시멘트 생산 탄소배출 98% 감축…전기 활용 신기술 개발

시멘트 생산 과정에서 발생하는 탄소 배출량을 최대 98%까지 줄일 수 있는 신기술이 개발됐다.

캐나다 브리티시컬럼비아대 커티스 벌링게트 교수 연구팀은 13일(현지시간) 국제학술지 'ACS 에너지 레터스'에 전기를 이용해 시멘트 생산 시 에너지 소비와 탄소 배출을 크게 줄이는 연구 결과를 발표했다.

연구팀은 전기화학 방식을 도입해 시멘트 생산 공정의 온도를 획기적으로 낮췄다. 전통적인 방식은 석회석을 섭씨 1450도 이상의 고온에서 가열해야 하지만, 새로운 방식은 섭씨 60도에서 시멘트 전구체를 만든 뒤 650도에서 가열해 시멘트를 완성한다.

이 기술을 통해 공정에 필요한 열에너지를 70% 절감할 수 있었다. 특히 기존 석회석 대신 폐시멘트를 원료로 재활용할 경우, 시멘트 1톤 생산 시 발생하는 이산화탄소 배출량이 기존 800kg에서 20kg으로 98% 감소하는 것으로 나타났다.

전통적인 시멘트 생산은 전 세계 이산화탄소 배출량의 약 8%를 차지하는 주요 탄소 배출원 중 하나로 꼽혀왔다. 고온의 가열 과정에서 막대한 에너지가 소모되고 원료인 석회석이 분해되며 다량의 이산화탄소를 배출하기 때문이다.

연구팀은 이번에 개발한 기술로 댐과 같은 대규모 구조물에 사용되는 '벨라이트' 시멘트를 생산하는 데 성공했다. 또한 전기화학 반응 중 발생하는 수소를 공정의 열에너지원으로 활용하면 화석연료 사용을 더욱 줄일 수 있다고 설명했다.

벌링게트 교수는 "이번 연구는 폐시멘트를 원료로 사용해 시멘트 산업의 막대한 탄소 발자국을 최대 98%까지 줄일 수 있는 전기화된 경로를 제시한다"고 밝혔다. 브리티시컬럼비아대는 해당 기술에 대한 국제 특허를 출원했으며, 연구에 참여한 저자 일부는 기술 상용화를 위한 회사를 설립했다.