온실가스 배출 주범
시멘트 만들면서 온실가스도 잡는다
온실가스 배출 주범
시멘트 만들면서 온실가스도 잡는다
  • 김은영 워싱턴 주재기자
  • 승인 2010.05.10 12:00
  • 댓글 0
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노바셈사, 시멘트 1톤당 CO2 100㎏ 흡수 기술 개발

시멘트 생산량은 경제발전과 병행한다. 세계 시멘트협회의 발표에 의하면 세계는 2009년에 28억톤의 수경 시멘트를 생산했다고 한다.

시멘트는 모래나 자갈을 섞으면 콘크리트가 되어 대부분의 건설 현장에서 사용되고 또한 고속도로의 아스팔트도 사용이 된다. 작년에 생산된 28억톤의 시멘트로 고속도로를 놓게 되면 7억5000만㎡가 된다고 한다. 이 길이는 지구와 달 사이에 8차선 도로를 두 번 왕복하는 길이이고, 지구를 40번을 돌 수 있는 길이라고 한다. (포트랜드 시멘트협회 제공)
1톤의 시멘트를 만드는데 650 내지 920kg의 CO2가 발생하고 시멘트 생산으로 배출되는 CO2는 세계 총배출량의 5%를 차지한다. 뿐만 아니라 시멘트의 주원료인 석회석의 채광으로 아름다운 산봉우리가 잘려나가 흉악한 모습이 되거나 아예 산 자체가 사라지기도 한다.

 연 320억톤의 지구의 자원이 광산에서 채취되는데 이 중 3분의 2가 콘크리트를 만들기 위하여 사용되고 다른 40억톤은 포트란드 시멘트를 만들기 위해 석회석이 채광된다.
산의 나무들이 흡수하게 되는 엄청난 CO2 양을 차치하고서라도 말이다.
시멘트는 석회석에 100도 이상의 열을 가하면 석회석속의 CO2가 대기 중으로 배출되고 생석회를 만들게 된다.

이 생석회를 물과 모래나 자갈을 섞어서 콘크리트로 만들어 사용한다. 보통 사용되는 시멘트를 포트랜드 시멘트라고 한다. 포트랜드 시멘트는 100년 이상 사용되어 왔다.
온실가스 배출의 주범 중 하나인 시멘트를 제조하는데 CO2를 배출하지 않고 오히려 CO2를 주원료로 시멘트를 만들 뿐 아니라 콘크리트로 만들면 딱딱해 지는 과정에서 대기 중의 CO2를 흡수, 탄소·포집 작용까지 하는 기술이 있어서 주목을 받고 있다. 이 기술은 사이언틱 아메리카가 세계를 바꾸는 10대 기술의 에너지 분야에 선정됐다.

두 개의 기술이 현재 주목을 받고 있다. 하나는 캘리포니아에 본부를 둔 칼리라(Calera)사이고 다른 하나는 영국 런던에 본부를 둔 노바셈(Novacem)이다.
노바셈의 기술은 산화마그네슘(MgO)과 수화 탄산마그네슘를 그 기저로 하고 있다.
노바셈은 자신들의 웹사이트에서 탄소포집 시멘트 기술의 기조가 되는 마그네슘 실리케이트의 연구를 20년 동안 했다고 한다.
사실 이 기술은 노바셈의 기술개발자 니콜라스 브라소포로스(Nikolaos Vlasopoulos)가 런던 임페리얼대학의 대학원 학생으로 있을 때 발견했다고 한다.

그가 시멘트를 산화마그네슘과 포트랜드 시멘트와 혼합하여 만들수 있는지 연구하고 있을 때 마그네슘을 물에 넣었을 때 석회석 없이도 시멘트가 만들어 지는 것을 우연히 알게 되었다고 한다.
그리고 이때 만들어진 시멘트는 딱딱해 지는 과정에서 대기 중의 이산화탄소가 마그네슘과 작용하여 탄화 마그네슘을 만들기 위해 계속 대기 중의 이산화탄소를 포집하는 것을 알게 되었다고 한다.
노바셈의 주장은 자신들의 시멘트가 1톤당 100kg의 온실가스를 포집한다는 것이다.

노바셈은 현재 로얄 소사이어티외 다른 기관에서 150만불의 자금지원을 받아서 2011년에 파일럿 공장을 세울 계획이다. 만약 노바셈이 연 50만톤을 생산한다면 그 가격이 포트랜드 시멘트와 같아질 것으로 브라소포로스는 믿고 있다.
한편 칼리라의 기술 개발자 브렌트 콘스탄즈(Brent Constantz)는 20여년 동안 의학용 시멘트를 개발해 왔었다.
그가 27살의 청년으로 스탠포드 대학의 교수로 있을 때 환자의 부러진 뼈를 고치는 획기적인 의학용 시멘트를 발명해 많은 병원에서 널리 사용해왔다.

그가 발명한 시멘트로 엉치뼈가 부러져서 죽을 수도 있는 환자가 살 수 있었고 부러진 팔목뼈가 새것처럼 되었다.
그 이후 22년 동안 그가 따낸 의학 시멘트분야의 특허는 60여개에 달한다.
이번에 그는 지구를 치료할 수도 있는 시멘트를 개발, 현재 캘리포니아 모스 랜딩의 시범공장에서 시제품을 제작 중이다. 이 공장은 서부에서 가장 큰 발전소 다이너지(Dynergy) 옆에 위치하고 있다.

다이너지의 크고도 높은 굴뚝에서 나오는 CO2를 파이프를 통해 탱크 속에 들어 있는 해수 속으로 주입한다. 해수 속에 있는 무기질이 CO2와 작용하여 바다의 갑각류가 딱딱한 껍질을 만드는 것과 비슷한 화학작용으로 시멘트를 만들어 내는 것이다.
이렇게 만들어진 시멘트는 모래나 자갈을 섞어 콘크리트로 만들어 지는 과정에서도 대기 중의 CO2를 계속 흡수해 계속 더 딱딱해 진다고 한다.


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