네이처(Nature)에 발표된 최신 연구에 따르면, 지하에 안전하게 저장할 수 있는 이산화탄소의 양이 기존 추정치보다 10배나 적은 것으로 드러났습니다.

국제응용시스템분석연구소(IIASA)와 메릴랜드대학교 연구진은 지질학적 위험성을 고려할 경우 탄소 포집 및 저장 기술(CCS)이 지구 온난화 억제에 기여할 수 있는 범위가 매우 제한적이라고 분석했습니다.

가스 누출, 지진 유발, 지하수 오염 가능성 등 다양한 위험 요소를 고려해 부적합 지역을 제외한 결과, 실제로 안전하게 저장 가능한 이산화탄소 양은 기존 예상치의 10분의 1 수준에 불과하다는 결론에 도달했습니다.

연구팀은 이러한 한계로 인해 CCS 기술이 인간 활동으로 인한 지구 온도를 섭씨 0.7도 낮추는 데 그칠 수 있다며, 과거에 추정되던 5~6도 감소 효과에 비해 현저히 낮은 수치라고 밝혔습니다.

제한된 탄소 저장 능력…기존 추정치 10분의 1… “화석연료 의존 탈피가 답”

이번 연구를 이끈 매튜 기든 교수는 메릴랜드대학교 글로벌 지속가능성 센터 연구교수이자 IIASA의 에너지·기후·환경 프로그램 선임연구원입니다.

그는 “탄소 저장은 종종 기후 위기의 최후의 해법처럼 소개되지만, 우리의 연구는 그것이 매우 제한적인 수단임을 분명히 보여준다”며 “가능한 한 빠르고 깊이 있게 온실가스 배출을 줄이는 것이 절대적으로 중요하다”고 강조했습니다.

2015년 파리협정이 제시한 목표는 지구 평균 기온 상승을 산업화 이전 대비 섭씨 2도 이하, 가능하다면 1.5도 이하로 제한하는 것이며, 여러 기후 대응 시나리오가 CCS 기술을 감축수단으로 명시하였습니다.

그러나 이번 연구의 공동 저자인 리스본대학교의 알렉상드르 코벨레는 “기존 추정치는 지질학적으로 취약한 지역을 고려하지 않아 저장 잠재력을 과대평가했다”고 지적했습니다. 그는 이번 연구가 ‘신중한 잠재력(prudent potential)’이라는 개념을 통해 인류와 환경에 대한 위험을 최소화하는 첫 시도라고 설명했습니다.

연구진은 이산화탄소를 지하 1~2.5km 또는 해양 깊이 300m 이하의 지역에 주입하고, 지진 활동이 적으며 수자원 보호구역이나 분쟁 지역에서 멀리 떨어진 지점을 선택할 것을 권고했습니다. 러시아, 미국, 중국, 브라질, 사우디아라비아, 호주 등은 상대적으로 많은 안전 저장 가능 지역을 보유하고 있는 것으로 나타났습니다.

코벨레는 CCS 기술이 시멘트 생산, 항공, 농업 등 탈탄소화가 어려운 산업 부문에 우선적으로 활용되어야 하며, 오염된 발전소의 수명을 연장하거나 석유 및 가스 사용을 지속하는 수단으로 사용되어서는 안 된다고 강조했습니다.

반면 산업계는 이에 대해 이견을 보이고 있습니다. 특히 이산화탄소를 고온고압의 현무암층에 저장하는 광물화 기술을 통해 총 저장 용량을 크게 늘릴 수 있다고 주장합니다.

탄소 포집 연합(Carbon Capture Coalition)의 제시 스톨라크 사무총장은 “지구 온난화를 해결하려면 이 기술은 선택이 아니라 필수”라며, “다른 배출 저감 수단과 결합하고, 신뢰할 수 있으며 저렴한 에너지 수요와 균형을 맞춰야 한다”고 주장했습니다.

이산화탄소는 화석 연료를 태울 때 발생하는 대표적인 온실가스로, 대기 중에 방출되면 수백 년간 열을 가둬 지구 온도를 상승시킵니다. CCS 기술은 산업시설이나 발전소의 배출구에서 이산화탄소를 직접 포집하거나, 대기 중에서 분리한 뒤 고압으로 압축해 지하 염수층, 현무암 지층, 채굴 불가능한 석탄층 등에 주입하여 장기적으로 저장하는 방식입니다.

그러나 현재 포집된 이산화탄소의 약 4분의 3은 석유회수증진EOR(Enhanced Oil Recovery)을 목적으로 유전에 재주입되고 있는 실정입니다.

기든 교수는 CCS 기술의 확대가 순배출 제로(Net-zero) 달성과 장기적인 배출량 감축에 중요한 역할을 할 수 있다고 인정하면서도, “화석 연료에 대한 의존을 지나치게 오래 유지한 채 단순히 탄소를 땅속에 넣어 해결할 수 있다고 기대한다면, 우리는 미래 세대에게 지금의 혼란을 넘겨줄 뿐 아니라, 그것을 해결할 수단조차 제한된 거의 불가능한 과제를 안기게 될 것”이라고 경고했습니다.