CO2 활용의 트렌드와 혁신

이산화탄소(CO2)는 지구 온난화의 가장 중요한 원인 중 하나이며 대기 중 농도를 줄이는 것은 기후 변화를 완화하는 데 필수적입니다.

CO2 활용은 기후 변화를 해결하고 지속 가능성을 촉진하기 위한 중요한 기술로 부상하고 있습니다. 이산화탄소를 가치 있는 제품으로 전환함으로써 CO2 활용은 온실 가스 배출량을 줄이는 동시에 경제적 및 환경적 이점을 창출하는 데 도움이 될 수 있습니다.  

이 기사에서는 CO2 활용의 최신 동향과 혁신에 대해 살펴보겠습니다. 

탄소 포집이란 무엇입니까?

탄소 포집은 환경 및 기후 변화에 미치는 영향을 완화하기 위해 주로 산업 및 에너지 관련 활동과 같은 다양한 출처에서 배출되는 CO2를 포집하고 저장하는 과정을 말합니다. 온실 가스 배출을 줄이고 지구 온난화를 방지하기 위한 혁신적인 기술입니다.

이 프로세스에는 일반적으로 캡처, 운송 및 보관의 세 가지 주요 단계가 포함됩니다. 포집 단계에서 CO2는 발전소, 공장 또는 기타 배출원의 배기 가스에서 분리됩니다. 배출원에 따라 연소 전 포집, 연소 후 포집 및 산소 연료 연소를 포함하여 다양한 기술이 사용됩니다.

탄소 저장이란 무엇입니까?

탄소 격리라고도 알려진 탄소 저장은 대기로 방출되는 것을 방지하기 위해 CO2 또는 기타 온실 가스를 장기간 저장하는 것을 말합니다. 지구 온난화에 기여하는 온실 가스의 농도를 줄여 기후 변화를 완화하는 중요한 전략입니다.

탄소 포집 및 저장(CCS)  

가장 유망한 것 중 하나 동향 CO2 활용률은 탄소 포집 및 저장 (CCS). 이 프로세스에는 산업 공정에서 배출되는 CO2를 포집하여 지하 또는 기타 안전한 위치에 저장하는 작업이 포함됩니다. CCS는 온실가스 배출량을 크게 줄이는 동시에 새로운 경제적 기회를 창출할 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다.  

이 기술은 현재 발전소 및 기타 대형 산업 시설에서 사용되고 있습니다. 포집된 CO2는 압축되어 수년 동안 안전하고 확실하게 보관할 수 있는 보관 위치로 운반됩니다. CCS 기술의 성공은 효율적이고 비용 효율적인 캡처, 운송 및 저장 솔루션의 개발에 달려 있습니다. 

위의 그래프는 CCS에서 연구 주제의 현재 상태를 보여줍니다. 각 노드의 크기는 해당 연구 주제의 인기도를 반영합니다. 표시된 바와 같이, 바이오 에너지, 에너지 저장 및 증기 개질은 CCS 연구 환경에서 초점으로 등장했습니다.

CO2 변환 기술  

CO2 활용의 또 다른 새로운 추세는 CO2 전환 기술의 개발입니다. 이러한 기술은 CO2를 연료, 화학 물질 및 건축 자재와 같은 가치 있는 제품으로 변환합니다.

재료 과학, 화학 및 엔지니어링의 발전으로 CO2 변환 기술은 점점 더 효율적이고 비용 효율적이 되고 있습니다. 가장 유망한 CO2 변환 기술 중 일부는 다음과 같습니다. 

• 탄소 포집 및 활용 (CCU) – 이 프로세스에는 포집된 CO2를 연료, 화학 물질 및 건축 자재와 같은 가치 있는 제품으로 변환하는 작업이 포함됩니다. CCU는 온실가스 배출을 줄이고 경제적 이익을 창출할 수 있는 유망한 기술입니다. 
• 전기화학적 환원 – 이 기술은 전기를 사용하여 CO2를 에틸렌 및 메탄올과 같은 화학 물질로 환원합니다. 

위의 매트릭스 열 지도는 해마다 기술 효과 레이아웃의 추세를 시각화하는 데 유용한 도구입니다. 색상 블록이 어두울수록 레이아웃이 더 중요합니다. 이 그래프에서 알 수 있듯이 "저비용"과 관련된 특허 출원은 2018년부터 2022년까지 일관된 초점 영역이었습니다. 또한 서비스 수명 연장 및 안정성 향상도 핵심 초점입니다.

특허 공개가 지연될 수 있다는 점은 주목할 가치가 있습니다. 이는 거의 2-3년 전의 특허 출원 분포가 현재 관찰되고 있는 것보다 낮을 수 있음을 의미합니다. 그럼에도 불구하고 열 지도는 특허 출원 분야 내에서 진행 중인 추세와 중점 영역에 대한 귀중한 통찰력을 제공합니다.

• 생물학적 전환 – 이 기술은 미생물을 사용하여 CO2를 바이오 연료, 바이오 플라스틱 및 기타 가치 있는 제품으로 전환하는 것과 관련이 있습니다. 

생명 공학 및 CO2 활용  

생명 공학은 또한 CO2 활용에 중요한 역할을 합니다. 미생물의 도움으로 생명 공학은 CO2를 바이오 연료 및 바이오 플라스틱과 같은 가치 있는 제품으로 전환할 수 있습니다.

생명 공학은 빠르게 발전하는 분야이며 유전 공학 및 합성 생물학의 새로운 돌파구는 CO2 활용을 위한 새로운 기회를 열어주고 있습니다. 가장 유망한 생명공학 기반 CO2 활용 기술은 다음과 같습니다. 

• 조류 기반 바이오 연료 – 이 기술은 조류를 사용하여 CO2를 에탄올 및 바이오디젤과 같은 바이오연료로 전환합니다. 

• 바이오 플라스틱 – 이 기술은 미생물을 사용하여 CO2를 기존의 석유 기반 플라스틱을 대체할 수 있는 생분해성 플라스틱으로 전환하는 것을 포함합니다.
• 미생물 연료 전지 – 이 기술은 미생물을 사용하여 CO2를 전기로 변환하는 것과 관련이 있습니다.  

정책 및 규제 프레임워크  

CO2 활용의 잠재력을 완전히 실현하려면 지원 정책 및 규제 프레임워크를 마련하는 것이 필수적입니다. 전 세계 정부는 CO2 활용의 중요성을 인식하고 개발 및 배치를 지원하기 위한 정책과 인센티브를 도입하고 있습니다.

R&D 전문가는 이러한 정책을 수립하고 지속 가능성과 혁신을 촉진하는 데 중요한 역할을 할 수 있습니다. CO2 활용의 성공 여부는 이 중요한 영역에 대한 혁신과 투자를 장려하는 지원 정책 프레임워크에 달려 있습니다.