파리협정 제6조 국제탄소시장의 감축유형 규정에 대한 우리나라 협상 입장 수립 연구: 탄소포집·활용·저장(CCUS) 기술 기반 감축사업 측면에서

1. 서론

2020년 신기후체제의 도래를 알리는 파리협정이 2015년 채택되었다. 파리협정이 채택되던 2015년, 각 국가들은 신기후체제 하에서 자국이 국제사회에 기여하기 위한 목표를 자유재량에 따라 설정한 국가결정기여(Nationally Determined contribution [NDC])를 작성하여 유엔기후변화협약(United Nations Convention on Climate Change [UNFCCC]) 사무국에 제출하였다. 파리협정 당사국들은 자국이 제출한 NDC 상의 목표를 2021년부터 이행해야 한다. 이에, 당사국들이 의무를 이행하는 데에 지침이 되는 파리협정 세부이행규칙에 대한 협상이 2016년부터 2018년까지 3년간 진행되었다. 그리고, 2018년 12월에 대부분의 이행규칙이 카토비체 기후 패키지(Katowice Climate Package)라는 이름으로 도출되었다. 그러나 국제탄소시장 형성의 근간이 되는 파리협정 제6조에 대한 세부이행규칙은 아직 도출되지 못했으며, 2019년에 계속해서 논의가 이루어졌고,¹⁾ 2021년에 논의가 재개될 예정이다.

파리협정 제6조의 중요성은 바로 파리협정 하에서 당사국들이 NDC 상의 감축목표를 달성해야 하는데, 이 감축 목표를 유연하게 달성할 수 있는 방안이자 유인을 제공하고 있다는 점에 있다. 즉, 당사국들은 NDC를 이행하는 과정에서 “감축 및 적응 행동에 대한 의욕을 상향하기 위해 자발적인 협력을 추구” 할 수 있다 (PA, 2015, article 6.1). 따라서 제6조는 각국이 의욕적으로 감축 노력을 촉진하고 동시에 비용효율적으로 감축목표를 달성할 수 있도록 하는 유인책이 될 수 있는 것이다. 이를 위한 국가간 자발적인 협력은 크게 세 가지 방식으로 제6.2조에 근거한 협력적 접근(cooperative approaches), 제6.4조에 근거한 지속가능발전메커니즘(Sustainable Development Mechanism [SDM]), 그리고 제 6.8조에 기반한 비시장 접근법(non-market approaches)이 있다. 이 중에서 국가간 자발적 협력을 통해 국제적으로 이전되는 감축결과물(Internationality Transferred Mitigation Outcomes [ITMO])이 생산 및 이전되어 당사국들의 NDC 목표 달성에 사용되는 것이 가능한 접근법은 제6.2조의 협력적 접근과 제6.4조의 지속가능발전메커니즘이다.

제6.2조의 협력적 접근은 국제탄소시장의 매우 다양한 가능성을 모두 포괄하는 개념이자 방식이다. 당사국들이 자발적으로 다양한 양자·다자 협력 체계를 구축·운영할 수 있으며, 이를 통해 생산된 ITMO를 NDC 달성에 사용할 수 있도록 한 접근방식이다. 따라서, 협력적 접근 하에서는 국가·지역·국제 수준에서 설립 및 운영되는 배출권거래제 간의 연계나 다양한 상쇄 메커니즘의 활용 및 참여 등이 모두 가능하다. 제6.4조의 지속가능발전메커니즘은 파리협정 당사국총회에서 지정한 감독기구의 감독하에서 중앙집중형 방식으로 운영되는 국제 탄소시장 메커니즘이다(Oh and Park, 2019, p.130).

아직 협상중인 제6조의 세부이행규칙에서 핵심은 ITMO이라고 해도 과언이 아니다. 파리협정 제6조에 기반하여 당사국들은 자국의 NDC 목표를 유연하게 달성하고자 함이며, 이 목표 달성에 사용되는 것이 바로 ITMO이기 때문이다. ITMO에 대한 세부이행규칙은 제6조 세부 이행규칙 전반에 걸쳐져 있어 승인, 이전, 사용 등에 관한 직·간접적인 항목들로 매우 다양한데,²⁾ 이 연구에서는 그 중에서 ITMO로 인정받을 수 있는 ‘감축유형(types of mitigation)’에 주목하고자 한다. ITMO 협상에서 감축유형이 중요한 이유는 ITMO가 생산될 수 있는 감축유형에 따라 당사국들이 수행하고자 하는 감축활동의 범위가 영향을 받기 때문이다. 2019년 12월 개최된 유엔기후변화협약 제25차 당사국총회까지 논의된 바에 따르면, 파리협정 제6.2조 및 제6.4조에서 인정될 수 있는 감축유형으로 논의된 바는 i) 배출저감(emission reduction), ii) 제거/배출제거/흡수원에 의한 제거(removal/emission removal/removal by sinks), 그리고 iii) 배출회피(emission avoidance)이다. 그리고 제25차 당사국총회의 결정사항에서는 ‘배출저감’과 ‘제거’는 감축유형에 포함되었고, ‘배출회피’는 삭제된 상황이다. 각 감축유형에 대한 정의는 별도로 이루어져 있지 않으며, 당사국은 각국의 감축목표 달성을 위한 이익 극대화 및 감축유형에 따른 기술적 이슈 등을 둘러싸고 각 감축유형의 포함 여부를 논의하고 있다.

그렇다면, 우리나라는 이러한 감축유형에 대해 어떻게 우리나라 입장을 수립하였고, 향후에도 우리나라 입장을 어떻게 수립하여야 하는가. 이에 대한 질문에 앞서, 우리나라의 국가 온실가스 감축목표 달성 계획을 살펴볼 필요가 있다. 우리나라는 2030년 BAU(851 백만톤) 대비 37% 감축목표를 2015년 수립하였고, 이는 국내감축 목표 25.7% 그리고 국외감축 목표 11.3%로 구성이 된다. 이후, 2019년에 발표된 「제2차 기후변화대응 기본계획」에서 국내감축 목표를 32.5%(574.3백만톤)으로 향상하고, 나머지 4.5%(잔여감축량 38.3백만톤)은 산림흡수원과 국외감축 등을 활용하여 달성하기로 결정하였다(Interagency, 2019a). 즉, 우리나라는 국내감축 외에 별도의 국외감축 목표를 설정한바, 파리협정 제6조의 협력적 접근과 지속가능발전메커니즘을 활용해야 하는 상황이며, ITMO의 ‘감축유형’에 대한 협상 결과 역시 향후 우리나라의 탄소시장의 감축활동 범주에 영향을 줄 것으로 예상된다.

