DAC (Direct Air Capture) 란

Direct Air Capture (DAC) 란

Direct Air Capture (DAC)는 기후 변화에 대처하기 위한 기술적인 해결 방안 중 하나입니다. Direct Air Capture(DAC)는 화학적 또는 물리적 과정을 통하여 주위의 공기에서 직접 이산화탄소(CO2)를 추출하는 것을 의미합니다. 이산화탄소가 주위 공기로부터 직접적으로 포집되기 때문에 정유 화학 플랜트 공장과 같이 특정된 지점에서 공급원으로부터 이산화탄소를 포집하는 CCS(Carbon Capture and Storage)와는 차이점이 있습니다. Direct Air Capture(DAC)는 대기 중의 이산화탄소 농도를 전체적으로 줄일 수 있으며, 이산화탄소 발생 방식에 제한 없이 적용될 수 있습니다.

 

공장배경

 

Direc Air Capture (DAC)의 탄소 포집 방법

대부분의 Direct Air Capture(DAC)의 탄소 포집 방법은 Filter에 주변 공기를 밀어 넣어 Filter를 통과하면서 이산화탄소를 가두게 되고, Filter에 이산화탄소가 가득 모이면 Filter가 닫히고 내부 온도를 섭씨 100도까지 상승시킵니다. 이런 이산화탄소 포집 방법은 Filter에 주변 공기를 공급하기 위해 대형 Fan이 요구됩니다. 그러나 최근 한 업체는 바람 속에서 견디는 "Mechanical Tree" 모델을 개발하였고 이는 Direct Air Capture(DAC) 방식을 통해 탄소 포집을 할 때 에너지 사용 비용을 대폭 줄일 수 있다고 주장하고 있습니다.

 

상업화되고 있는 Direct Air Capture(DAC) 탄소 포집 기술은 기체에서 이산화탄소를 흡수하기 위해 액체 용매(일반적으로 아민계)를 사용하고 있습니다. 액체 용매와 이산화탄소가 만나 침전물을 만들고, 이때 열과 진공을 통해 이산화탄소를 다시 침전물로부터 기체로 분리하여 추출합니다.

 

Membrane(분리막)을 통한 탄소 포집 방법도 개발하고 있습니다. 이 방식은 사실상 물이 필요하지 않고 있으며 설치를 위해 필요한 공간도 상대적으로 적습니다. 대규모 이산화탄소 포집을 위해서는 아직 추가적인 연구와 개발이 필요합니다.

 

그 외에 Metal-Organic Frameworks 와 Moisture Swing Sorbent 등 다양한 탄소 포집 기술이 연구되고 있습니다.

 

 

Direct Air Capture (DAC)가 환경에 주는 영향 

Direct Air Capture(DAC)가 환경에 주는 영향은 매우 긍정적이며, 일부 전문가들은 Direct Air Capture(DAC)가 기후 변화 대응을 위해 필수적으로 적용되어야 한다고 말합니다. IPCC(International Panel on Climate Change)에서 발표한 내용에 따르면 2030년까지 탄소 배출량을 현재보다 절반으로 줄여야 한다고 강력하게 주장하고 있으며, 이를 위해 긴급하고 신속한 조치가 필요함을 언급하고 있습니다. 그러나 또 다른 전문가들은 단순히 Direct Air Capture(DAC)와 같은 기술에 의존하는 것은 위험할 수 있으며, 추후 발생한 문제를 수정 및 해결할 수 있다고 믿고 있습니다. 따라서 새로운 기술을 도입하여 배출된 탄소를 처리하는 것보다는 탄소 배출 자체를 줄이는 것이 더욱 바람직한 해결책으로 볼 수 있다고 이야기합니다.

 

탄소 포집 방법 중, 아민계를 사용한 흡수를 이용한 Direct Air Capture(DAC)는 상당히 많은 물이 필요합니다. 1년간 3.3 기가톤의 이산화탄소를 흡수하려면 300km3의 물이 필요합니다. 다른 방식인 수산화나트륨을 사용하면 적은 물이 있어도 되지만 해당 물질 자체가 매우 산성으로 위험합니다.

 

또한 Direct Air Capture(DAC)는 농도가 낮은 이산화탄소를 포집하기 때문에 특정된 공급원으로부터 이산화탄소를 포집하는 기술에 비해 더 많은 에너지 공급이 필요로 합니다. 이론적으로는 이산화탄소 1톤당, 250 kWh가 필요합니다. Direct Air Capture(DAC) 기술 사용을 위해 필요한 에너지를 화석연료로 생산된 전기를 이용하게 된다면 친환경의 의미가 사리지게 되어 무의미한 기술이 될 수 있습니다. 따라서 필요로 하는 상당한 에너지 공급을 친환경으로 공급하는 것 또한 남겨진 숙제입니다.

 

 

Direct Air Capture (DAC) 주요 업체

Direct Air Capture(DAC) 주요 업체 중 하나로 Climeworks라는 기업이 있습니다. Climeworks는 2017년 스위스에 연간 900톤의 이산화탄소를 흡수할 수 있는 Pilot 규모의 Direct Air Capture(DAC) 시설을 완공하였습니다. 이 시설은 에너지 공급을 위해 근처 폐기물 소각 공장에서 나오는 폐열을 활용하고 있습니다. 또한 포집된 이산화탄소는 주변 온실에서 채소 수확량을 늘리기 위해 사용되고 있습니다.

 

Climeworks는 최근 2024년 아이슬란드에 현시점에서 가장 규모가 큰 Direct Air Capture(DAC) 시설 가동을 시작했습니다. 이는 기존 시설보다 10배 큰 규모입니다. 또한 노르웨이, 캐나다, 미국 등에 적극적으로 추가 프로젝트를 계획하고 Direct Air Capture(DAC) 시설 건설을 위한 현장을 조사하고 있습니다. Climeworks는 2030년까지 메카톤, 2050년까지 기가톤 규모로 확대하는 목표를 갖고 있습니다.