초록 ▼

한반도의 지난 100 년간 평균 기온이 1.5 도나 상승하였으며 제주 지역의 해수면이 지난 40 여년간 22cm 나 상승하였다고 한다. 1920 년대 이후 겨울이 한 달 정도나 단축되고 여름은 20 여일이나 증가하였다. 이러한 기후 온난화에 따른 기온 증가로 인한 폭염 피해 사망자가 최근 10 여년간 2 천명이 넘는다고 한다. 뿐만 아니라 초대형 태풍이나 집중 호우 또한 증가하여 2000 년 이후 매년 평균 2 조 이상의 피해를 일으키고 있다고 한다. 이러한 사실은 최근 전문 연구 저널이 아닌 일간 신문이나 언론에서까지 통해 집중적

한반도의 지난 100 년간 평균 기온이 1.5 도나 상승하였으며 제주 지역의 해수면이 지난 40 여년간 22cm 나 상승하였다고 한다. 1920 년대 이후 겨울이 한 달 정도나 단축되고 여름은 20 여일이나 증가하였다. 이러한 기후 온난화에 따른 기온 증가로 인한 폭염 피해 사망자가 최근 10 여년간 2 천명이 넘는다고 한다. 뿐만 아니라 초대형 태풍이나 집중 호우 또한 증가하여 2000 년 이후 매년 평균 2 조 이상의 피해를 일으키고 있다고 한다. 이러한 사실은 최근 전문 연구 저널이 아닌 일간 신문이나 언론에서까지 통해 집중적으로 다루어지는 기후변화의 위기를 국내에 대해서 보여주는 사례들이다. 국제적으로도 기후변화의 심각성은 2007 년도 노벨 평화상 수상자로 앨 고어 전 미국 부통령과 유엔 정부간 기후변화위원회 (IPCC, Intergovernmental Panel on Climate Change) 가 선정되기까지 하였다.
많은 과학자들은 CO2 의 증가로 인하여 매우 심각한 수준의 지구 온난화 문제와 그로 인한 심각한 기후변화가 초래된다는데 동의하고 있다. 그림 1에서 보여주듯이 전 지구의 평균 기온이 지난 100 여 년 동안 지속적인 상승세를 보여 왔다. 이에 대한 원인을 분석하던 중에 전 지구의 이산화탄소의 평균 농도 또한 지속적으로 증가하여 왔다는 것을 파악하였다. 즉 산업혁명에서 촉발된 산업의 발달과 대량 생산 및 교통 수단의 발전 등으로 인하여 생활 수준은 지속적으로 향상되어 이제는 제 3 세계까지 포함하여 전세계적으로 일어나고 있다. 이로 인한 이산화탄소 배출량 증가는 불가피한 현상이다. 즉 화석 연료에 기반한 에너지 사용의 증가로 인하여 이산화탄소(CO2)를 비롯한 온실가스가 지속적으로 배출되어 대기 중 CO2 농도가 지속적으로 증가해 오고 있으며 이 증가세는 더욱 거세질 것이라는 것이 일반적인 예측이다. 1997 년 세계적으로 연간 7.4 Gt 정도이던 CO2 배출량이 2100 년에는 3 배가 넘는 26Gt 에 이를 것으로 예상되고 있다. 따라서 기후 변화 문제를 해결하기 위해서는 가장 직접적으로 시급한 과제가 이산화탄소를 저감하는 것이라 할 수 있다.

목차 Contents

• 1부. 연구배경 ...7
• 1. 서론 ...8
• (1) 이산화탄소 저감 배경 ...8
• (2) 이산화탄소 처리 관련 주요 이슈 ...13
• (3) 개괄적 이산화탄소 저감 및 관련 처리 방법 ...16
• 2. 연구 방법 ...19
• 2부. 이산화탄소 저감 기술 요약 ...23
• 1. 건식 흡착제를 이용한 CO2 분리 ...24
• 2. 가스하이드레이트를 이용한 CO2 분리 및 저장 ...32
• 3. 촉매를 사용한 CO2의 화학적 전환을 통한 고부가가치 제품 생산 ...40
• 4. 메탄의 건식 개질을 이용한 이산화탄소의 재활용 ...53
• 5. 생물학적 방법을 이용한 CO2의 분리 및 처리 ...61
• 6. 관련 특허 분석 ...71
• 3부. 이산화탄소 저감 연구 전략 및 정책 방향 ...98
• 1. 연구 분석 결과 ...99
• 2. 정책 연구 방향 ...107
• 3. 끝맺는 말 ...110
• 부록 1. 참가 주요 활동 ...113
• 참고문헌 ...114
• 표목차
• 표 1 단계별 온실 가스 저감을 위한 유망 연구 분야 정리 ...17
• 표 2 CO2 하이드레이트 대표적 촉진제 (1) ...38
• 표 3 CO2 하이드레이트의 대표적 촉진제(2) ...38
• 표 4 부문별 온실가스 배출현황 (단위 백만톤 CO2) ...109
• 그림 목차
• 그림 1 지난 100년(1906~2005년) 전 시구 평균 온도 상승세 ...10
• 그림 2 전 지구의 이산화탄소 발생 증가세 ...10
• 그림 3 기후 변화 관련 국제 협약 요약 ...11
• 그림 4 CO2 제어 기술의 논리 전개 ...18
• 그림 5 이산화탄소 저감 기술 개발 목표 및 비전 ...21
• 그림 6 이산화탄소 처리에 대한 대응 전략 개론 ...22
• 그림 7 건식 CO2 흡착제 공정 개념도 ...25
• 그림 8 나트륨계 알칼리 금속을 이용한 이산화탄소 순환공정 ...28
• 그림 10 Scheme of Gas Hydrate ...32
• 그림 8. Schematic diagram of the hydrate-based $CO_2$ recovery process ...35
• 그림 9. A hybrid hydrate-membrane process for $CO_2$ recovery from flue gas in the presence of THF as additive. Hydrate formation is carried out at 273.75 K and 2.5 MP a in the three stages. ...36
• 그림 12 연료 전지와 메탄을 이용한 이산화탄소 사용 생산 개념도 ...49
• 그림 14 Equilibrium analysis of autothermal CO2 reforming of methane as a function of CH4 : CO2 : O2 feed ratios at 1000K for: (i) CH4 conversions (%); (ii) CO2 conversions (%); (iii) CO yields (%); (iv) H2 yields (%); (v) H2O yields (%); and (vi) H2/CO ratios. ...58
• 그림 15 A model of fluidized bed reactor in autothermal CO2 reforming of methane ...59
• 그림 16 이산화탄소 저감 및 저장 관련 특허들에 대한 분야별 분포도 ...95
• 그림 17 이산화탄소 처리 특허 출원 국가별 구분 ...96
• 그림 18 이산화탄소 저감 및 저장 관련 특허의 연도별 출원 현황 ...97
• 그림 19 이산화탄소 저감 관련 기술들의 난이도 및 저감 효과 상관도 ...103
• 그림 20 이산화탄소 저감에 따른 산업의 발달 형태 - 제철 산업의 사례 ...106
• 그림 21 CO2 저감 기술 개발을 위한 산학연정 연계 ...112