이에, 2019년 우리나라는 이 감축유형에 대한 협상에 주목하였다. 그 이유는 「제2차 기후변화대응 기본계획」에서, 우리나라가 이산화탄소 포집·사용·저장(CCUS, carbon capture·utilization·storage) 기술의 개발 및 상용화를 통해 10.3백만 톤을 감축할 계획을 수립하였기 때문이다(Interagency, 2019a, p.37). 또한, 2040년까지 인도 및 동남아 국가들의 석탄 의존도는 높아질 것으로 예측되는바(KEEI, 2019), 화석연료 기반 사회에서 저탄소사회로 전환하는 데에 있어 매개기술로 존재하는 CCUS 기술에 기반한 해외 감축사업의 가능성이 존재한다고 볼 수 있다. 따라서, ITMO 생산을 인정받을 수 있는 감축유형에 협상이 진행되는 2019년, 우리나라는 감축유형에 대한 우리나라 협상입장을 도출하는 과정에서 ‘CCUS 기술’ 관점에서 우리나라가 지지해야 하는 감축유형을 도출하는 것이 필요하였다. 이에, 2021년 파리협정 제6조에 대한 세부이행규칙에 대한 협상 재개를 앞둔 현재, 동 논문은 2019년 CCUS 기술 관점에서 우리나라가 지지해야 하는 감축유형을 도출하는 과정에 준비 및 활용되었던 내용들을 토대로 CCUS 기술에 기반한 감축사업을 추진하고자 하는 입장에서 우리나라가 지지해야 할 감축유형이 무엇인지 도출하고자 한다.

이에, 동 논문은 제2장에서 ITMO에 대한 규정과 감축유형에 관한 협상 현황을 설명하고, 이어 협상 차원에서 논의되는 감축유형 각각에 대한 의미를 살펴보았다. 이어, 제3장에서는 세 가지 감축유형인 i) 배출저감, ii) 제거/배출제거/흡수원에 의한 배출제거, iii) 배출회피 유형을 감축활동의 네 가지 특징적 요소인 i) 구체적인 감축활동 점원, ii) 엄격한 베이스라인, iii) 일시적 저장의 인정 수준, 그리고 iv) 방법론 측면에서 각기 구분할 수 있는 분석틀을 설정하였다. 그리고, 제4장에서는, CCUS 기술을 탄소포집·저장(Carbon Capture & Storage [CCS]) 기술과 탄소포집·사용(Carbon Capture & Utilization [CCU]) 기술로 구분하여 각 기술에 대해 설명하고, 이어 감축유형의 네 가지 특징적 요소 측면에서 CCS 기술과 CCU 기술에 기반한 감축사업이 해당하는 감축유형이 무엇인지 도출하고, 각 해당 기술에 대해 우리나라가 보유하고 있는 기술현황을 살펴보았다. 이를 토대로 우리나라가 취해야 할 감축유형 협상 입장을 도출하였다. 제5장은 결론으로, 동 논문의 결과를 정리하고 향후 추가적인 연구방향을 제안하였다.

2. 협상 현황

3. 분석틀

파리협정 제6조의 세부 이행규칙 수립에 대한 협상 과정 중에서 ‘감축유형’에 대해 우리나라 입장 수립과 관련하여, 이 연구는 우리나라가 유엔기후변화협약 하에서 2019년 12월에 개최된 제51차 과학기술부속자문회의를 앞두고 우리나라 입장을 수립한 과정과 향후 제52차 과학기술부속자문회의를 앞두고 수립해야 할 협상 입장을 설정하고자 한다.

세 가지 감축유형인 i) 배출저감, ii) 제거/배출제거/흡수원에 의한 탄소제거, iii) 배출회피에 대해서 우리나라가 개발 및 확산하고자 하는 CCUS 기술 측면에서 어떠한 입장을 수립해야 하는가를 분석하기 위해서는 두 가지의 틀이 필요하다. 첫째는 앞서 언급된 세 가지 감축유형을 비교 및 구분할 수 있는 틀이 필요하고, 둘째는 다소 포괄적인 용어인 CCUS 기술을 어떻게 분석에 적용하는가이다. 따라서, 동 섹션에서는 이 두 가지 측면의 틀을 세우도록 하겠다.

먼저, 감축유형에 대한 비교 및 구분에 대해서는 ITMO 즉 감축결과물의 ‘생산’과 관련된 협상 논의 및 기존 문헌에 기반하여 접근하고자 한다. 유엔기후변화협약 하에서 탄소시장에 대한 다양한 접근법에 있어서 반드시 포함되는 세 가지 기준으로, i) 감축결과물에 대한 기준으로 실질적(real), 추가적(additional), 영속적(permanent), 그리고 검증가능한(verified) 특성을 지닌 감축결과물이어야 하고, ii) 이중계산 방지가 이루어져야 하며, iii) 온실가스 배출량 총량 감소 또는 방지가 포함되어야 한다(UNFCCC, 2012, para 79). 이중에서, 감축결과물의 생산 자체에 적용되는 기준은 첫 번째 기준이다.

이 각각에 대해서 살펴보면, 첫째, 실질성은 배출저감/제거/회피가 “실제로 발생(really occurring)”해야 한다(Sutter & Parreño, 2007, p.80). 그런데, 이것이 발생하기 위해서 감축사업이 실제(real) 배출저감/제거/회피를 반영해야 함을 의미하고, 이를 위해서는 감축사업의 목적이 되는 감축대상이 실제적으로 존재해야 함을 의미한다. 따라서 감축대상이자 감축활동이 수행되는 점원(point source)이 우선적으로 존재해야 한다.

둘째, 앞서 언급된 감축결과물이 실질적이기 위해서 반드시 필요한 것이 추가성(additionality)이다. 감축결과물 관련 논의에서 감축효과가 발생했다는 것을 의미할 때 일반적으로 환경적 추가성이 있다고 표현하는데, 환경적 추가성이란 감축사업 부재 시 배출되는 온실가스보다 감축사업 실행 시 배출되는 온실가스량이 더 적은 것을 의미한다(OECD, 2000, p.22).⁵⁾ 추가성을 증명하기 위해서 필요한 것이 바로 베이스라인(baseline)인데, 이는 온실가스 감축 사업이 부재할 경우의 배출량에 대한 기준 시나리오를 의미한다(PMR, 2013). 추가성에서 베이스라인이 중요한 이유는 두 가지로, 하나는 감축사업 부재 시의 가설적 배출량을 베이스라인으로 설정하고, 베이스라인 배출량과 실제 감축사업 수행 후의 배출량 차이를 통해 추가성이 증명되기 때문이다. 다른 하나는 온실가스 감축활동으로부터 생산된 크레딧의 양을 정량적으로 ‘추정/계산’하기 위해서 베이스라인이 활용되기 때문이다(Kollmuss, 2008, p.18; Park et al., 2019).

