유럽연합(EU)은 기후 변화 대응과 탄소 중립 목표 달성을 위해 CCS(탄소 포집 및 저장) 기술을 적극적으로 도입하고 있다. CCS는 CO2 배출을 줄이고 산업 경쟁력을 유지하며, 특히 탈탄소화가 어려운 제조업(hard-to-abate 섹터)에서 중요한 역할을 한다. 유럽은 제조업의 탈탄소화를 목표로 CCS 네트워크 구축을 추진 중이며, 주요 산업 지역을 중심으로 CO2 회수, 수송, 저류의 전 과정을 통합한 밸류체인을 형성하고 있다. 그러나 CCS 기술 확산에는 여러 도전 과제가 존재한다.
ETS(탄소 배출권 거래제)의 무상 배출 허용량 축소는 이미터(배출 사업자)에게 CCS 도입을 강하게 압박하는 요인이다. 2026년부터 무상 배출 허용량이 단계적으로 줄어들기 시작하여, 2034년에는 완전히 폐지될 예정이다. 이로 인해 배출 사업자들은 ETS 시장에서 추가 배출권 구매 비용을 감당해야 하며, 이는 운영 비용의 증가를 초래할 수 있다. 따라서, 이미터들은 탄소 배출을 줄이기 위해 CCS와 같은 기술을 도입하거나 탄소 배출권 구매 비용을 절감할 방법을 찾아야 하는 압박에 직면해 있다. 현재 ETS 탄소 가격은 톤당 약 70유로 수준이나, 무상 배출 허용량 축소로 가격이 더욱 상승할 가능성이 높다. 이러한 상황은 CCS 기술 도입을 경제적으로 유리한 선택지로 만들고 있다.
CO2 회수 단계에서는 기술적 및 비용적 도전이 있다. CO2 회수 장치 설치와 운영은 초기 투자 비용이 높고, 기존 산업 플랜트에 도입하는 데 시간이 많이 소요된다. 회수된 CO2를 정제하여 순도를 높이는 과정도 추가적인 비용을 발생시킨다. 특히, 탄소 배출량이 많은 에너지 집약적 산업에서는 CCS 도입을 통해 ETS 비용을 절감해야 할 필요성이 더욱 커지고 있다.
CO2 수송은 CCS 밸류체인에서 핵심적인 역할을 하지만, 수송 수단별로 과제가 다르다. 파이프라인은 대규모 CO2 수송에 적합하지만, 초기 건설비용이 높고 신규 설치에는 주민 반대와 복잡한 규제가 따른다. 유럽의 CO2 파이프라인 네트워크는 아직 초기 단계에 있으며, 2030년까지 약 67007300km, 2050년까지 1만 50001만 9000km로 확장될 필요가 있다. 선박 운송은 초기 네트워크 구축 단계에서 유연성과 경제성을 제공하지만, 공적 지원 부족으로 인해 해운 사업자들의 적극적 참여를 제한하고 있다. 또한, 파이프라인과 거리가 먼 소규모 배출자들은 트럭, 철도 등의 복합 운송 수단을 통해 CO2를 허브로 운송해야 하는데, 이는 비용과 효율성 측면에서 추가 과제가 된다.
CO2 저류 단계에서는 저류 용량 부족이 큰 도전 과제이다. 2030년까지 유럽 내 저류 용량은 약 1억 4100만 톤으로 추정되지만, 이는 2040년 목표인 연간 2억 5000만 톤에 크게 미치지 못한다. 저류지 개발에는 최소 5~6년이 소요되며, 사회적 수용 부족이 육상 저류 프로젝트를 가로막는 주요 요인이다. 주민들의 환경적 우려와 반대는 저류지 개발을 지연시키고 있으며, 일부 국가는 CO2를 북해와 같은 해상 저류지로 수송해야 하여 비용이 약 3배 증가할 가능성도 있다.
