원으로 활용
철강 생산: 철강 분야는 전 세계 배출량의 약 7~9%를 차지함. 유럽의 주요 철강 생산업체들은 수소로 철강을 생산하기 위한 시범 운영 중
항공 연료: 최상의 단기 대안은 농업용 바이오매스와 같은 재생 가능한 공급원료라고 예측. 맥킨지에 따르면, 향후 10년 안에 연료전지가 장착된 소형 항공기에 수소 전력을 공급할 수 있을 것으로 예상
스웨덴 민간 기업과 국영 전력 회사가 합작해서 설립한 하이브리트는 수력 발전으로 얻은 전기로 물을 분해하고, 여기서 만든 수소를 투입해 철강을 만든다. 석탄 대신 수소를 넣기 때문에 기존 제강과 달리 이산화탄소를 내뿜지 않아서 제철 공장에서 발생하는 배출량 중 90%를 줄일 수 있다고 한다. 하이브리트는 파일럿을 거친 후에 이산화탄소를 근절하겠다는 목표로 2026년부터 철강 양산에 돌입할 계획이다.
5. ‘탄소 포집, 사용 및 저장’의 확대
탄소 포집, 사용 및 저장(CCUS·Carbon Capture, Utilization and Storage) 기술은 공기에 떠다니는 탄소를 빨아들여 필요한 곳에 사용하거나, 지하나 바닷속에 영구적으로 저장함으로써 공기로 방출되는 것을 막는 기술이다. IPCC에 따르면, CCUS는 이산화탄소 배출을 줄이는 것을 넘어서 더 많이 거둬들이는 네거티브 배출(Negative emission)이며 기후변화의 영향을 최소화하기 위해 반드시 필요한 기술로 꼽힌다.
직접공기포집(DAC·Direct air capture): 대기에서 이산화탄소만 직접 포획해 제거
바이오매스를 활용한 탄소포집(BECCS): 식물과 같은 바이오매스(유기체)에서 바이오에너지를 생성하고, 그 과정에서 탄소를 포집하고 저장
바이오차(Biochar) 바이오매스(biomass)와 숯(charcoal)의 합성어로, 바이오차를 토양에 투입하면 탄소가 반영구적으로 저장돼 온실가스를 줄일 뿐 아니라 토양 건강도 향상됨
콘크리트 강화에 이산화탄소 활용: 콘크리트 자체에 이산화탄소를 격리시켜 배출량을 70%까지 줄이고, 시멘트를 더 강하게 만들 수 있음
스위스 탄소포집기업인 클라임웍스는 탄소 저장 솔루션 기업인 카브픽스와 협력해 포집한 이산화탄소를 지하 깊숙이 주입해 돌로 변하게 한다. 클라임웍스의 공기 포집 기계는 재생에너지와 폐기물 에너지로만 구동된다. 이 기업은 자체적으로 탄소 감축이 어려운 기업들 대상으로 탄소배출권을 판매하고 있으며, 세계 최대 재보험사 스위스리, 이커머스 기업 쇼피파이, 완성차 기업 아우디 등과 탄소제거 계약을 체결했다.
포집한 탄소를 제품화하는 기업도 늘고 있다. 캐나다 스타트업, 카비크리트는 시멘트 생산 과정에서 탄소를 배출하지 않고 오히려 탄소를 넣어 가둬 두는 콘크리트를 만들고 있다. 또한 미국 스타트업, 에어컴퍼니는 탄소를 고품질의 에탄올로 바꿔 보드카, 손세정제, 향수를 만들어 냈고, 탄소 전환 기술을 경제성이 있는 비즈니스로 실증해냈다.
진정으로 지속 가능한 비즈니스, 기후테크를 향해
당장 앞으로 다가온 전 지구적 기후위기에 각국 정부는 물론 국내외 많은 기업들이 넷제로를 위해 속도를 내고 있다. 기후테크를 향해 지금부터 빠르게 움직이지 않으면 우리 비즈니스의 가장 큰 파괴자는 기후위기가 될 수 있다. 조직의 리더는 기후변화가 비즈니스 밸류체인의 각 부분에 어떤 영향을 미치는지 이해하고, 넷제로로 향하는 세상에서 우리 조직은 어떻게 지속 가능한 비즈니스를 만들어갈 수 있을지 고민이 필요하다. 맥킨지는 기후테크의 잠재력을 알아본다면, 더 이상 기후테크 지원 생태계가 만들어지길 기다려선 안 된다고 제언한다. 완전히 새로운 산업이나 기업과 협력해서 새로운 밸류체인과 생태계를 만들어 나가는 것이 곧 차세대 비즈니스의 경쟁력이 될 것이다.
<References>
MIT Technology Review, “탄소 배출 줄이는 차세대 철강 기술”, July 2022
Pitchbook, “Ongoing energy crisis fuels strong 2022 for climate tech companies”, June 2022
WEF, “Digital solutions can reduce global emissions by up to 20%. Here is how”, May 2022
IPCC, “Sixth Assessment Report (WG1~3)”, April 2022
Mckinsey, “Delivering the climate technologies needed for net zero”, April 2022
Mckinsey, “Innovating to net zero: An executive’s guide to climate technology”, October 2021
Forbes, “Three climatetech startups to watch in 2022 and beyond”, December 2021
PwC, “State of Climate Tech 2021”