셋째, 감축활동의 결과물은 영속성(permanence)을 가져야 한다. 영속성 문제는 탄소격리저장소(carbon sequestration reservoir)인 산림 및 토지 사용을 통한 감축활동에서 주로 논의되어 왔다. 그 이유는 탄소격리저장소를 통한 감축활동 이후, 조림 및 재조림 등의 탄소상쇄사업으로부터 획득되는 탄소제거가 벌채 또는 자연재해로 인한 훼손됨에 따라 역전되는 리스크가 존재하기 때문이다(ODI 2010, p.3). 즉, 탄소저장의 비영속성이 문제가 되기 때문이다(Cha et al., 2012; Marland et al., 2001). 영속성/비영속성의 문제는 비단 산림 및 토양에만 적용되는 이슈가 아니라 모든 감축노력에 적용되는 이슈이다. 비영속적인 저장(temporary storage)이 이뤄지는 감축활동이 과연 감축활동으로 인정을 받아야 하는 것인가에 대한 질문은 사실 물리적인 질문이자 동시에 경제적인 질문과 관련된다. 물리적인 질문은 말 그래도 비영속적인 저장으로 이어지는 감축활동이 영속적인 감축활동 만큼의 감축활동으로 인정을 받아야 하는가에 대한 질문이다. 지질, 산림, 토양, 해양 등을 통한 탄소격리/탄소저장의 경우 영구적이지 않기 때문에 감축활동의 의미 자체가 저해되고 감축활동을 통한 감축결과물 역시 인정받을 수 없게 된다. 이는 일시적 저장에 관한 감축활동에 대해 회계상으로 어떻게 감축량을 산정해야 하는가에 관한 문제로 이어진다. 기존의 회계 접근법은 탄소가 격리/저장된 톤수와 격리된 기간을 기준으로 평가한다. 한편, 경제적인 질문은 사실 물리적인 측면의 질문과 연계가 된다. 먼저, 지질/산림/토양/해양 등에 대한 탄소격리/탄소저장의 경우 그 감축활동이 영구적이지 않고 다시 궁극적으로 대기중으로 돌아가게 된다면, 이 감축활동을 통해 생산된 감축결과물의 탄소가격은 영구적 감축활동을 통한 감축결과물의 탄소가격과 다르게 즉 더 낮게 책정되어야 한다는 주장이 그러하다. 다음으로, 탄소격리/탄소저장에 기반한 감축활동 자체는 재원투자에 기반한 사업을 통해 진행되므로, 이는 비용편익에 기반해 진행될 필요가 있다는 주장이다. 특정 시기에 수행된 감축사업에 대한 편익이 i) 사업수행 당시의 탄소가격, ii) 감축량, 그리고 iii) 할인율에 의해 결정될 수 있다. 따라서, 탄소누출이 일어나는 사업의 경우의 음의 순현재가치를 갖게 된다. 그런데, 만약 탄소가격이 시간에 따라 변동하여, 탄소가격이 높을 때 사업이 진행되고 탄소가격이 낮을 때 탄소누출이 이루어지는 경우에는 탄소격리/탄소저장에 기반한 감축활동이 여전히 양의 순현재가치를 갖게 된다. 즉, 비영속적 저장이 이루어지는 사업이라 할지라도 탄소가격, 감축량, 그리고 할인율을 계산한 순현재가치가 양의 값을 갖는다면, 그 감축사업은 그 가치가 존재하게 된다. 따라서, 이러한 탄소가격, 감축량, 할인율 측면에서 탄소격리/탄소저장에 대한 사업을 진행할 경우, 임시저장이 이루어지는 사업이 영구저장이 이루어지는 사업과 비교해 ‘가치’가 있느냐에 대한 질문은 단순히 물리적인 측면 뿐만 아니라 사업 투자의 경제적인 측면까지 고려하는 것이다(Herzog et al., 2003).⁶⁾

이는, 넷째, 검증가능성(verifiability)과 연계된다. 특정 감축기술을 활용한 감축활동에 대해서 감축사업을 수행하고 이에 따른 감축량을 산정하는 데에 방법론이 필요하다. 즉, 감축사업의 결과물이 감축실적을 활용하고자 하는 주체의 요구사항에 부합하도록 생성되었는지 증명하는 과정으로, 일련의 측정, 산정 및 이행지침을 포함하는 방법론 및 모니터링을 통해 확인할 수 있다 (Jenkins et al., 2015).

이를 통합적으로 정리하면, 감축결과물로서 필요한 특성이자 요소인 i) 실질성, ii) 추가성, iii) 영속성, 그리고 iv) 검증가능성에 대해, 감축활동 유형을 구분하는 데에 영향을 주는 요소를 i) 실질성에 기반한 ‘감축활동 점원’, ii) 추가성에 기반한 ‘명확한 베이스라인’, iii) 영속성에 기반한 ‘일시적 저장의 인정 수준’, 그리고 iv) 감축활동의 결과를 산정하는 데에 필요한 ‘방법론’으로 추출할 수 있다.

이 네 가지 요소들에 따라, 세 가지 감축유형을 각기 구분해 보고자 한다. 첫째, 감축활동 점원 요소의 경우, 배출저감은 기존 배출활동에 대해 감축기술의 적용 등 인위적인 활동을 통해 배출량을 줄이는 것으로, 배출이 이루어지는 특정의 점원이 존재하며, 이 특정 점원에 대해 인위적인 감축활동이 수행된다. 한편, 제거/배출제거는 앞서 감축유형 논의에서 서술하였듯 대기 중의 이산화탄소를 포집하는 활동으로 이산화탄소 점원이 대기 중에 존재한다. 그리고, 배출회피는 배출이 발생하는 특정 점원 뿐만 아니라 대체 효과까지 고려해야하므로 점원이 모호할 수 있으며 대기 중 점원도 포함한다.

둘째, 베이스라인 요소의 경우, 배출제거는 명확한 점원이 존재하므로 해당 점원에서 감축 활동이 없을 경우의 배출량, 즉, 베이스라인을 비교적 명확하게 산정할 수 있다. 제거/배출제거는 점원이 대기이므로 베이스라인 산정 범위인 사업경계가 중요한데, 해당 범위 내의 대기 중 탄소의 물리적인 양에 대해 산정해야 하므로 역시 베이스라인이 명확하다고 할 수 있다. 배출회피는 감축활동 상 직접적으로 나타나는 탄소뿐만 아니라 화석연료 사용 대체 등으로 인한 영향까지 고려해야하므로, 간접적인 탄소량에 대한 고려가 필요하다. 즉, 전체 공정 과정에서 대체 되는 탄소량 등에 대한 가정이 필요하다. 따라서 베이스라인이 배출제거 및 제거/배출제거에 비해 명확하지 않다.

셋째, 일시적 저장에 대한 인정 요소 측면에서는, 배출저감 감축활동의 경우 영속성을 전제하므로, 일시적 저장이 인정되지 않는다. 한편, 제거/배출제거/흡수원에 의한 탄소제거는 영속성을 기반으로 하되, 탄소격리저장소에 대한 일시적 저장에 대한 감축사업도 인정한다. 한편, 배출회피 역시 영속성을 기반으로 하나, 일시적 저장이 이루어진다고 하더라도 화석연료 사용이 회피될 수 있다는 가치적인 측면에서 허용될 수도 있음을 시사한다.