CCS 밸류체인 전반에 걸친 횡단 과제도 많다. CCS의 경제성을 확보하기 위해서는 효과적인 비즈니스 모델이 필요하다. 영국과 네덜란드는 CCfD(탄소 차액 결제 계약) 체계를 통해 CCS 비용과 ETS 탄소 가격 간의 차이를 보충하고 있으며, 영국은 정부가 위험을 분담하고 네덜란드는 간접 보조금 체계를 활용하고 있다. 하지만 탄소 가격의 안정성이 전제되어야만 이러한 비즈니스 모델이 작동할 수 있다. 또한, CCS 밸류체인 내 CO2 스펙(압력, 온도, 순도 등)의 표준화가 필수적이다. 각 프로젝트별로 서로 다른 스펙을 따르고 있어 인프라 설계와 비용 평가에 영향을 미치며, EU는 ISO 등 국제 표준 기관과 협력하여 CO2 스펙의 통일화를 추진 중이다.
사회적 수용은 CCS 기술의 성공 여부를 결정짓는 중요한 요소다. 유럽 시민들은 기후 변화에 대한 의식은 높지만 CCS에 대한 이해도는 낮다. 특히, 지역 주민들의 반대는 프로젝트 진행을 방해하며, 이는 다른 지역이나 국가에 부정적 영향을 미칠 수 있다. CCS 프로젝트가 성공하기 위해서는 지속적이고 투명한 커뮤니케이션 전략이 필요하며, 정부와 기업이 협력하여 대중의 인식을 개선해야 한다.
결론적으로, 유럽의 CCS 기술 도입은 기후 변화 대응과 탄소 중립 목표 달성을 위한 중요한 수단이지만, 기술적, 경제적, 사회적 도전 과제가 복합적으로 작용하고 있다. CO2 회수, 수송, 저류 단계별 과제와 함께 비즈니스 모델, CO2 스펙 표준화, 사회적 수용 문제를 해결하기 위한 종합적인 노력이 요구된다. 이러한 과제들이 동시적으로 해결될 때 유럽의 CCS 기술은 글로벌 탄소 감축 노력에서 중요한 선도적 역할을 할 것이다.
유럽의 CCS 개발 상황 및 주요 과제 요약
1. 유럽 CCS의 배경
유럽은 기후변화 대응의 일환으로 CCS(탄소 포집 및 저장) 네트워크를 구축하며, 제조업과 산업의 저탄소화를 목표로 하고 있다.
- EU의 목표
- 2030년까지 연간 5000만 톤의 CO2 저류.
- 2040년까지 연간 2억 5000만 톤의 CO2 저류.
- CCS 기술은 hard-to-abate 섹터(시멘트, 철강, 화학 등) 중심으로 도입되며, 전력 섹터에 대한 지원은 제한적이다.
2. CCS 프로젝트의 현황
- 2024년 현재 유럽에서 43개의 저류 프로젝트가 개발 중이며, 이 중 6개는 운영 중.
- 주요 CCS 프로젝트: 네덜란드의 Porthos, 노르웨이의 Sleipner 및 Snøhvit, 아이슬란드의 Orca.
- FID(최종 투자 결정)에 도달한 프로젝트는 매년 몇 건에 그친다.
3. 단계별 과제
- CO2 회수
- ETS(탄소 배출권 거래제)의 무상 배출 허용량 감소로 이미터(배출 사업자)의 CCS 도입 압박이 증가.
- 기술과 비용 문제로 인해 회수 시설 확대에 시간이 소요.
- CO2 수송
- 파이프라인: 대규모 프로젝트에 적합하나 초기 자본 비용이 높고, 현재 유럽 네트워크는 초기 단계.
- 선박 운송: 유연성이 높아 초기 네트워크 구축에 필수적이나 공적 지원 부족.
- 복합 운송: 소규모 배출자를 위한 트럭 및 철도 운송 수단 도입 필요.
