화학생화학부 202511938 양나경

[양나경]

환경 문제 해결을 위한 화학 - CCU로 재탄생한 탄소 그리고 화학의 중요성

기후위기는 앞으로 우리가 계속 관심을 기울이며 해결해 나가야 할 문제이다. 이상 기후, 산불, 해수면 상승 등은 오늘날 우리의 삶을 실질적으로 위협하고 있다. 이러한 문제의 중심에는 이산화탄소가 있다. 산업화 이후 대기 중 이산화탄소 농도는 꾸준히 증가해 지구 평균 기온 상승에 한 축을 담당했다. 이를 해결하기 위해 화학을 이용한 기술들은 꾸준히 주목받고 있다. 그중에서도 탄소 포집 및 활용 즉 CCU는 파괴가 아닌 순환을 통해 문제를 해결하려는 지속 가능한 접근이다.

CCU는 CCS와 다르게 이산화탄소를 포집해 활용하는 기술을 일컫는다. 단순히 포집하고 저장하는 것이 아닌 더 나아가 포집한 탄소를 유용한 자원으로 바꿀 수 있다는 점에서 미래를 생각하는 기술이라고 판단된다. 이렇게 포집한 이산화탄소는 촉매반응이나 전기화학적 환원을 통해 메탄올, 우레아, 합성연료, 플라스틱 원료, 탄산염 시멘트 등 다양한 물질로 전환될 수 있다.

현재 CCU기술은 단순한 이론이 아닌, 실제 산업 현장에서 점차 사용되고 있다. 독일의 Covestro라는 기업은 이산화탄소를 이용한 폴리우레탄 생산 기술을 상용화했으며, 우리나라에서도 롯데케미칼은 이산화탄소를 활용한 에틸렌 카보네이트 생산을 추진 중이다. 세계 각국은 CCU기술을 중심으로 탄소경제 전환을 바탕으로 다양한 사업들을 추진하고 있으며 이는 단순한 환경 대응을 넘어 산업 경쟁력으로도 연결되고 있다.

물론 CCU에도 한계는 있다. 아직까지 공정의 에너지 효율이 낮고, 생산 단가가 기존 원료보다 비싸기 때문에 상용화를 위한 기술적 그리고 경제적 장벽이 존재한다. 무엇보다 이산화탄소를 다시 쓰기 위해선 고순도의 이산화탄소가 안정적으로 공급되어야 하고 이 과정 또한 에너지 소모가 심하다. 이러한 문제를 해결하기 위해서는 효율적인 촉매 개발, 반응 메커니즘에 대한 정밀한 이해 등 화학의 근본적인 부분의 세밀한 연구가 필요하다.

나는 CCU 기술의 발전, 즉 기후위기에 대응하기 위해서 화학의 근본적 연구 역량이 필요하다는 주장에 동의한다. CCU는 단순한 공정 기술이 아니라 분자 수준에서의 정밀한 이해 없이는 실현될 수 없는 기술이기 때문이다. 겉으로 보기에 산업 기술처럼 보일지라도, 그 기반에는 수많은 기초 화학 지식과 정밀한 실험이 축적되어 있다.