넷째, 방법론 측면에서는, 배출저감과 배출제거는 물리적 산정을 위한 엄격한 방법론이 요구되며, 현재 다양한 방법론이 개발되어 있다. 배출회피에 대해서도 감축량 산정을 위해 방법론이 당연히 요구되나, 배출회피에 해당되는 다양한 가능한 감축활동과 그에 대한 전 과정에서의 배출량 측정 및 가정이 필요하다는 점을 고려할 때 그 방법론의 엄격성에 대해서는 의문이 들 수 있으며, 방법론적 모호성을 해결하고자 유럽연합(EU) 등에서 배출회피 산정을 위한 방법론을 개발 중에 있다(EU, 2020b).

이를 정리하면, 다음의 Table 1과 같다. 이렇게 정리된 <Table 1>은 CCUS에 대한 일반기술 및 특히 우리나라가 개발 및 확산하고자 하는 CCUS 기술을 어떠한 감축유형의 요소에 해당하는지 파악할 수 있게 해 준다.

Table 1.

Characteristics of mitigation types

다음으로, CCUS 기술을 분석하기 위해서 CCUS 기술에 대한 접근법이 필요하다. CCUS 기술은 탄소포집(CC, Carbon Capture), 활용(utilization), 저장(storage) 또는 제거(sequestration) 기술들이 순차적으로 엮인 체인 기술이다. 탄소포집(CC) 기술이란, 이산화탄소가 다량 배출되는 발전소 같은 대규모 점원(point sources) 또는 대기중으로부터 이산화탄소를 포집하는 기술이다. 이 포집된 기술로 무엇을 하는가에 따라서 탄소 포집·저장(CCS, Carbon Capture and Storage) 기술과 탄소 포집·활용(CCU, Carbon Capture and Utilization) 기술로 구분된다. CCS 기술은 이산화탄소를 포집하고, 이를 압축 및 수송하여 지중 혹은 해양 퇴적 암반층에 주입·저장하고 모니터링하는 기술을 의미한다. 한편, CCU 기술은 포집된 이산화탄소를 화학적·생물학적 방법 혹은 직접 활용을 통해 다른 고부가·범용 화합물 혹은 연료 등으로 전환 및 활용하는 기술을 말한다(Oh et al., 2019). CCS 기술과 CCU 기술 간의 관계에 대해서, CCU 기술을 CCS 기술의 일부기술(하부 카테고리)로 보는 관점도 있다(Metz et al., 2015). 또는 CCS 기술과 CCU 기술을 서로 다른 기술로 접근하는 관점으로, CCS 기술은 포집된 이산화탄소를 저장소에서 장기 보관하는 기술이며, CCU 기술은 포집된 이산화탄소를 제품으로 전환하는 과정에 활용하거나 또는 전환된 제품에 저장시키는 다른 기술이라는 관점이다(Cuéllar-Franca and Azapagic, 2015).

더 나아가, 포집된 탄소를 지중·해양에 저장하는 과정에서 환경 리스크가 발생할 수 있는 CCS 기술의 대체제로서 CCU 기술을 바라보는 관점도 존재한다(IEA, 2019). 한편, CCS 기술과 CCU 기술 간의 관계성에 관한 관점에서 더 나아가, CCUS 기술을 살펴보면, CCUS 기술을 서로 다른 CCS 기술과 CCU 기술을 한데 묶어 통칭하기 위해 사용하는 용어로 접근하기도 하고(Li et al., 2016), 또는 CCS 기술과 CCU 기술을 융합한 별도의 하나의 기술로 보는 관점도 있다(van der Zwaan & Gerlagh, 2009).CCUS 기술에 대해서 우리나라의 접근법은 CCS 기술과 CCU 기술을 서로 다른 관점에서 접근하고 있다. CCS 기술은 탄소포집·수송·저장 관련 기술 설비의 실증 및 규모화를 추진하고 있으며, CCU 기술 측면에서는 이산화탄소 전환 기술개발을 통한 이산화탄소 자원화에 초점을 맞추고 있다(Interagency, 2019b). 이에, 동 페이퍼에서는 CCS 기술과 CCU 기술 각기에 대해서, 먼저, 각 기술에 대해서 구체적으로 설명하고, 각 기술에 대해 다음 Table 1의 네 가지 요소 측면에서 어떠한 감축유형에 속하게 되는지 분석하고, 마지막으로 우리나라가 선호하는 감축유형에 대한 협상 입장을 도출하고자 한다.

4. 분석

4.1 탄소포집·저장(CCS) 기술

CCS 기술은 대량의 이산화탄소가 대기 중에 방출되는 것을 방지하는 기술로, 산업 및 에너지 관련 발생원으로부터 이산화탄소를 포집·압축·수송하여 지중 또는 해양 퇴적 암반층에 안전하게 주입 및 저장하고 모니터링하는 기술을 총칭한다(IPCC, 2018). CCS 기술은 크게 포집, 수송, 저장(주입) 단계로 구별되며 각기 다른 기술이 이용된다. 포집 단계에서는 석탄 및 천연가스 발전소, 정유 및 가스 정제소, 제철소 및 시멘트 공장 등에서 발생한 가스에서 이산화탄소를 분리하는 기술이 사용된다. 수송 단계에서는 분리된 이산화탄소가 고밀도 상태 또는 액체 상태로 압축되어 수송 및 저장에 유용한 상태로 만들어지며, 압축된 이산화탄소는 파이프라인 또는 선박 등을 통하여 저장소로 이동된다. 마지막 단계에서는 이산화탄소 저장기술이 활용된다. CCS 기술은 발생한 이산화탄소를 포집하여 저장하는데 중점을 둔 기술로 대량의 탄소를 포집할 수 있어 감축효과가 높으며, 장기간 대기 중의 이산화탄소 농도를 저감시킬 수 있다는 장점이 있다. 그러나 탄소를 안정적으로 오랫동안 저장할 수 있는 입지요건을 찾기가 까다로우며, 탄소포집을 위한 인프라 시설 투자비용이 높고 실증사업 추진이 어렵다는 단점이 있다. 이 외에도 경제성, 안전성, 부지 선정, 수송체계 마련, 안전한 주입과 사후관리, 사회적 수용력 등이 고려되어야 한다 (Kim, 2018). 그럼에도 불구하고 CCS 기술이 주목받는 이유는 신재생에너지로의 전환을 도모하는 과정에서 화석연료를 사용하면서 온실가스를 저감할 수 있는 현실적인 대안이기 때문이다. 일부 선진국을 제외하고는 여전히 많은 나라에서 화석연료를 주로 사용하고 있다. 국제에너지기구의 세계 에너지수요 전망 보고서에 따르면 2040년까지 인도 및 동남아시아 국가 등 신흥 개도국의 석탄 의존도는 높아져 선진국의 석탄 사용 감소분을 상쇄할 것으로 예측된다(KEEI, 2019). 따라서, CCS 기술의 효용성은 당분간 지속될 것으로 보인다.

