환경오염물질 배출억제^국제환경규제 대응방안 마련 목표
선진국 비해 국내 기술수준 저조… 적극적인 투자 필요



　기후변화협약 등 국제적 환경규제에 따라 이산화탄소, 황산화물, 질소산화물 등 환경오염물질 배출억제를 위한 기술개발의 중요성이 높아지고 있다.
　청정에너지기술은 무엇보다 기존의 에너지원을 사용하는데 있어서 환경오염 물질을 보다 적게 배출하는데 목적이 있어 전세계적으로도 지속적인 기술개발이 이뤄지고 있다.
　국내에서도 일부 기술이 파이롯트 단계에 와 있고 일부는 상용화 되기도 했지만 아직까지 선진국 수준에 비하면 미약한 수준이라는 것이 중론이다.
　청정기술 확보를 통해 다가오는 기후협약 등에 따른 국제적 환경규제 시대에 대응하기 위해서는 청정기술 확보를 위한 노력을 계속해야 할 것이다.
　현재 국제적인 기술 수준과 국내 수준을 비교해 미래를 분석해 본다.
〈편집자 註

청정에너지 기술개발은 석탄의 효율적 이용과 환경공해저감을 동시에 만족시키는 석탄의 자공해 고효율 연소기술 확보, 석유의 원천탈황과 중질유로부터 고급유를 획득하는 공정의 저공해 경제기술 확보, 석탄·석유등의 화석연료 연소 배출가스로부터 공해물질을 제거하고 이산화탄소 분리 및 이용기술 확보가 가능하다.
국내에서도 이러한 장점이 있는 청정에너지기술개발을 위해 94∼97년 기술 및 응용연구, 98∼2001년 실용화 기반구축에 이어 지난해부터 2006년까지는 기술의 상용화를 위한 노력이 지속되게 된다.
국내의 청정기술개발은 에너지기술개발10개년계획(97년∼2006년)에 따라 이뤄지고 있는데 화석연료의 사용증가에 따른 SOx, NOx, 분진 등 환경오염물질 배출억제를 위한 연료청정화 기술을 확보, 기후변화협약 관련 온실가스인 이산화탄소 저감대책 수립으로 국제환경규제의 대응방안 마련을 목표로 하고 있다.
청정에너지기술개발 대상 프로그램은 에너지기술개발10개년계획에 따라 에너지사용에 따른 환경적 영향을 최소화 할 수 있는 석탄처리기술 등 11개 기술개발 프로그램 중 선진국의 기술개발 내용을 토대로 실현가능성이 높고 국내에서의 적용처가 많은 6개 분야를 선정해 추진되고 있다.
6개 분야 중 유동층연소기술, 연소처리기술, 신촉매개발을 중점추진하고 석탄청정기술, 석유청정기술, 이산화탄소이용기술은 일반추진되고 있다.
국내에서 청정에너지기술은 공공기술로서 현시점에서의 경제적 측면보다는 환경규제에 대응할 수 있도록 중·장기적 안목에서 추진되고 있다.
국내 환경규제가 점차 선진국 수준으로 강화되는 추세에서 우선 연도별 규제에 실용화가 가능하고 외국기술의 국내시장 잠식 등 파급효과가 큰 기술과 기후변화협약에 대비 실증규모의 이산화탄소 종합적인 처리설비 최적화 운전 및 핵심기술 도출 사업이 추진되고 있는 것이다.
이와함께 기술개발결과와 요소기술을 종합화할 수 있는 Demo-Plant사업과 개발시 실용화를 위한 국내기술의 신뢰성 확보 측면에서 기술개발에 실적용업체 및 엔지니어링업체의 직접 참여를 유도하고 있으며, 개발기술의 실용화를 위해서 에너지기술시범적용사업을 중점적으로 추진하고 있는데 종료과제 중 Pilot Plant 연구단계까지 성공한 청정에너지기술로서 파급효과 및 보급가능성이 큰 우수한 기술을 추진해 상용화 성과를 제고하도록 했다.
99년부터 지난해까지 투자된 자금도 99년 54개 과제에 정부48억8,300만원, 민간 1,551만원 등 총 64억3,400만원이던 사업비는 2000년 96억5백만원, 2001년 101억1백원으로 꾸준히 증가하고 있으며, 지난해에도 8월말 기준으로 92억7,600만원이 지원되는 등 성장세는 지속되고 있어 청정기술개발의 중요성은 인식하고 있는 것으로 판단된다.
그러나 대부분의 기술이 상용화 단계에 와있는 선진국에 비해 국내의 청정기술은 전반적으로 낮은 수준에 머물러 있어 적극적인 투자가 필요한 것으로 지적되고 있다.
다음은 6대 추진기술의 국내외 기술개발 현황

