[아이티데일리] 2050년 탄소 제로 목표를 달성하고 지구 온난화를 산업화 이전 수준보다 섭씨 1.5도 증가로 제한하려면 세계에서 가장 오염이 심한 산업 중 하나인 시멘트와 콘크리트 생산을 탈탄소화하는 것이 중요하다. 공급자는 기존 공정에서 탄소 배출량을 줄이는 한편 시멘트 생산 방식을 다시 생각해야 한다고 세계경제포럼(WEF)이 어젠다로 발표하고 요약글을 홈페이지에 게재했다.

어젠다에 따르면 시멘트와 콘크리트 탈탄소화는 전통적인 탄소 집약적인 포틀랜드 시멘트 제조 방법 및 재료에서 벗어나 필요한 클링커의 양을 줄이는 솔루션 개발이 중요하다. 클링커 생산은 시멘트 및 콘크리트 생산에서 가장 탄소 집약적인 단계다. 클링커화 및 석회석 소성의 자연 화학 반응을 통해 가마가 섭씨 1450도에 도달할 수 있도록 연료를 연소하는 과정에서 총 탄소 배출량의 88%를 차지하고 있다.

새로운 기후 기술에 대한 세계 최대 민간 부문 퍼스트무버연합(FMC)은 탄소 제로에 가까운 시멘트 및 콘크리트 공급업체를 수요 업체와 연결하고 심층적인 탈탄소화 기술의 실현과 확장을 위해 지난 1월 퍼스트 서플라이어스 허브(FSH)를 출범시켰다. 시멘트와 콘크리트 부문에서는 현재 30개 이상의 탄소 저감 프로젝트가 진행되고 있으며, 계속 추가될 예정이다.

일부 기업은 시멘트 및 콘크리트 생산을 공정, 화학 및 원료 모두에서 전면 재창조하고 있다. 일부 솔루션에서는 마이너스 탄소의 가능성도 보인다. 시멘트 및 콘크리트 산업의 미래를 오염원에서 기후 솔루션으로 전환하는 것이 기대되는 대목이다.

FSH에 들어간 첫 사례는 미국 네바다에 있는 브라임스톤 파일럿 공장이다. 이 공장은 무탄소 규산염 암석에서 일반 포틀랜드 시멘트와 시멘트에 필요한 클링커 양을 줄이는 보조 시멘트 재료를 생성하는 기술이 포함되어 있다. 규산염 암석은 또한 탄소와 결합하여 대기에서 탄소를 영구적으로 제거하는 마그네슘 잔류물을 생성한다. 또 다른 사례는 서브라임이다. 서브라임은 대체 시멘트 생산 공정과 재료를 결합하는 프로젝트를 진행 중이다. 풍부한 비탄산염 암석과 산업용 공급원료를 물과 혼합하면 경화되는 수경 시멘트로 전환하는 전기화학 공정을 사용한다. 회사는 재생 가능 에너지 및 비탄산염 공급원료와 함께 전해조를 사용하여 배출을 줄이는 대체 공정 기술을 사용한다.

두 회사 외에 카본빌트, 치멘트 및 포테라는 탈탄소 시멘트&콘코리트 연합의 창립사로 배출량 감소를 위한 혁신에 나서고 있다. 카본빌트는 시멘트 교체 및 탄소 활용을 통해 콘크리트 생산의 탈탄소화를 보여준다. 이 공정은 기존 시멘트를 포집된 탄소와 화학적으로 반응해 콘크리트를 강화하고, 탄소를 영구적으로 저장하는 저탄소 칼슘이 풍부한 대체 바인더로 대체한다. 이 공정은 콘크리트의 탄소 배출량을 70% 이상 줄인다. 이미 미국에서 상용화됐다.

포테라의 프로젝트는 기존 연료를 사용하면서 탄소를 70% 줄인 새로운 시멘트를 생산하는 것이다. 나아가 도시 폐기물 및 바이오매스를 동력으로 사용하면 배출량을 훨씬 더 낮춘다. 또한 이 공정은 처리 온도가 낮아 전기 가마를 보다 효율적으로 사용할 수 있게 해주고, 녹색 에너지와 결합하면 탄소 중립 시멘트로 가는 길을 열어준다. 치멘트의 솔루션은 석탄 연소 가마 대신 재생 가능한 전기를 사용하는 동시에 기존 시멘트 생산과 동일한 원자재를 사용한다. 이는 사용 에너지를 줄이고 기존 생산 방법보다 더 쉬운 탄소 포집 솔루션을 가능하게 한다.

시멘트 생산에 재활용 재료를 쓰는 것은 여러 공급업체가 달성하고자 하는 목표다. 노르웨이 회사인 세이프록은 탄소 배출을 낮추는 대체 시멘트 화학 프로젝트를 진행한다. 이 제품은 전통 방법 대신 광산 찌꺼기, 골재 및 활성화제를 사용하여 지속 가능한 콘크리트를 만들어 콘크리트 관련 탄소 배출과 광산업의 폐기물 축적을 줄인다. 세이프록의 콘크리트는 업계 평균에 비해 탄소 배출을 80% 이상 감축한다. 에코셈은 유럽의 건축자재 공급업체로서 ACT라는 기술을 사용한다. 이 기술은 시멘트와 콘크리트에서 클링커와 시멘트 보충 재료를 효율적으로 사용해 탄소 배출량을 70% 줄인다.

CCUS(탄소 포집, 활용 및 저장) 기술을 사용하면 클링커 생산에서 탄소를 포집, 대기 중 탄소 배출을 줄이는 데 도움이 된다. 여러 산업에서 활용할 수 있어 생산 공정의 선순환에 기여한다. CCUS는 2050년까지 탄소 감축의 36%를 기여할 것으로 추산한다.

시멘트 보충 재료(SCM)는 클링커의 소모량을 줄이기 때문에 순제로를 향한 여정에 중요하다. 발전하는 산업 가치 사슬로 인해 향후 몇 년 동안 화석 기반 SCM 가용성은 감소한다. 따라서 대체 SCM이 더욱 중요해진다. 클링커-바인더 비율을 현재 세계 평균인 0.63에서 0.52로 줄이면 2050년에 사용되는 SCM의 양이 26% 증가하고 누적 배출량을 최대 18%까지 줄일 수 있을 것으로 추정된다. 초저탄소 시멘트와 콘크리트는 대기 중 탄소 흡수원의 한 형태인 재탄화라는 콘크리트의 자연적 특성으로 인해 마이너스 탄소화 가능성도 있다.