CCS는 하나의 기술군으로, 이 기술군 내에 다양한 기술이 존재한다. 전통적으로 CCS 기술은 화석연료 사용과 관련하여, 산업공정 및 에너지 생산과정에서 배출되는 이산화탄소에 대해 이를 포집하는 기술로 인식되고 있다(Dutschke et al., 2016; Bui et al., 2018; GCCSI, 2019). 현재 전반적인 CCS 기술 범주를 보면 포집 단계에서의 기술이 대부분으로, 습식 및 건식 흡수제 등을 활용하는 연소 후 포집 기술, 연소 전 포집 기술, 연소 시 적용되는 기술인 순산소 연소 기술 등이 있다(Lee, 2017; Bui et al., 2018). 수송 과정에서는 파이프라인 및 선적이 활용되며, 저장기술로는 해양 저장, 광물 저장, 고갈된 가스 및 유전 지대를 활용하여 원유를 회수하는 저장기술 등이 있다(Bui et al., 2018). 산업공정 및 에너지 생산과정에서 발생하는 이산화탄소를 줄이기 위해 적용하는 CCS 기술 기반 감축활동의 경우, 첫째, 명확하고 구체적인 점원이 존재한다. 둘째, 베이스라인과 관련하여, CCS 감축사업은 발전소 등에서 배출되는 이산화탄소를 포집하지 않고 배출하는 경우를 베이스라인으로 설정할 수 있으므로 그 기준이 명확하다(Huh et al., 2011). 셋째, 일시적 저장 관련, IPCC는 CCS 기술은 적절한 지중 저장소의 선택 시 주입된 이산화탄소는 이론적으로 100년~1000년가량 장기 저장이 가능하다고 보고 있다(Metz et al., 2005; Huh et al., 2011). 그러나 지각 변동 등으로 인한 지중 저장소의 파손 시 발생하는 누출 문제에 대해서는 완벽히 담보할 수 없기 때문에, 이에 대응할 모니터링 및 별도의 계획이 필요하다. 따라서, 철저한 모니터링 및 누출 방지 계획이 존재한다면, CCS 기반 감축사업의 이산화탄소 저장의 일시성은 상당히 감소 된다. 넷째, 감축량을 산정하는 방법론과 관련하여 베이스라인 대비 추가적으로 감축되는 배출량을 감축량으로 산정할 수 있으며, 포집 과정에서의 측정은 비교적 명확하다. CCS 사업 전반에 대한 배출량 측정은 각 과정별 모니터링이 필요한데, 수행 관련 배출 및 누출 모니터링을 포함하여 포집·수송·저장 과정에서의 이산화탄소 모니터링, 저장소 관리 모니터링을 통해 감축·배출되는 이산화탄소량 산정이 가능하다. 따라서, 이러한 감축유형의 네 가지 요소를 종합해 볼 때, 산업공정에서 발생한 이산화탄소를 포집 및 저장하는 기술은 ‘배출저감’ 유형으로 분류될 수 있다.

한편, CCS 기술 중에서 IPCC 배출흡수기술(NET)로 분류된 기술로 두 가지 기술인 직접대기 탄소포집저장(Direct Access Carbon Capture & Storage [DACCS]) 기술과 바이오에너지 탄소포집저장(Bioenergy with Carbon Capture and Storage [BECCS]) 기술을 좀 더 살펴보도록 하겠다. 먼저, DACCS 기술은 흡수제 또는 흡착제를 이용하여 대기 중의 이산화탄소를 직접 대규모로 포집하여 지중 저장소나 장기생산물에 저장하는 것을 말한다(Gambhir and Tavoni, 2019). DACCS 기술은 대기 중에서 이산화탄소를 포집한다는 측면에서, 점원이 ‘대기’가 된다. 베이스라인의 설정 측면에서는 DACCS 기술의 추가성 입증을 위해서는 사업범위의 명확한 설정이 필요하며, 해당 범위 내에서 설비 및 흡수 과정에서의 모니터링 및 이산화탄소 측정을 통해 기존 모델에 적용하여 감축효과를 산정한다. 이때 방법론은 WITCH 에너지 모델 등 기존 모델을 적용한다(Ibid.). 저장성 측면에서는 CCS와 마찬가지로 지중 혹은 해양 퇴적 암반층에 주입·저장하고 모니터링하기 때문에 저장이 상대적으로 영구적이다. 따라서, 감축유형의 네 가지 요소를 종합해 볼 때, DACCS 기술은 배출제거 또는 제거 유형으로 분류될 수 있다.

BECCS 기술은 바이오에너지 설비에 CCS 기술을 접목한 개념으로, 과정 자체는 일반 CCS 기술과 동일하나, 바이오에너지를 사용한다는 점이 다르다. IPCC 보고서에서는 CCS 활용과 관련하여 CCS와 BECCS를 구분하고 있는데, 두 기술의 차이는 기존 CCS 기술은 보통 화석연료 연소에 따른 이산화탄소 포집 기술을 일컫는 반면, BECCS는 바이오매스 연소에 따른 이산화탄소 포집이라는 점이다(Bui et al., 2018). 바이오매스는 생장 과정에서 공기 중의 이산화탄소를 흡수하여 그 자체로 이산화탄소 저장소의 역할을 한다. 따라서 BECCS 기술은 탄소가 포집된 원료를 에너지원으로 활용한 뒤 다시 탄소를 저장하는 것으로 대기 중 이산화탄소 제거 및 에너지 발생 효과가 있어 이중의 편익을 제공한다는 장점이 있으며, 이에 따른 총배출량은 제로 또는 마이너스 배출(흡수)이 되므로 온실가스 감축 측면에서 매력적인 기술로 여겨진다(Burns, 2018; Bui et al., 2018). BECCS 기술은 바이오매스가 대기 중의 이산화탄소를 흡수하고 있다는 점에서 점원이 대기 중의 이산화탄소로 볼 수 있다. 일시적 저장 측면에서는 산림 및 토지 흡수원에 비해 반영구적이고 저장 안정성이 높다(Bui et al., 2018). 베이스라인 및 추가성 측면에서는 논쟁적인 부분이 있는데, BECCS 기술의 원료인 바이오매스를 인위적인 작물 재배 등을 통해 얻게 될 경우 재배 과정에서 발생하는 온실가스 등에 대한 고려가 추가되어야 하기 때문이다. BECCS가 배출흡수 효과를 내기 위해서는 바이오매스 재배에 따른 이산화탄소 배출보다 BECCS 활용에 따른 제거량이 높아야 감축 효과가 있다(Burns, 2018). 따라서, 바이오매스에 대한 이산화탄소 배출 및 제거량 산출 방법론이 필요하며, 탄소포집 및 저장 과정에서의 검증과정은 CCS와 동일하다. 방법론 측면에서 BECCS 기술은 배출흡수기술 중 비교적 성숙한 기술로서 다양한 방법론이 시도되었다. 따라서, 이러한 감축유형의 네 가지 요소를 종합해 볼 때, BECCS의 감축효과가 증명될 경우, BECCS 기술은 배출제거 또는 제거 유형으로 분류될 수 있다.

