SK에코플랜트, 폐기물 태울 때 나오는 이산화탄소 자원화 연구 착수

SK에코플랜트는 지난 21일 서울 종로구 수송동 본사에서 고려대학교 산학협력단 심상준 교수 연구팀과 함께 ‘환경에너지사업소(폐기물 소각시설) 배기가스의 생물전환 CCU(Carbon Capture Utilization, 탄소 포집 및 활용) 공동기술개발’을 위한 업무협약(MOU)을 체결했다고 24일 밝혔다. 이날 협약식에는 김병권 SK에코플랜트 에코랩센터 대표와 조석주 고려대 산학협력단 단장, 심상준 고려대 화공생명공학과 교수 등 양측 관계자들이 참석했다.

이번 협약을 통해 SK에코플랜트와 고려대학교 심상준 교수 연구팀은 소각시설에서 폐기물을태우는 과정에서 배출되는 이산화탄소로 미세조류를 배양한 뒤, 가공을 통해 플라스틱 대체 원료 등으로 활용하는 기술을 공동 개발하기로 했다. SK에코플랜트는 산하 소각시설을 활용해 CCU 기술을 검증하기 위한 파일럿 설비를 구축, 실증 연구를 진행할 예정이다.

미세조류는 플랑크톤 같이 눈에 보이지 않는 단세포 미생물로 빛과 이산화탄소를 먹이 삼아 생장한다. 자기 몸무게의 2배 정도의 이산화탄소를 흡수해 광합성을 하고, 산소와 포도당을 생산해낸다. 미세조류는 성장에 필요한 에너지가 남으면 포도당을 지방으로 전환해 저장하는데, 이 지방의 분자구조가 석유와 비슷해 자원으로 활용이 가능하다.

연구팀은 국내 최초로 폐기물을 처리하는 소각시설에 미세조류 광배양기술을 적용, 그동안 저감하는데 초점이 맞춰졌던 이산화탄소를 새로운 자원으로 활용한다는 방침이다. 향후 실증을 통해 미세조류를 활용한 CCU 기술의 경제성 등이 확보될 경우에는 국내외 소각시설에 확대 적용하는 방안도 검토 중이다.

이 기술의 경쟁력은 배양기술을 최적화하고 균주를 개발해 미세조류 생산량을 극대화 시키는 데 있다. 미세조류 생장에 필요한 배양기 제작 비용을 낮추는 것도 중요하다. 심 교수 연구팀은 세계적인 수준의 미세조류 광배양 기술을 보유한 것으로 알려져 있다. 실제로 화력발전소에서 배출되는 배기가스에 포함된 이산화탄소로 미세조류 균주를 성공적으로 배양하고, 여기서 나오는 부산물을 플라스틱 대체재로 활용하는 실증연구를 성공적으로 진행 중이다.

SK에코플랜트는 이산화탄소를 흡수한 미세조류를 건조해 식물체 바이오매스를 20% 이상 함유하는 바이오 베이스 플라스틱((Bio-based plastics)의 원료로 사용하는 방안도 검토 중이다. 미국 등 해외에선 푹신한 운동화 밑창이나 각종 포장재, 비닐 등에 활용되는 EVA(Ethylene-Vinyl Acetate copolymer) 소재에 미세조류를 혼입한 제품이 이미 출시돼 있다. 미세조류로 대체되는 만큼 화석연료 사용을 줄이는 효과도 기대된다.

SK에코플랜트는 인공지능(AI), 디지털전환(DT) 등 혁신기술을 통해 환경사업을 고도화 하는 노력을 지속하고 있다. 소각시설의 경우 폐기물을 태우고 남는 열을 활용해 전기나 증기를 만들어 공급하는 것은 물론, AI 솔루션을 도입해 오염물질을 줄이고 소각 후 남는 소각재를 단순 매립하는 대신 보도블록 등 건설재료로 재활용하는 연구개발도 진행 중이다. 추가로 폐기물 연소과정에서 발생하는 이산화탄소까지 재활용함으로써 소각시설을 순환경제의 작은 모델로 만들어 나간다는 청사진이다.

김병권 SK에코플랜트 에코랩센터 대표는 “자연에서 공급되는 태양광 에너지와 감축이 필요한 이산화탄소만으로 유용한 자원을 만드는 것이 이번 연구의 의의”라며 “SK에코플랜트는 혁신기술을 통해 환경사업을 고도화하고, 순환경제를 선도하기 위한 노력을 지속할 것”이라고 밝혔다.