- CO2 저류
- 2030년까지 예상 저류 용량은 약 1억 4100만 톤으로 목표치에 부족.
- 저류지 개발에는 최소 5~6년이 소요되며, 사회적 수용 부족으로 육상 저류 프로젝트는 어려움에 직면.
4. CCS 가치 사슬의 횡단 과제
- 비즈니스 모델
- 영국과 네덜란드의 CCfD(탄소 차액 결제 계약) 체계는 CCS 비용과 탄소 가격 간의 차이를 보충하며, 정부가 위험을 분담(영국 모델)하거나 간접 지원(네덜란드 모델)을 한다.
- 탄소 가격의 안정성이 모든 모델의 전제 조건.
- CO2 스펙 표준화
- CO2의 압력, 온도, 순도 등은 모든 밸류체인 단계의 설계와 비용에 영향을 미친다.
- 현재 프로젝트별로 다른 스펙을 따르고 있으며, 표준화 논의가 필요.
- 사회적 수용
- 대중의 CCS 인식은 낮으며, 커뮤니티의 이해와 지지 없이는 프로젝트 성공이 어려움.
- 지속적이고 투명한 커뮤니케이션 전략이 필요.
5. 향후 과제와 전망
- CCS 네트워크 구축을 위한 요소들이 적절한 타이밍에 동시에 해결되어야 한다.
- 추가적으로 CCS 인재 육성, 허가 프로세스의 간소화, 탄소 제거 가치 창출 등도 중요한 과제로 꼽힌다.
- 유럽의 선도적인 CCS 사례는 전 세계 다른 국가들에게 중요한 참고자료가 될 것이다.
ETS의 무상 배출 허용량 감소와 그 영향
ETS(유럽 탄소 배출권 거래제)란?
ETS는 유럽연합(EU)이 도입한 탄소 배출권 거래제도로, 기업들이 일정한 CO2 배출량을 초과할 경우 추가적인 탄소 배출권을 구매해야 하는 시스템이다.
- 목표: 탄소 배출을 줄이고 기후 변화 대응을 가속화.
- 현재: 일부 배출 업종(특히 제조업 등 경쟁력 약화 우려 업종)에는 무상 배출 허용량을 제공하여 부담을 줄여왔다.
무상 배출 허용량의 단계적 축소
- 단계적 축소 일정
- 2026년부터 ETS 내 무상 배출 허용량이 단계적으로 감소 시작.
- 2034년까지 무상 배출 허용량은 완전히 폐지될 예정이다.
- 무상 할당 폐지는 EU의 배출량 감축 목표를 달성하기 위한 주요 전략이다.
- 배경
- 배출량 삭감과 탄소 중립 달성을 위한 압박 강화.
- **탄소국경조정제도(CBAM)**와의 연계: EU 외 국가에서 수입되는 제품에 대해 탄소 비용을 부과함으로써 EU 내 생산 기업의 경쟁력 저하를 방지.
- 탄소 배출 비용을 내부화하여 배출 저감을 유도하는 것이 주된 목적.
이미터(배출 사업자)에 대한 영향
- 탄소 비용 증가
- 무상 할당이 사라짐에 따라, 배출 사업자들은 ETS 내에서 필요한 만큼의 배출권을 시장에서 구매해야 함.
- 2024년 기준 ETS 내 탄소 가격은 CO2 톤당 약 70유로. 그러나 무상 배출 허용량 축소와 더불어 가격 상승 가능성이 높다.
- CCS 도입 압박
- 이미터는 탄소 비용을 회피하기 위해 **CCS(탄소 포집 및 저장)**와 같은 기술을 도입하는 방안을 고려할 수밖에 없음.
- CCS를 도입하지 않으면 ETS 비용 부담이 증가하여 경제적 경쟁력을 잃을 가능성이 있음.