우리나라의 경우, 2010년 범부처 「국가 CCS 종합 추진계획」을 수립, CCS 기술 개발에 착수하였으며, 2019년 「제3차 녹색성장계획」에서도 포집·수송·저장 기술 등의 지속적 실증 추진을 명시하였고, 2030년까지 원천기술에 대한 실증, 플랜트 기술 패키지 개발 및 상용화를 목표로 하고 있다. 포집 기술은 파일럿 규모(10MW급)에서의 석탄발전소 실증에 성공, 실증 로드맵상 2단계 설비 실증(150MW급)을 집중적으로 추진하고 있으며, 2030년 400만톤 규모의 감축을 목표로 하고 있다(Interagency, 2019b). 구체적으로 습식 포집기술은 상용흡수제 대비 35% 에너지 절감에 성공했고, 건식 포집기술은 이산화탄소 제거율이 80% 이상으로 특히 세계 최초로 상용급 ‘건식흡수제 이용 유동층 CO₂ 포집 공정’ 관련 원천기술을 확보하고 있다(Yoo et al., 2018; GTC, 2019). 저장기술은 중소규모 실증사업을 통해 대규모 실증 및 상용화를 위한 기술개발을 추진 중이며 핵심 기술 자립화 연구 중이다. 각 부처별로 국가 잠재 저장용량 평가 및 물리·지화학적 방법을 이용한 육상 저장 연구, 해상에서의 수만 톤 규모 이산화탄소 주입 실증사업 착수, 해양 이산화탄소 수송 및 저장 실증 사업 등이 추진되고 있으며(Yoo et al., 2018), 약 3억톤 규모 및 약 1억톤 규모의 이산화탄소를 저장할 수 있는 대륙붕 저장소가 있는 것으로 추산되나 실질적 저장용량은 좀 더 낮을 것으로 평가된다(Kwon and Shin, 2018). 최근 저장기술 관련 특허 출원 수는 세계적으로도 높은 수준이다(Jang et al., 2019). 지중 저장소의 경우 지진 등으로 인해 사업 추진이 다소 미진했으나(Kwon and Shin, 2018), 제3차 녹색성장계획 해양저장소의 확보 노력 역시 강조하고 있어, 산업통상자원부 등이 동해 지역에 저장소 확보를 위한 타당성 조사 등을 이어가고 있다.

한편, DACCS 기술의 경우 우리나라에서 연구 필요성은 강조되고 있으나 현 단계에서 구체적으로 추진을 명시한 바는 없으며, 이산화탄소 흡착 소재에 대한 연구는 학계 및 민간에서 진행되고 소규모 직접 포집에 대한 연구가 진행되었다(Lee et al., 2015). 그러나 DACCS 기술은 대기 중 이산화탄소를 직접 포집하는 기술 특성상, 국가 온실가스 인벤토리 및 국가 감축목표 이행 시 조직경계를 특정화하기 어려우며, 국내에 적용하기에는 경제성 측면에서 불리하다는 단점이 지적되었다(Yoo et al., 2018). BECCS의 경우 직접적으로 명시하고 있지 않으나, 「제3차 녹색성장계획」 상에는 이산화탄소 활용기술로서 생물학적 전환 기술이 언급되고 있으며, 과학기술정통부(이하, 과기정통부)가 주관하는 Korea CCS 2020 사업의 한 분야로서 미세조류 등 미생물을 이용한 이산화탄소 전환 기술 원천기술을 확보하는 등 관련 연구가 진행되고 있다(KCRC, 2015). 생물학적 전환 기술은 기존의 미세조류 개량 및 배양 기술을 활용하여 온실가스 감축잠재량이 큰 연료 및 화학원료로 활용하는 것인데(Interagency, 2019b), 미세조류 바이오매스를 탄소포집 및 저장기술과 접목시킬 경우 BECCS의 개념과 동일하다고 볼 수 있다. 이상에서 논의한 CCS 기술군에 대한 사항을 감축유형 측면에서 정리하면 다음의 Table 2와 같이 나타낼 수 있다.

Table 2.

Characteristics of CCS technology

4.2 탄소포집·활용(CCU) 기술

한편, CCU 기술은 이산화탄소를 포집한 후 신제품을 생산하는 과정이다. CCU 기술은 탄소 포집 및 활용기술로, 이산화탄소를 자원으로 인식하여 포집하고 이를 활용하여 화학제품, 광물, 바이오연료 등으로 전환·제품화하는 기술을 말한다(Choi and Ahn, 2018). 궁극적으로 이산화탄소를 자원화하고 재활용하여 새로운 부가가치 산물을 생산하는 데 목적이 있다. CCU 기술은 i) 이산화탄소 포집 및 분리 단계, ii) CCU 기술 활용제품 제조 단계, iii) 사용 및 폐기 단계로 나눌 수 있다. CCS 기술과 비교하여 CCU 기술의 장점은 이산화탄소 포집과 전환이 다른 공간에서 발생할 수 있으며, 대규모 저장소가 필요하지 않고 CCS 기술에 비해 입지조건 제약이 적다는 점이다. 이산화탄소 및 부산물을 원료로 이용하기 때문에 자원절감 효과가 존재하며 경제적 이익이 발생할 수 있다(Kim & Nah, 2019). 반면, CCS 기술에 비해 한 번에 다량의 이산화탄소를 처리하기 어려우며, 이산화탄소를 전환 및 재활용하는데 필요한 추가적인 에너지 및 자원 투입으로 인해 또다시 온실가스를 배출할 우려가 있으며, 반영구적인 이산화탄소 격리가 가능한 CCU 제품은 현재로서는 한정적이기 때문에 탄소 저감 기능이 제한적이며, CCS 기술을 대체하기는 어렵다고 여겨졌다(Roberts, 2019; Mac Dowell et al., 2017).

그러나 IPCC에서는 기술발전을 통한 CCU 기술의 활용가능성이 여전히 있다고 보고 있으며, 특히 이산화탄소를 대기에서 장기간 격리시키는 탄소기반 재료를 제품생산 원료로 사용할 경우와 저비용·저배출 에너지 생산이 가능하다면 CCU 기술이 지속가능하다고 보고 있다(IPCC, 2018). 또한 CCU 기술개발은 탄소포집 기술의 규모를 키우고 생산 비용을 낮추는데 도움이 될 수 있으며, 고비용·안정성 문제가 까다로운 CCS 기술의 문제점을 일부 해결할 수 있어 연구 및 상용화 가능성이 더 높다고 여겨진다(Kim, 2019). 원유 추출 등 CCS 기술을 이용해 추가적인 부가수입을 올릴 수 있는 지역을 제외하면, 이산화탄소 발생원과 지중저장소가 서로 다른 지역에서는 CCS 기술보다는 CCU 기술이 부가가치를 더 높일 수 있다고 보고 있다(Ibid., 2019). 이에 따라 유럽을 중심으로 다양한 CCU 기술 실증화 및 상용화 프로젝트들이 추진되고 있으며, 우리나라 역시 관련 연구개발 사업이 추진되고 있다.

