지속 가능한 탄소중립 시대를 위해, 단순한 에너지 전환만으로는 부족합니다. 산업 공정, 발전, 운송 등 일부 부문은 탄소 배출이 불가피하기 때문입니다. 이 공백을 메우기 위해 주목받는 기술이 바로 CCUS(Carbon Capture, Utilization and Storage)입니다. 2025년 현재 CCUS는 단순한 파일럿 기술을 넘어, 세계 각국에서 실질적인 상용화를 준비하고 있으며, 기업들도 미래 수익원으로 바라보고 있습니다. 본문에서는 저장 기술의 발전, 활용 사례, 각국 규제 체계 등을 중심으로 CCUS의 상용화 가능성과 과제를 심층 분석합니다.
1. 저장 기술: ‘지하에 저장한다’는 것의 의미
1.1 CCUS 중 Storage란 무엇인가?
CCUS에서 'S'는 탄소의 ‘영구적 제거’를 의미하는 핵심 요소입니다. 포집된 CO₂를 확실히 격리하는 저장 기술이 없으면 온실가스 감축으로 인정되지 않기 때문에 저장 기술의 안정성과 신뢰성은 상용화의 전제 조건이라 할 수 있습니다.
1.2 저장 방식별 구조 및 특징
- 지질 저장: 지하 800~3,000m의 염수층 또는 고갈 유전·가스전에 CO₂를 주입하여 격리. 전 세계 CCUS의 90% 이상이 이 방식 채택
- 광물 탄산화: 규산염 광물이나 산업 부산물과 반응해 CO₂를 고체화. 자연 고정화 효과는 크나 반응속도와 비용이 과제
- 해양 저장: 심해 주입 방식. 기술은 가능하나 해양 생태계 리스크로 대부분 규제 강화 중
1.3 저장 기술의 신뢰성과 한계
- 장점: 수백~수천 년 영구 저장 가능, 유전 개발 경험 활용 가능
- 단점: 초기 비용 높고, 지진·누출 우려, 사후 모니터링 필요
2. 활용 분야: 포집된 CO₂의 ‘가치화’를 향한 도전
2.1 왜 CCUS가 아닌 CCU로도 불리는가?
‘U’는 Utilization, 즉 포집된 CO₂를 자원으로 활용하는 개념입니다. CCUS는 저장 중심이지만, CCU는 탄소의 경제적 가치를 높이려는 전략으로, 소재화·연료화 등 다양한 시도가 이뤄지고 있습니다.
2.2 주요 활용 방식과 사례
- 건축 자재: CO₂를 활용한 콘크리트 강화. CarbonCure, SK에코플랜트 등
- 합성연료: CO₂ + 수소 → 메탄올, SAF 등. 유럽 항공사 중심 채택 증가
- 화학 원료: 요소, 플라스틱, 폴리우레탄. 다우케미컬 등 글로벌 진출
- 식음료/냉매: 탄산, 드라이아이스 등. 이미 상용화되었으나 소규모
2.3 경제성 및 기술성 평가
| 항목 | 기술 성숙도 | 경제성 | 확장성 |
|---|---|---|---|
| 콘크리트 | 높음 | 보통 | 매우 높음 |
| e-Fuel | 중간 | 낮음 | 높음 |
| 화학 원료 | 보통 | 보통 | 높음 |
| 식음료·냉매 | 매우 높음 | 높음 | 낮음 |
2.4 제약 요인
- 고순도 CO₂ 요구, 정제 비용 발생
- 시장 수요 분산 및 규모의 경제 부족
- 기술보다는 수익모델 확보가 관건
3. 국제 규제: 상용화를 가르는 ‘보이지 않는 벽’
3.1 국가별 규제 및 정책
- 미국: IRA 기반 ‘45Q’ 세액공제 도입, 톤당 최대 $85 지원
- EU: EU ETS에서 CCUS 인정, 단 영구 저장 인증 필수
- 중국: 로드맵 내 포함, 제도화는 초기 단계
- 한국: 탄소포집저장법(가칭) 입법 추진 중
3.2 주요 규제 장벽
- 국경 간 CO₂ 운송 관련 국제 표준 부재
- 국가별 감축 인증 기준 상이
- ESG 투자 기준 내 CCUS 미반영
- 저장시설 입지 반대, 사회적 수용성 부족
3.3 국제 협력 사례
- Northern Lights (노르웨이 중심 다국적 프로젝트)
- Gulf CCS Hub (중동 OPEC 국가 중심)
- APAC CCUS Network (일본, 한국, 호주 등 참여)
4. 민간기업의 전략: “비용이 아닌 기회로 본다”
4.1 시각의 전환
과거엔 CCUS를 비용으로 보았지만, 2025년 현재는 탄소배출권 수익화, ESG 투자, 수소경제와의 연계 측면에서 기회로 전환되었습니다.
4.2 주요 기업 동향
- Chevron, ExxonMobil: 저장 인프라에 수십억 달러 투자
- Air Liquide, TotalEnergies: 유럽 중심 CCUS 구축
- 삼성엔지니어링, 포스코: 국내 저장 실증 및 모듈화 개발
- Microsoft, Stripe: CCUS 크레딧 조기 구매
4.3 민간의 투자 이유
- 규제 리스크 대응
- 배출권 거래 시장 연계
- ESG 경영 강화
- 수소·e-Fuel 등 신사업 확장
결론: CCUS는 '과도기 기술'이 아니라 '핵심기술'이다
많은 이들이 CCUS를 "진짜 탄소중립 기술이 나오기 전의 과도기"로 봅니다. 하지만 기술 성숙도, 정책 필요성, 산업 확장성이라는 세 조건을 모두 갖춘 지금, CCUS는 장기적인 탄소중립 전략의 핵심이자 현실적 대안입니다.
남은 과제는 국제 기준 정립, 감축 인증 체계 통일, 사회적 수용성 확보입니다. 이 과제가 풀리는 순간 CCUS는 선택이 아닌 필수가 될 것이며, 에너지 산업의 핵심 기술로 자리매김할 것입니다.