[충남도] ‘이산화탄소 잡아 연료로 바꾸는 시대’ 연다...'그린올 실증' 본격 돌입, '탄소중립 · 지역산업 체질 전환' 시동

[한국지방정부신문=김기문 기자] 충남도(도지사 김태흠)가 "탄소 문제를 원료로 바꾼다"라는 선언을 실증하는 자리를 마련해, 서해안권을 탄소중립 산업 중심지로 탈바꿈시키는 기폭제로 삼을 전망이다.

도는 국내에서 배출되는 화력발전·산업 CO₂를 잡아 연료·화학원료로 바꾸는 ‘그린올(Green-ol)’ 신에너지 기술의 대형 실증을 본격화하면서, 단순 연구 수준을 넘어 지역 경제와 산업구조를 바꿀 수 있는 실증적 근거를 제시했다.

충남도는 8일 한국중부발전 보령발전본부에서 열린 시연회에서 도비 20억 원을 투입해 보령화력 부지에 구축된 그린올 실증 플랫폼이 지난 9월 1일부터 가동에 들어갔다.

이 플랫폼은 하루 약 300kg의 포집 CO₂를 전기화학적 반응에 투입해 약 200kg의 일산화탄소(CO)를 생산하고 있다.

충남의 그린올 실증은 ‘이론과 소규모 실험’에서 ‘운영 데이터 기반의 대형 실증’ 단계로 진입했다는 점에서 의미가 크다.

충남은 이번 실증을 발판 삼아 CCU 메가프로젝트를 추진함으로써 ‘탄소 문제를 산업의 기회로 바꾸는’ 실질적 전환의 길에 들어섰다. 

이 실증을 통해 얻을 운영 데이터는 충남이 추진 중인 CCU(탄소 포집·활용) 메가프로젝트 예비타당성 검증에서도 중요한 근거가 될 것으로 기대된다.

그린올은 KIST(한국과학기술연구원)가 개발한 원천 기술을 바탕으로 전기·물·미생물 등 복합적 전환 공정을 통해 CO₂를 그린 에탄올·메탄올·플라스틱 원료 및 지속가능항공유(eSAF)로 바꾸는 CCU(탄소 포집·활용) 기술이다.

이번 보령 실증에서는 중부발전의 화력발전소 포집설비에서 공급되는 CO₂를 LG화학이 구축한 대용량 실증 플랫폼으로 받아 전기화학적 반응을 통해 CO를 생산하고, 이후 바이오 공정을 통해 헥산올(hexanol) 등 항공유 전구물질로 전환하는 전체 흐름을 검증하는 형태로 운영되고 있다.

실증의 핵심은 ‘전력 투입원’의 성격이다. 투입 전력을 재생에너지로 전환할 경우(예: 태양광·풍력 등), 전 과정에서 탄소 배출 없이 화학제품을 생산하는 ‘무탄소 공급망’ 구현이 가능해진다. 이 때문에 그린올은 탄소중립 전환의 실무적 수단으로 평가받고 있다. 

학계·산업계의 종합적 평가를 보면, 전기화학적 CO₂ 환원(또는 전환)은 ‘제품 선택성(product selectivity)·에너지 효율·촉매·장기 안정성’ 같은 핵심 기술 변수를 아직 해결해야 하는 과제로 안고 있으나, 성공적으로 상용화될 경우 화학·에너지 산업 전반의 공급망을 재편할 잠재력이 크다.

국제 학술 검토들은 전기화학적 CO₂ 전환에서 에너지 효율과 전해셀의 장시간 안정성 확보가 상업화의 관건이며, 공정 단가를 낮추려면 전력 비용과 재생에너지 확보 전략이 필수적이라고 지적한다.

또한 전환 산물(CO, 메탄올, C2+ 알코올류)을 안전하고 경제적으로 후처리(미생물 발효를 통한 헥산올 전환)하는 공정 통합 설계가 필요하다고 권고한다.

이런 기술적 권고는 그린올 실증이 ‘운영 데이터(운전전압·전류밀도·페러데이효율·촉매 수명 등)’를 확보해 기술·경제성 평가(TEA)와 생애주기 배출 산정(LCA)을 진행하는 데 결정적 자료를 제공할 것임을 시사한다.

충남은 국내 석탄화력발전소의 다수가 위치한 지역으로, 동시에 석유화학·정유·항공 소재 수요와 숙련된 산업 인프라가 집중된 곳이다.

이번 그린올 실증이 상용화되면 △국내 메탄올·알코올류 수입 의존도 완화 △석유화학 원료의 친환경 대체 △eSAF 등 고부가가치 연료시장 선점 △지역 일자리 창출 및 산업생태계 전환 등의 파급효과가 기대된다.

충남도가 ‘탄소중립경제특별도’ 전략 아래 CCU 메가프로젝트를 추진 중이며, 보령화력 외에 서산 한화토탈 에너지스 등도 부지 공모를 통과해 예비 후보지로 선정되는 등(도내 2곳) 실제 사업 확장 가능성이 구체화되고 있다.

이 프로젝트는 단순한 기술 데모가 아니라 ‘지역 산업구조 전환’의 실증적 시작점이라는 점에서 정책적·경제적 의미가 크다.

국제에너지기구(IEA)는 CCUS(탄소 포집·활용·저장)가 온실가스 감축 경로에서 중요한 역할을 하며, 특정 시나리오에서는 2070년까지 전세계 에너지 분야의 누적 감축량에서 대략 15% 가량을 CCUS가 담당할 수 있다고 분석했다.

즉, CCU 기술은 전지구적 감축 포트폴리오의 한 축으로 인정받고 있으며, 각국의 정책·규제·인센티브 설계가 뒷받침될 때 상업화 속도가 빨라질 수 있다.

충남의 이번 실증은 국내에서 그러한 국제적 흐름을 기술·사업 측면에서 뒷받침하는 첫 사례라는 점에서 국제적 문맥에서도 의미가 있다.

실증 성공을 지역 경제 성과로 연결하려면 충남과 중앙정부, 민간(연구·화학·전력) 간 ‘공급망 설계·재생에너지 확보·인증체계(탄소저감·제품 배출량 검증)’를 함께 마련해야 한다.

또한 CCU 제품의 탄소감축량을 투명하게 평가할 수 있는 인증체계(CCU 제품의 LCA 기준과 제품별 배출계수)가 조속히 마련되어야 시장 진입 장벽을 낮추고 투자를 촉진할 수 있다.

최근 정부의 기후·환경 R&D 투자 확대와 CCU 관련 국제 협력 과제(예: 수전해·eSAF 연계 연구)는 이러한 생태계 구축에 우호적인 환경을 제공하고 있다.