CCU 기술을 감축유형을 결정하는 특징적 요소 측면에서 살펴보면, 첫째, 점원과 관련하여, 일반적인 CCS 기술과 마찬가지로 산업공정 및 에너지 생산과정에서 배출되는 이산화탄소에 대해 이를 포집하는 기술에서 시작하기 때문에 배출 점원이 명확하다. 둘째, 베이스라인과 관련하여, 기존 제품생산 시 발생하는 이산화탄소 배출량을 벤치마크로 두거나, 기준년도에 발생하는 해당 설비의 이산화탄소 배출량을 베이스라인으로 둘 수 있다. 셋째, 일시적 저장 측면에서 CCU 기술은 이산화탄소 발생원 및 이산화탄소 전환 과정에서의 에너지원, 제품의 수명 등에 따라 감축에 기여할 수 있는지를 판단하는데, IPCC 1.5°C 보고서에서는 CCU 제품 중 이산화탄소가 충분한 시간 동안 제품에 저장함으로써 이산화탄소를 격리시킨 경우 이를 CCUS 기술로 칭하며, 이산화탄소 격리 시에만 CCUS 기술이 이산화탄소 제거로 이어질 수 있다고 간주하기도 한다(IPCC, 2018, p.544). 그리고, 이산화탄소 활용을 통해 제조한 제품은 사용 및 폐기를 통해 이산화탄소가 단기간 내 다시 방출되는 경우와, 충분한 시간 동안 제품 내에 저장되는 경우로 나눌 수 있다(Yoo et al., 2018). 단기간 내 이산화탄소가 재방출 되는 경우 중 하나는 포집된 탄소를 활용한 제품이 연료인 경우가 있다. 이때 연료 사용을 통해 이산화탄소가 재방출 되기는 하지만, CCU 활용연료를 사용하지 않았다면 화석연료를 사용했을 것이기 때문에 화석연료를 대체한 효과가 있으며, 이에 따른 배출회피 효과가 있다고 본다(Ibid.). 또한, CCU 제품이 연료가 아닌 경우에도 제품 생산 단계에서 포집된 이산화탄소를 활용했기 때문에 해당 제품생산 및 사용에 대한 이산화탄소 발생 대체효과가 존재하므로 역시 배출회피 효과가 있다고 볼 수 있으며, 단, 이때 CCU 기술로 생산되는 제품은 기존 제품과 동일하거나 유사 기능을 가졌고 기존 원료가 이산화탄소가 아닌 경우를 가정한다(Ibid.). 이러한 전 과정을 볼 때 CCU 기술은 탄소저장 효과, 배출회피 효과, 이산화탄소 사용 효과를 가졌다고 볼 수 있으며, 감축유형으로는 배출저감 및 배출회피에 해당한다고 볼 수 있다. 넷째, 방법론 측면에서 베이스라인 배출량에 대해 CCU 제품 공정 과정에서 발생하는 배출량을 차감하는 방식으로 감축실적을 산정할 수 있는데, 이에 대한 공정 과정 전체의 모니터링이 병행되어야 하며, 직접적인 배출량뿐만 아니라 간접적인 배출량이나 누출에 대한 모니터링 방법론이 필요하다.

이를 종합하면, 감축유형 측면에서 CCU 기술의 탄소저장 기능을 고려할 때, CCU 기반 감축활동은 ‘배출저감’ 유형으로 포함될 수 있는 가능성을 담보하고 있다. 그러나, CCU 기술에 기반한 제품 등에 이산화탄소를 저장하는 ‘기간’이 짧을 경우, 배출저감 유형이 어려울 수 있다. 사실, 배출저감 유형으로 분류될 수 있는 가능성에 가장 많은 영향을 주는 것이 바로 CCU 기술을 적용하여 생산된 제품에 이산화탄소가 얼마나 영속성 있게 저장되는가의 여부이다. 물론, ITMO의 특성에 대한 협상에 있어서, ITMO의 특성으로 i) 실질성(reality), ii) 검증가능성(verifiability), iii) 추가성(additionality)만 포함되는 것으로 확정이 되었고 영속성(permanence)은 빠져 있다(UNFCCC 2019a, Annex para 1(a)).⁷⁾ 그러나, 협력적 접근에 참여하는 당사국들은 현재 및 향후 NDC 타임프레임에 걸쳐 감축의 비-영속성(non-permanence)의 리스크를 최소화해야 한다는 점이 합의되었다는 점을 상기할 때, 감축활동의 영속성은 중요한 요소이다(Ibid., Annex para 28(g)). 또한 공정과정에서 이산화탄소 포집 및 화석연료 대체 이후의 공정 과정상 발생하는 이산화탄소로 산업공정 전체 사이클상에서 이산화탄소 감축 효과를 입증하기 어려운 경우도 배출저감 유형이 어려울 수 있다. 최근까지 교토의정서 하의 CDM 하에서 CCU 기술에 기반한 감축사업을 인정받기 위한 첫 관문인 CCU 기술 방법론이 승인받지 못했다는 것은 상기 ‘영속성’의 문제와 ‘입증 가능성’의 문제를 모두 포괄하며, 이에 따라 ‘배출저감’ 감축유형으로 인정받는 데에 어려움이 있다. 따라서, CCU 기술은 탄소저장 기능 및 화석연료 대체 가능성에 기반하여, 보다 광범위한 범주의 감축행위를 다루는 ‘배출회피’ 감축유형으로 포함될 수 있다. 이상에서 논의한 CCU 기술 특성을 감축유형 측면에서 살펴보면 다음의 Table 3과 같다.

Table 3.

Characteristics of CCU technology

이러한 맥락 하에서 우리나라의 CCU 기술개발 및 보유 현황을 살펴보면, 2016년 탄소자원화 기술이 국가전략프로젝트로 선정되어, 범부처 단일 사업단이 발족되었다. 2017년부터 2020년까지 총 475억 원 규모의 탄소자원화 기술 개발 및 실증 연구 계획이 수립되었고, 학계 및 정부 출연 연구소를 중심으로 탄소전환을 통한 생산기술을 지속적으로 개발하고 있으며, 이에 따라 산업계의 참여도 예상된다. 탄소자원화 실증 로드맵을 통해 기술 이전 등의 성과 확산 및 온실가스 감축수단으로서 활용할 계획에 있다. 탄소자원화 분야 관련 특허 역시 국내 연구기관의 특허 출원률은 세계적으로 상위권이다(Jang et al., 2019). 탄소자원화 연구 분야로는 산업 부생가스를 분리·활용하여 원료를 생산하는 탄소전환 기술과, 발전소에서 배출된 이산화탄소를 포집·활용하는 탄소광물화 기술이 제시되어 현재 실증 연구단계에 있다(Ibid., 2019).

