시멘트는 도시와 인프라를 건설하고 현대 생활을 뒷받침하는 인류 발전의 초석이 되어 왔습니다. 하지만 이 놀라운 공학적 경이로움에는 대가가 따릅니다. 2023년 네이처지의 조사에 따르면 시멘트 산업은 에너지 집약적인 생산 공정과 화학물질 배출로 인해 전 세계 온실가스 배출량의 최대 8%를 차지하고 있는 것으로 나타났습니다.
하지만 이 산업을 주요 오염원에서 기후 변화 해결의 중요한 부분으로 전환할 수 있다면 어떨까요? 탄소 발자국을 줄일 뿐만 아니라 건축 자재 내의 이산화탄소(CO2)를 적극적으로 저장하도록 설계된 혁신적인 해결책인 탄소 저감 건축 자재의 잠재력이 바로 그것입니다.
페블(Paebbl’s)의 광물화 가속화와 카본큐어(CarbonCure’s)의 이산화탄소 주입과 같은 발전은 기후 변화와의 싸움에서 시멘트 산업의 역할을 재정의할 수 있는 방식으로 시멘트 산업을 변화시키고 있습니다.
시멘트가 탄소 집약적인 이유
시멘트의 탄소 발자국 이해
시멘트 제조 공정은 두 가지 주요 이유로 인해 가장 탄소 집약적인 산업 활동 중 하나입니다.
고온 가마: 시멘트 가마는 일반적으로 석탄이나 천연가스를 연료로 사용하여 1,400°C 이상의 온도에 도달해야 하며, 이 과정에서 엄청난 양의 CO2를 배출합니다.
화학 반응: 시멘트의 주원료인 클링커를 제조하는 과정에서 석회석은 소성 과정에서 부산물로 CO2를 방출합니다.
이러한 요인을 종합하면 시멘트 생산은 전 세계 탄소 배출량의 많은 부분을 차지하며, 탄소 배출량 측면에서 국가 전체와 비슷한 규모입니다.
탄소 저감 건축 자재
시멘트 업계의 혁신가들은 탄소 배출량을 줄일 뿐만 아니라 시멘트를 탄소 흡수원으로 전환하는 기술을 연구하고 있습니다. 다음은 건설의 미래를 바꿀 두 가지 획기적인 해결책입니다.
페블의 가속 광물화 기술
네덜란드에 본사를 둔 페블은 시멘트에 대한 생각을 바꾸는 데 전념하고 있습니다. 이 공정은 페블의 가속 광물화 기술을 사용하여 대기 중 이산화탄소를 포집하고 이를 올리빈 암석과 결합하여 탄소 음성 물질을 생성합니다.
작동 원리: 이 공정은 암석이 이산화탄소를 격리하는 자연적인 능력을 모방한 것으로, 일반적으로 수 세기가 걸리는 작업을 한 시간 이내에 완료할 수 있습니다. 결과물은 산업용 필러 또는 콘크리트 재료로 사용할 수 있습니다.
환경 영향: 공동 CEO인 안드레아스 살리에 따르면 페블의 해결책은 콘크리트의 탄소 발자국을 최대 70%까지 줄일 수 있다고 합니다. 또한 이 과정에서 열을 발생시켜 에너지로 사용할 수 있습니다.
해결책 확장: 로테르담의 파일럿 플랜트에서는 매일 200~300kg의 재료를 생산하고 있으며, 2030년까지 3개의 상용 플랜트로 확장할 계획입니다.
카본큐어의 이산화탄소 주입 기술
카본큐어는 포집한 이산화탄소를 새 콘크리트에 직접 주입하는 방식으로 다른 접근 방식을 취합니다. 이 프로세스는 이산화탄소를 영구적으로 결합하여 대기 중으로 재유입되는 것을 방지합니다.
작동 방식: 이산화탄소는 혼합 중에 콘크리트에 주입되어 광물화 과정을 거칩니다. 이를 통해 콘크리트의 강도를 높이고 탄소 발자국을 줄입니다.
입증된 결과: 카본큐어 기술을 사용하는 기업들은 콘크리트 배치당 배출량을 3%에서 5%까지 줄였다고 보고했습니다. 현재까지 카본큐어는 45만 톤의 이산화탄소가 대기 중으로 유입되는 것을 방지한 것으로 추정하고 있습니다.
탄소 저감 시멘트 확장의 도전 과제
이 기술은 가능성을 보여주지만, 이와 같은 해결책이 널리 채택되기 전에 해결해야 할 중요한 과제가 여전히 남아 있습니다.
1. 오래된 건축법규
기존 건축법은 기존 콘크리트를 우선시하는 경우가 많아 신소재가 승인받기 어렵습니다. 이러한 규정을 현대화하여 혁신적인 저탄소 대안을 구현하기 위한 노력이 진행 중입니다.
2. 높은 비용과 경제성
탄소 저감 기술을 개발하고 구현하는 데는 많은 비용이 듭니다. 페블과 카본큐어 같은 기업들은 탄소배출권 판매를 통해 탄소 저감 기술 구현에 대한 재정적 혜택을 제공함으로써 이 문제를 완화하고 있습니다.
3. 인식 및 채택
업계 이해관계자와 정부가 이러한 기술을 채택하도록 장려하기 위해서는 교육과 옹호가 필요합니다. 저탄소 자재에 20억 달러를 할당하는 미국 연방 정부의 청정 구매 계획과 같은 프로그램은 올바른 방향으로 나아가는 중요한 단계입니다.
탄소 저감 시멘트가 중요한 이유
대규모 기후 해결책
전 세계 건설 산업은 방대하며 시멘트를 탄소 저장 수단으로 사용하면 기후 변화에 극적인 영향을 미칠 수 있습니다. 페블의 살리는 “수십억 톤의 이산화탄소를 저장할 방법을 찾아야 합니다. 바로 건설 자재입니다.”라고 말합니다.
경제적 및 환경적 이점
이러한 기술을 채택하면 윈윈 시나리오가 만들어집니다.
– 배출량 감소는 전 세계 기후 목표에 기여합니다.
– 또한 기업은 배출권 시장과 지속 가능한 자재에 대한 수요 증가로 인해 경제적 이득을 얻을 수 있습니다.
글로벌 협업이 필수
광범위한 채택을 위해서는 정부, 연구자, 민간 기업 간의 협력이 필요합니다. 정책, 보조금, 대중 인식 캠페인은 이러한 전환을 가속하는 데 중요한 역할을 할 것입니다.
지속 가능한 건설 산업을 향해
시멘트 산업을 주요 탄소 배출자에서 기후 해결책의 원동력으로 전환하는 것은 시급하고 달성할 수 있는 과제입니다. 페블의 광물화 가속화와 카본큐어의 이산화탄소 주입과 같은 혁신은 더 친환경적인 미래로 나아가는 길을 열어주고 있습니다.
이러한 발전을 수용함으로써 건설 부문은 탄소 발자국을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 우리 시대의 가장 시급한 문제 중 하나인 기후 변화 문제 해결에도 기여할 수 있습니다. 지속 가능성을 향한 길은 멀지만 올바른 기술, 정책, 협업을 통해 탄소 배출을 줄이는 건설 산업을 달성할 수 있습니다.
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