이산화탄소 포집 및 저장 기술(Carbon Capture and Storage, CCS)은 대기 중 이산화탄소(CO2)를 포집하고 지하 수축층에 저장하는 기술입니다. 이 기술은 지구 온난화의 원인 중 하나인 이산화탄소 배출을 줄이는 방법 중 하나로, 발전소, 산업시설 등에서 대량으로 배출되는 이산화탄소를 수집하여 지하에 저장함으로써 대기 중 이산화탄소 농도를 낮출 수 있습니다.
CCS는 이산화탄소를 포집하는 포집기(Capture), 이산화탄소를 안전하게 저장하는 저장기(Storage), 이산화탄소를 운반하는 파이프 라인 및 펌프 등으로 구성됩니다. 포집기는 이산화탄소를 발생시키는 산업시설에서 발생한 배출가스를 수집하고 분리하여 이산화탄소를 포집하는 장치입니다. 저장기는 포집된 이산화탄소를 수송하거나 지하 수축층에 안전하게 저장하는 시설입니다. 이산화탄소를 운반하는 파이프 라인은 이산화탄소를 발생시키는 산업시설에서 저장기로 이산화탄소를 운반하는 파이프 라인입니다.
CCS는 이산화탄소를 포집하는 방법으로 화학적 흡착법, 흡수법, 화학 반응법, 물리적 흡착법 등 다양한 기술을 사용합니다. 흡착법은 이산화탄소를 포집할 때 포집제를 사용하여 이산화탄소를 흡착시키는 방법입니다. 흡수법은 이산화탄소를 물과 반응시켜 이산화탄소를 포집하는 방법입니다. 화학 반응법은 이산화탄소를 화학 반응을 통해 포집하는 방법입니다. 물리적 흡착법은 이산화탄소를 다공성 물질에 흡착시켜 포집하는 방법입니다.
저장기는 지하 수축층에 이산화탄소를 안전하게 저장합니다. 지하 수축층은 지하 800m 이상 깊이에 있는 물질로, 안정적인 지하 수축층은 지하수 층을 덮고 있으며, 지하수와 접촉하지 않습니다. 저장기는 보통 암반층, 해저지반 등으로 구성됩니다. 이산화탄소가 지하 수축층에 저장될 때는 안정성, 지속성, 효율성, 보안성 등의 요건을 만족해야 합니다. 이러한 요건은 지하 수축층의 지질학적 조건, 지하수 교환 및 이산화탄소 유동 등을 고려하여 결정됩니다.
저장기의 종류에는 석회암층에 저장하는 암반저장, 해저지하 수축층에 저장하는 해저저장, 지하 유동층에 저장하는 유동저장 등이 있습니다. 암반저장은 지하 수축층 내의 암반층에 이산화탄소를 주입하여 저장하는 방법입니다. 해저저장은 해저지하 수축층에 이산화탄소를 주입하여 저장하는 방법입니다. 유동저장은 지하 유동층에 이산화탄소를 주입하여 저장하는 방법입니다. 이 중 암반저장이 가장 많이 사용되고 있습니다.
CCS 시스템은 높은 비용과 기술적 난제가 있는 기술입니다. 포집기 및 저장기 설치 비용, 운영 및 유지보수 비용, 파이프 라인 건설 비용 등이 매우 높기 때문입니다. 또한 CCS 시스템에서는 이산화탄소를 안전하게 저장하기 위한 기술적 난제가 많이 있습니다. 지하 수축층 내에서 이산화탄소가 누수하지 않도록 하는 기술, 이산화탄소 주입 및 압축 공정에서 발생하는 온도 상승 등에 대한 대책 등이 필요합니다.
하지만 CCS 기술은 대기 중 이산화탄소 농도를 낮추는 중요한 역할을 할 수 있는 기술입니다. 전 세계적으로 이산화탄소 배출을 줄이기 위해 CCS 기술을 연구하고 도입하는 노력이 이어지고 있습니다. 미국, 캐나다, 유럽 연합 등에서는 CCS 기술을 도입하고, CCS 기술 관련 연구 및 개발을 진행하고 있습니다. 또한 국내에서도 CCS 기술을 연구하고, CCS 기술을 적용한 발전소 건설 등의 노력이 이어지고 있습니다.
CCS 기술은 지구 온난화 문제를 해결하기 위한 중요한 수단 중 하나입니다. 이산화탄소 배출을 줄이는 것은 지구 온난화를 완화시키는데 매우 중요한 역할을 합니다. 이러한 배출 감축을 위한 다양한 방법들이 존재하지만, CCS 기술은 현재 존재하는 화석 연료 발전소를 유지하면서 이산화탄소 배출을 줄일 수 있는 방법 중 하나입니다. 따라서, CCS 기술은 전 세계적으로 이산화탄소 배출을 줄이기 위한 중요한 노력 중 하나입니다. 또한, 지속적인 연구와 기술적 발전을 통해 CCS 기술의 비용을 저감하고, 안정성을 높이는 등의 기술적 난제를 해결할 수 있다면, CCS 기술은 미래 지구 환경 보호를 위한 핵심 기술 중 하나로 자리 잡을 것입니다.
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