- 운영 비용 부담
- 특히 에너지 집약적 산업(시멘트, 철강, 화학 등)에서 배출권 구매 비용이 크게 증가할 전망.
- 일부 산업은 무상 배출 허용량 폐지 이후 생산 비용 증가로 인해 글로벌 시장 경쟁력이 약화될 우려.
CCS 도입 촉진의 구체적 동인
- 경제적 유인
- 탄소 비용이 높아질수록 CCS 기술 도입이 경제적으로 더 유리해짐.
- 예: CCS 도입으로 탄소 배출을 줄이면 ETS 배출권 구매 비용을 절감할 수 있음.
- 정책적 압박
- 2024년에 발효된 **넷 제로 산업법(Net-Zero Industry Act)**에 따라 석유·가스 사업자들에게 CO2 저류 의무가 부과.
- ETS 무상 배출 허용량 감소와 맞물려, 이미터가 CCS 기술을 도입하도록 강력한 압력을 가함.
- 기술적 수용성 확대
- CCS 기술의 상용화와 인프라 확장(예: CO2 파이프라인, 저류지)으로 이미터들이 접근 가능한 옵션이 늘어나고 있음.
무상 배출 허용량 축소의 주요 과제
- 탄소 가격 안정화
- 무상 할당 폐지로 탄소 가격 변동성이 증가할 가능성이 있음.
- 가격의 예측 가능성을 확보하지 못하면 기업의 CCS 투자 결정을 어렵게 할 수 있음.
- 중소기업 부담
- 대기업에 비해 CCS 기술 도입에 자금과 기술이 부족한 중소기업은 ETS 비용 부담이 더욱 커질 가능성이 있음.
- 사회적 수용성
- ETS 비용 증가가 최종 소비재 가격 상승으로 이어질 수 있으며, 이에 대한 대중적 지지 확보 필요.
결론 및 전망
ETS의 무상 배출 허용량 축소는 배출 사업자들이 CCS와 같은 탄소 감축 기술을 도입하도록 강하게 압박하는 동시에, 유럽의 탄소 중립 목표 달성을 위한 중요한 정책적 도구로 작용한다.
그러나, 탄소 가격 안정화, CCS 기술 지원 확대, 중소기업 부담 완화와 같은 보완 정책이 뒷받침되지 않으면 산업 경쟁력 약화와 기술 도입 지연이라는 부작용이 발생할 수 있다.
CCS 프로젝트의 현황 (2024년 기준)
1. 현재 개발 중인 CCS 프로젝트
- 개발 중인 저류 프로젝트: 유럽에서 43개의 CO2 저류 프로젝트가 진행되고 있으며, 이 중 6개는 현재 운영 중.
- 저류 용량: 2030년까지 유럽 전체에서 예상되는 총 CO2 저류 용량은 1억 4100만 톤.
- 그러나 이는 2040년까지 필요한 목표치인 2억 5000만 톤에 한참 미치지 못하며, 추가 저류지 개발이 시급하다.
2. 주요 운영 및 개발 프로젝트
- 네덜란드 Porthos 프로젝트
- 로테르담 항을 기반으로 하는 CCS 프로젝트.
- 주요 산업체(정유, 화학 공장 등)에서 CO2를 회수해 북해 저류지로 수송.
- 2023년에 FID(최종 투자 결정)를 통과하며 유럽 CCS의 성공 사례로 주목받고 있음.
- 노르웨이 Sleipner 및 Snøhvit
- Sleipner: 1996년부터 운영 중인 세계 최초의 상용 CCS 프로젝트.
- 북해의 가스전에서 회수한 CO2를 해저 지층에 저장.
- Snøhvit: 노르웨이 북부의 LNG 플랜트에서 회수된 CO2를 해저에 저장.
- Sleipner: 1996년부터 운영 중인 세계 최초의 상용 CCS 프로젝트.