　▲ 유동층연소기술
유동층연소기술은 비교적 큰 입경(10mm이하)의 석탄과 모래, 석회석 등 유동물질을 공기 분배판 위에 장입하고 로하부에서 공기를 주입, 유동층을 형성시켜 연소시킴으로서 층내 전열관 및 후부 전열부에서 열을 회수하는 기술이다.
국내에서는 동해시에 200MWe급 순환 유동층연소로가 ABB-CE에서 수입돼 설치 운영되고 있으나 자체설계 및 운전기술 등은 미보유 상태이며, 국내 제작업체 10여개사에서 소규모로 수입 유연탄을 열병합전용으로 설치 운전중에 있다.
이와 반대로 해외에서는 80년대 중반부터 열병합발전용을 중심으로 상용화돼 주로 보일러 제작사들이 사업발전용으로 확대를 위한 대용량화, 고효율화와 사업범위 확대를 위한 폐기물이용 열병합발전 기술개발 중에 있으며, 가압 유동층기술은 실증단계로서 미국, 일본중심으로 상용화가 추진중에 있다.
　▲ 연소처리기술
연소처리기술은 화석연료 사용에 따라 발생되는 SOx, NOx, 분진 등을 저감시키는 기술로서 저NOx버너, 다단연소, 과잉공기연소감소, 알칼리제 분사 등 연소중처리 방법과 촉매·환원법제, 습·건식 세정방법 등을 이용하는 연소후처리 방법으로 대별된다.
이 기술은 미국 CCT(Clean Coal Technology)에서 10년동안 단계별 목표를 정착해 체계적으로 기술개발 중에 있으며, 탈황기술은 습식석회석 공정이 80%정도, Spray Drying 공정이 10%, 기타공정이 10%정도 적용되고 있다.
국내에서는 탈황기술의 경우 석회석 공정이 파이롯트 규모로 연구가 수행중이며, 탈질기술은 기술적으로 유리하고 사업화가 용이한 SCR, SNCR 공정 중심으로 일부 대학, 한전, 포항제철 등에서 기반기술 및 파이롯트 적용연구가 진행중에 있다.

　▲ 신촉매개발
중질유의 경질화로 고품질경유를 제조하기 위한 촉매개발 및 세계 환경규제기준에 대비하기 위한 탈황촉매를 개발하는 신촉매개발도 청정에너지 기술의 핵심중 하나이다.
국내에서는 연구소 및 일부대학을 중심으로 실험실규모의 촉매제조 등은 기초적인 연구단계에 있으며, 촉매평가기술은 일부 정유사에서 기술 축적중에 있으나 촉매 적용 연구에 대한 정유회사의 전반적인 투자미비로 저조한 상태다.
국외에서는 중질유의 경질화 및 탈황 등 대다수의 석유정제 공정기술은 이미 상용화중이며, 기존 촉매보다 수명이 긴 촉매개발 및 효율향상 공정개발중이다.
특히 일본은 정유회사, 연구기관을 중심으로 연구가 활발해 Nippon-Ketjen사, Orient Catalyst사 등은 고심도 탈황촉매를 개발, 상용화했다.

　▲ 석탄청정기술
석탄사용시 발생되는 오염물질을 최소화하기 위한 석탄 연소전 처리기술과 석탄연소 후 발생되는 회재를 분리하고 재활용하기 위한 전 기술을 칭하는 석탄청정기술은 해외에서 이미 유기황·무기황의 탈황기술이 확립돼 파이롯트 플랜트를 건설중에 있으며, 석탄회 이용기술은 상용화 단계로서 회재활용율은 30∼70% 수준에 이르고 있다.
국내에서도 유·무연탄의 탈황기술은 확립되었으나 회분식 탈황기술은 개발단계이며, 석탄회의 정제시스템은 실증실험 중에 있으며, 회재활용율은 약 20% 수준에 머물고 있다.

　▲석유청정기술
석유내 유기황화합물에 대한 탈황능력을 갖는 미생물로부터 황성분만을 Sulfate 또는 황화수소의 형태로 제거하는 기술과 석유정제 공장에서 발생되는 폐촉매를 재생, 처리하는 기술인 석유청정기술의 국내 수준은 미생물탈황의 경우 생촉매 개발 및 대량생산 기술 등을 기초 연구단계이다. 또한 폐촉매 재생처리기술 및 석유화학 폐촉매로부터 백금 및 필라듐의 회수기술 등은 일부 실용화 추진중에 있다.
반면 일본에서는 석유활성화센터에서는 93년부터 미생물탈황 연구 프로젝트가 시작되어 혐기성, 호기성 균주개발 단계이며 균주분해의 상용화 단계에 있다.

　▲이산화탄소 이용기술
이산화탄소 이용기술은 화력발전소나 시멘트공장 등으로부터 배출된 이산화탄소를 다른 배출가스로부터 분리해 회수하는 기술과 농축된 이산화탄소를 해저에 저장하거나 화학적 또는 생물학적 방법으로 처리해 고부가가치 제품으로 전환하는 자원화 기술이다.
국내 이산화탄소 분리기술은 PSA공정과 흡수공정은 파이롯트 수준이나 막분리 등 일부기술은 기초단계에 있으며, 이산화탄소 저감기술은 화학연구소 및 KIST등에서 벤치규모의 연구를 수행하고 일부 여러대학에서 실험실규모의 연구가 이뤄지고 있다.
그러나 이산화탄소 분리기술은 이미 선진국에서는 상용화되어 기술을 확보하고 있고 흡수와 흡착기술은 공정개발보다는 효율향상에 초점을 맞추고 있는 상태다.
이산화탄소 전환기술은 촉매화학적 전환을 이용한 파이롯트 규모의 연구단계에 있으며, 특히 일본 통산부 산하 RITE에서 분리막을 이용한 분리회수의 Bench Test와 1일 50kg의 메탄올 시험생산 단계에 있다.

〈서민규 기자>