떠오르는 에코 테크놀로지 현황과 과제

 

보고일자 : 2007.4.23 .

이정선 워싱턴무역관

jeongsunny@kotra.or.kr

 

 

□ 온실가스 문제 해결에 대한 관심이 고조됨에 따라 에코 테크놀로지 개발과 상용화에 대한 미국 내 민관학 노력이 가시화

 

 ○ 이와 같은 노력은 석탄 등의 연료원을 그대로 사용시, 이산화탄소 등을 포착할 수 있는 필터 기술, 청정연소 대체연료, 나노입자를 활용한 저가 유해 폐기물 처리방법을 개발하는 것으로 압축 가능

 

  - 대형 전력 회사들은 향후에도 석탄이 미국의 제 1연료원으로 남아있기를 바라는 가운데 지구온난화 및 석탄 연소시 파생되는 해로운 부산물 문제를 해결하기 위한 방법으로 냉각 암모니아 처리방식(Chilled Ammonia Process), 저온증류(low temperature distillation), 가스 분리 막(gas separation membranes) 및 기타 배출가스로부터 이산화탄소를 분리하기 위한 무기화(mineralization) 기술 등을 연구

 

  - 비개조 자동차나 트럭에 사용가능하고 다채로운 에너지 믹스가 가능하도록 하는 청정연소 대체연료 개발도 현재 활발히 추진 중인 바, 바이오부탄올(biobutanol)은 대표적인 개발 제품으로 에탄올에 비해 성능이 뛰어나고 고농축 형태로 가솔린과 혼합이 가능하며 기존의 파이프라인 사용이 가능한 것이 가장 큰 장점으로 부각되고 있음.

 

  - 수질보전(water conservation) 분야에서는 Fortune 500 기업뿐 만 아니라 개도국 정부도 염과 기타 불순물을 물에서 제거하는 기술개발에 열을 올리고 있는데, 역삼투(RO; reverse osmosis) 펌프와 특별히 설계된 막 기법은 미국 서부 일부지역과 서아시아 일대의 가뭄을 경감시키는데 일조할 수 있을 것으로 평가

 

  - 수중이나 매립지, 산업용 용매나 여타 오염원 등에 의해 더러워진 지하수 내 납, 비소 및 여타 불순물을 중화시키기 위해 철 및 기타 금속으로 구성된 나노입자 기술에 정부 및 업계가 촉각을 곤두세우고 있음. 연방정부는 나노테크놀로지 개발을 위해 연간 14억달러 가량을 지출하고 있는 것으로 알려짐.

 

 ○ 그러나 상기 기술 사용시 부산물로써 야기가 가능한 위험에 대해서는 현재까지 알려진 바가 없어 환경단체와 미국환경청은 이에 대한 좀 더 과학적인 연구가 필요하다고 주장하고 있음.

 

  - 정책 입안자들은 연구결과를 분석함으로써 가장 위험이 적고 효과가 다대한 기술을 선별해 세금 혜택이나 보조금 지급을 통해 이 기술 사용을 장려할 것으로 전망

 

  -  하단의 4가지 기술은 현재 미국서 가장 각광받으며 개발이 추진 중인 것임.

 

□ 떠오르는 4가지 에코 테크놀로지 현황과 해결과제

 

 ○ 바이오부탄올

 

  - 필요성 : 화석 연료에 대한 미국의 의존도를 줄이는 한편, 에탄올의 단점을 최소화 혹은 제거

 

  - 적용분야 : 바이오부탄올은 에탄올과 유사한 바이오연료이나 가솔린과 쉽게 혼합이 가능하고, 기존의 파이프라인을 통해 직공급이 가능. 에탄올과 비교시 30% 가량 에너지 효율적이며, 물과 접촉시 덜 불안정함.

 

  - 생성원리 : 에탄올이 생성방식과 마찬가지로 설탕과 녹말을 분해하는 발효과정을 통해 식물로부터 만들어짐.

 

  - 해결과제 : 에탄올과 마찬가지로 곡물이나 식품가격의 상승을 유발할 수 있으며, 식용 vs. 연료용 작물경작정책 사이에 긴장감 형성 가능. 현재 가솔린뿐 만 아니라 에탄올보다도 생산비용이 높아 가격 경쟁력 확보가 급선무

 

 ○ 나노테크놀로지

 

  - 필요성 : 독특한 물리적 특성을 지닌 미세 설계입자를 통해 더 효율적이고 저렴한 환경정화 가능

 

  - 적용분야 : 수질 여과, 매립지 및 지하수 내 유기용매 중화, 엔진성능 향상에 사용

 

  - 작동원리 : 나노입자는 유해물질이나 중금속을 비활성화시키는 화학작용을 유발하면서 닿기 어려운 곳에 널리 사용이 가능. 엔진 연소기능을 강화시킬 수 있는 연료첨가제나 태양력 혹은 풍력원 사용 시 배전기능을 증강시키는데 활용

 

  - 해결과제 : 공기, 토양 혹은 수중에 나노 입자가 존재하는 것이 실질적으로 인체에 심각한 해를 끼친다거나 해당 생태계를 위협하는지 여부가 과학적으로 증명된 바 없음. 섭취되거나 호흡기를 통해 인체로 흡수된 나노물질은 인체 내 축적 및 세포막 투과가 가능하며, 바람직하지 않은 화학물질로 분해될 가능성을 배제할 수 없음.

 

 ○ 탄소 포획

 

  - 필요성 : 석탄을 사용하는 화력발전소로부터 배출되는 이산화탄소를 포함한 온실가스가 지구 온난화 초래

 

  - 적용분야 : 탄소 포획 및 격리(carbon capture and sequestration) 방법은 여타 굴뚝 연기로부터 이산화탄소만을 분리하기 위한 화학처리과정에 사용됨. 추출된 이산화탄소는 지하 보관소로 옮겨지거나 산업용 처리시설에서 사용

 

  - 작동원리 : 굴뚝 연기를 냉각시킨 후 암모니아 복합물 사용을 통해 이산화탄소만을 분리시키는 기술을 비롯한 다양한 기술이 개발 중에 있는데, 발전소에 설치된 장비는 현재 이산화황을 줄이기 위해 사용 중인 "scrubbers"와 유사

 

  - 해결과제 : 전력생산에 널리 사용되는데 비용이 너무 높은 편임.

 

 ○ 탈염(desalination)

 

  - 필요성 : 전 세계 많은 지역에서 가뭄이 큰 문제로 대두되고 있는 가운데 신선한 물에 대한 필요성이 기하급수적으로 증가

 

  - 적용분야 : 비용 절감이 가능한 탈염기술(해양이나 소금기 있는 지하수로부터 염 제거)이 신규로 개발됨에 따라 관심 증폭

 

  - 작동원리 : 역삼투(RO; Reverse Osmosis)를 이용, 바닷물은 높은 압력 하에 고밀도 막을 통과하게 되는데, 물분자는 막 통과가 가능하지만 염, 침전물과 무기질은 막을 통과하지 못한 채 갇히게 됨. 잔여물은 염수로 재방출

 

  - 해결과제 : 신기술 사용시 이전보다 비용 절감이 가능하지만, 환경론자들은 물 공급 부족에 대한 저급 기술에 비해서는 여전히 비용이 높을 뿐만 아니라 탈염시설이 전기를 사용하고 있어 궁극적으로 자원을 소모한다고 비판

 

 

 자료원 : CQ Weekly (2007.4.23)