- 아이슬란드 Orca 프로젝트
- 이산화탄소를 대기에서 직접 포집하여 지하에 영구적으로 저장하는 세계 최초의 DAC(Direct Air Capture) 기반 프로젝트.
- Climeworks와 Carbfix의 협업으로 2021년 가동 시작.
3. 최종 투자 결정(FID)의 현황
- FID(최종 투자 결정)는 CCS 프로젝트의 중요한 이정표로, 대규모 투자와 사업 시작을 공식화하는 단계.
- 유럽에서 FID에 도달한 프로젝트는 매년 소수에 불과.
- 2023년: 네덜란드의 Porthos 프로젝트가 유일하게 FID 통과.
- 2024년: Greensand(덴마크), NZT 및 NEP(영국)가 FID를 달성할 예정.
- 2025년 이후: Prinos, Aramis와 같은 프로젝트의 진행이 기대됨.
4. 진행 속도와 과제
- CCS 프로젝트는 대규모 인프라 투자와 사회적, 기술적 요건으로 인해 개발 속도가 느림.
- 예를 들어:
- 네덜란드 Porthos 프로젝트는 초기 구상부터 FID에 도달하기까지 20년 이상이 소요됨.
- 노르웨이의 CCS 프로젝트들도 초기 준비부터 가동까지 수십 년의 시간이 필요했음.
5. 향후 과제
- 추가 저류지 개발: 2040년 목표를 달성하기 위해 더 많은 저류지가 개발되어야 하며, 이는 약 5~6년의 개발 기간이 소요됨.
- 사회적 수용: 육상 저류지 개발 시 커뮤니티와의 갈등으로 프로젝트가 중단되는 사례를 방지하기 위한 대책 필요.
- FID 가속화: 각국 정부와 EU 차원의 탄소 가격 안정화와 정책적 지원이 필수적.
단계별 과제 상세 설명
1. CO2 회수 단계의 과제
(1) ETS(탄소 배출권 거래제)와 배출 사업자의 압박
- ETS의 무상 배출 허용량 감소:
- 유럽연합(EU)은 2026년부터 ETS에서 배출 사업자(이미터)에 대한 무상 배출 허용량을 단계적으로 축소하며, 2034년까지 완전히 폐지할 예정이다.
- 이는 이미터가 탄소 비용을 회피하기 위해 CO2 회수 장치를 설치하도록 압박하는 동인이 되고 있다.
(2) 회수 시설의 기술 및 비용 문제
- 기술적 과제:
- CO2 회수 기술은 고비용 구조로, 초기 투자비용이 크고 기존 플랜트에 추가 설치하는 데 시간이 소요된다.
- 특히, 회수한 CO2의 순도를 높이기 위해 배출된 CO2를 정제하는 공정이 필요하며, 이는 추가 비용을 발생시킨다.
- 시설 확대의 지연:
- CCS 기술을 적용한 회수 플랜트의 건설 및 운영은 평균 5~10년이 소요되며, 이에 따라 탄소 배출 감소 목표 달성이 늦어질 위험이 있다.
2. CO2 수송 단계의 과제
(1) 파이프라인 수송
- 장점:
- 파이프라인은 대규모 CO2 수송에 적합하며, 운영비용이 낮아 장기적으로 가장 경제적이다.
- 한계:
- 초기 건설비용이 높고, 신규 파이프라인 건설은 지역 주민의 반대와 복잡한 규제로 인해 시간이 많이 소요된다.
- 현재 유럽의 파이프라인 네트워크는 초기 단계로, 2030년까지 약 6700
7300km, 2050년까지 약 15,00019,000km로 확장이 필요하다.
(2) 선박 운송
- 장점:
- 선박 운송은 파이프라인이 닿지 않는 지역의 CO2를 저류지로 옮기는 데 적합하며, 초기 구축 비용과 리드 타임이 짧다.
- 한계:
- 선박 운송은 공적 지원이 부족하며, 기존 해운업과 경쟁해야 한다.
