이산화탄소가 나프타로? 진짜 이게 된다고요?
공장 굴뚝에서 나오는 이산화탄소로 휘발유랑 나프타를 만든다니, 처음 들으면 좀 황당하잖아요. 근데 이게 진짜 됩니다. 그것도 우리나라 연구팀이 해냈어요.
한국화학연구원 김정랑 박사 연구팀이 GS건설, 한화토탈에너지스와 손잡고 이산화탄소에서 직접 액체 연료를 뽑아내는 기술을 개발했거든요. 솔직히 저도 이 소식 처음 접했을 때 "에이, 실험실 수준이겠지" 했는데요.
하루 50kg 규모의 파일럿 플랜트까지 구축했다고 하니까, 이건 그냥 논문 속 이야기가 아니더라고요. 실제로 돌아가는 설비를 만들어낸 거예요.
800도에서 300도로, 핵심은 촉매 기술
기존에도 이산화탄소를 연료로 바꾸는 연구는 있었어요. 근데 문제가 뭐였냐면, 이산화탄소를 먼저 일산화탄소로 바꾸고, 그걸 다시 탄화수소로 바꾸는 2단계 공정이 필요했거든요.
이 과정에서 온도가 800도 이상까지 올라가야 해서 에너지가 어마어마하게 들었어요. 말 그대로 배보다 배꼽이 더 큰 상황이었죠.
이번 기술의 핵심은 중간 단계 없이 이산화탄소와 수소를 한 번에 반응시키는 촉매를 개발한 것입니다. 반응 온도를 약 270~330도로 낮추고, 압력도 10~30bar 수준으로 줄였어요.
온도를 절반 이하로 낮췄다는 건 에너지 비용이 확 줄어든다는 뜻이에요. 상용화 가능성이 훨씬 높아진 거죠. 현재 수율도 약 50%까지 올렸다고 하니, 기술 완성도가 꽤 높은 편이에요.
나프타가 뭐길래 이렇게 중요할까
나프타라는 이름이 좀 생소하신 분들도 있을 텐데요. 쉽게 말하면 석유를 정제할 때 나오는 물질인데, 플라스틱·합성섬유·페인트 같은 석유화학 제품의 기초 원료예요.
우리나라는 나프타를 거의 전량 수입에 의존하고 있거든요. 국제 유가가 출렁일 때마다 석유화학 업계가 직격탄을 맞는 이유가 바로 이겁니다.
그런데 이산화탄소로 나프타를 만들 수 있다면? 원료 수급 문제도 해결하고, 탄소 배출도 줄이는 일석이조인 셈이에요.
2030년대 상용화, 과연 현실이 될까
연구팀은 2022년에 하루 5kg 생산으로 시작해서, 올해 하루 50kg까지 규모를 키웠어요. 10배나 늘어난 거죠. 다음 목표는 연간 10만 톤 이상 생산이 가능한 공정을 설계하는 거라고 합니다.
글로벌 합성연료 시장이 2030년까지 약 706억 달러 규모로 성장할 거라는 전망도 나오고 있어서, 타이밍도 딱 맞는 느낌이에요.
PtL(Power-to-Liquids) 기술이라고 하는데, 재생에너지로 만든 전기와 물로 수소를 생산하고, 여기에 포집한 이산화탄소를 결합해 액체 연료를 만드는 방식이에요.
솔직히 2030년대 초반 상용화라는 목표가 야심 차긴 하지만, 파일럿 플랜트까지 성공한 걸 보면 불가능한 이야기는 아닌 것 같아요. 이런 기술이 실제로 돌아가는 날이 오면, 우리가 탄소를 바라보는 시선 자체가 달라지지 않을까요.