- 대규모 CO2 수송선 설계와 건조에 추가 비용과 시간이 요구된다.
(3) 복합 운송(멀티모달 수송)
- 필요성:
- 파이프라인 네트워크와 멀리 떨어진 소규모 이미터들은 트럭이나 철도를 통해 허브로 CO2를 수송해야 한다.
- 과제:
- 트럭과 철도 수송은 초기 진입장벽이 낮지만, 대규모 CO2 수송에는 비효율적이다.
- CO2 수송망에 대한 정부 차원의 체계적 지원이 미비하다.
3. CO2 저류 단계의 과제
(1) 저류 용량 부족
- 현재 용량:
- 2030년까지 유럽 내 예상 저류 용량은 약 1억 4100만 톤으로, 목표치인 2억 5000만 톤에 한참 미치지 못한다.
- 특히 육상 저류지의 경우 사회적 수용 부족과 규제로 인해 개발 속도가 느리다.
(2) 개발 소요 시간
- 저류지 개발 기간:
- 새로운 저류지를 개발하는 데는 최소 5~6년이 소요되며, 이는 CCS 네트워크 구축의 병목현상을 초래한다.
(3) 사회적 수용 부족
- 육상 저류의 한계:
- 주민들의 환경적, 사회적 우려로 인해 많은 육상 저류 프로젝트가 중단되고 있다.
- 예: 폴란드에서 육상 저류를 거부하는 경우 CO2를 북해로 운송해야 하며, 이는 비용을 약 3배 증가시킨다.
4. CCS 가치 사슬의 횡단 과제
(1) 비즈니스 모델
- CCfD(탄소 차액 결제 계약):
- 영국과 네덜란드에서 도입한 CCfD는 CCS 비용과 ETS 탄소 가격 간의 차이를 보충하여 사업자의 리스크를 줄인다.
- 영국 모델: 정부가 위험을 분담하여 안정적 수익을 보장.
- 네덜란드 모델: 직접 지원 없이 간접적으로 보조금 지급.
- 탄소 가격의 중요성:
- 탄소 가격이 충분히 높지 않으면, 어떤 비즈니스 모델도 지속 가능하지 않다.
- 과제:
- 정부 지원이 부족한 클러스터의 사업성과 투자 유치 방안이 불투명하다.
- 탄소 가격 안정화 및 보조금 정책이 사업 성패의 핵심 요인.
(2) CO2 스펙 표준화
- 현재 상태:
- 각 프로젝트(Northern Lights, Porthos 등)마다 CO2의 압력, 온도, 순도에 대한 개별 스펙을 따르고 있다.
- 중요성:
- 불순물이 포함된 CO2는 파이프라인과 저장 시설의 부식을 초래하고, 저류층의 효율성을 저하시킬 수 있다.
- 과제:
- 모든 프로젝트와 저류지에 공통된 스펙을 정하는 것은 기술적, 경제적으로 어렵다.
- EU는 ISO 등과 협력해 스펙 통일화를 추진 중이나, 지역별 맞춤형 스펙 도입 가능성이 높다.
(3) 사회적 수용
- 대중 인식의 부족:
- CCS의 중요성과 이점에 대한 대중적 이해가 낮아, 커뮤니티의 반대에 직면.
- 프로젝트 수준의 커뮤니케이션:
- 지역 주민과의 지속적이고 투명한 커뮤니케이션이 필수적이다.
- 사회적 수용이 낮으면 프로젝트가 중단될 가능성이 크다.
결론
CO2 회수, 수송, 저류 단계별로 기술적, 사회적, 경제적 과제가 복합적으로 작용하며, 가치 사슬 전체를 아우르는 비즈니스 모델, 스펙 표준화, 사회적 수용 문제는 CCS의 성공에 핵심적인 역할을 한다. 이러한 과제의 동시적 해결은 유럽의 넷 제로 목표 달성을 위해 필수적이다.