특히, 탄소광물화 기술에 대한 연구가 상당히 활발히 진행되고 있다. 동 연구는 탄소광물플래그십 사업을 통해 추진 중인데, 현재 세계 최초 저농도 이산화탄소 활용 복합탄산염 생산 공정기술을 개발, 소규모 실증을 완료하였으며, 본격적인 생산 실증을 거쳐 상용화를 목표로 하고 있다. 복합탄산염은 포집된 이산화탄소를 활용하여 건설자재·제지·페인트 및 정밀화학 제품 등에 활용할 수 있는 기술로써, 국내에서는 주로 슬래그나 시멘트 부산물 등 산업부산물을 원료로 사용하고 있다(GTC, 2019). 또한 탄소를 저장한 광물을 광산 채움재로 지하 공간에 충전하여 채광량 증대 및 광산 수명 연장 효과를 가져올 수 있어, 현재 강원도 및 충청도에 플랜트를 설치하고 2022년까지 실증사업 진행 예정이다(Jang et al., 2019). 이 외에도 보크사이트 잔여물을 통해 이산화탄소를 고정시킬 수 있는 보크사이트 잔여물 탄산염화 기술 등은 폐기물을 재활용할 수 있는 효과가 있으며, 이산화탄소 감축 잠재성이 높은 것으로 평가받고 있다(Ibid.).

이러한 탄소광물화 기술개발을 위한 노력과 더불어, 최근 한국지질자원연구원은 ‘차수성 시멘트활용 폐광산 차수, 채움재 실증기술’에 대해 감축사업으로 인정받기 위해 동 기술에 대한 CDM 감축사업을 위한 감축량 계산 방법론을 개발하였고, 이를 국제적으로 인증받기 위한 노력을 해왔다. 그 결과, 2020년 올해 UNFCCC CDM 방법론위원회에서 동 기술에 대한 CDM 감축사업 방법론이 승인되었다(MSIT, 2020). 이를 통해 기술 수출 가능성 및 개도국에서의 해외사업 확대, 국제탄소시장 이용 가능성이 높아졌다. 해당 기술은 발전소 발생물을 활용한 복합탄산염을 사용하여, 원료단계에서 석회석 대체원료를 투입함으로써 공정과정에서 발생하는 이산화탄소 배출을 회피할 수 있으며, 저(低) 에너지 공정이 가능하여 화석연료 사용량을 절감할 수 있다. 또한 공정 과정에서 발생하는 이산화탄소 양이 감소하는 배출저감 효과도 존재한다. 이에 대한 차수성시멘트 적용 원료에 대한 원천기술을 확보한 상태이다. 해당 기술로 기존 시멘트 10% 대체시 2030년까지 총 14백만톤의 온실가스 감축 효과를 기대할 수 있을 것으로 보고 있다(Ibid., 2020). 이는 CCU 기술에 기반한 감축사업을 통해서 감축결과물(크레딧)이 발생할 수 있는 기틀을 마련하였다고 볼 수 있다.

4.3 감축유형에 대한 우리나라 입장 수립

CCS 기술과 CCU 기술을 감축유형 요소에 기반하여 분류해 보았고, 또한 우리나라의 CCS 및 CCU 기술의 개발 및 활용 노력을 살펴 보았다. CCS와 CCU 기술의 감축유형 분류에 대한 논의 결과를 종합적으로 정리하면 다음의 Table 4와 같다.

Table 4.

Mitigation types of CCS and CCU technology

이에 기반하여, 감축유형에 대한 우리나라 협상 입장을 도출해 보도록 하겠다. 먼저, CCS 기술 측면에서 볼 때, CCS 기술은 그 종류에 따라 배출저감 유형과 제거/배출제거 유형에 걸쳐질 수 있다. 우리나라는 CCS 기술을 활용한 해외 감축사업의 실증 및 확산을 추진하고자 하는바, ‘배출저감’이라는 감축유형에 대해서는 기본적으로 지지한다. 그리고, BECCS 기술에 기반해 ‘제거’ 또는 ‘배출제거’에 대한 감축유형에 대해서도 포함될 것을 지지할 필요가 있다. 여기서 고려할 점은 우리나라에서 산림을 통한 국외감축분 확보를 지향하고 있다는 것이다. 산림청의 경우, ‘배출저감’에 대해서는 기본적으로 동의하며, ‘배출제거’에 대해서는 파리협정 및 교토의정서에 이미 등장하는 표현인 ‘흡수원에 의한 제거(removal by sink)’를 삽입해야 한다는 입장이다. 이는 흡수원이라는 표현이 식생 및 토양을 활용한 탄소 저장이라는 의미를 포함하고 있기 때문이다(Noble and Scholes, 2001). 그러나, ‘흡수원에 의한 배출제거’는 이러한 용어적 특성으로 인해 산림 및 토지에 기반한 감축활동 외에는 적용되기 어렵기 때문에, 가장 포괄적인 ‘제거’가 감축유형으로 포함되는 것이 바람직할 수 있다.

다음으로, CCU 기술 측면에서 볼 때, CCU 기술은 포집된 이산화탄소 저장 기간에 따라 배출저감 유형에 속할 수 있는 가능성은 있으나, CCU 기술이 실제로 배출저감 유형으로 분류된 적은 지금까지 없었다, 일시적 저장의 특성 및 엄격한 방법론의 부재로 인해, CCU 기술은 배출회피 유형에 속할 가능성이 더 높다. CCU 기술에 대한 개발·활용·해외확산을 적극 추진하고 있는 우리나라는 기본적으로 CCU 기술에 기반한 감축사업이 되도록 파리협정 제6.2조 협력적 접근 및 6.4조 메커니즘 하에서 인정받는 것이 목표이다. 따라서, CCU 기술에 대한 CDM 감축사업 방법론을 개발하고 2020년 CDM 방법론 위원회에서 인정받음으로써 CCU 기술도 ‘배출저감’으로 인정받을 수 있는 첫 관문을 열었다고도 볼 수 있다. 물론, 이는 다양한 CCU 기술 중 상대적으로 저장의 영구성이 확보된 기술인 ‘차수성 시멘트활용 폐광산 차수, 채움재 실증기술’에 한정되어 있기는 하다. 따라서, 향후 ‘일시적 저장’ 기술을 발전시켜 저장이 영구성을 높이고 동시에 CCU 기술을 활용한 감축사업에 대해 감축량을 계산하는 ‘방법론’ 연구를 추진할 경우, CCU 기술에 기반한 사업이 역시 ‘배출저감’ 감축유형으로 인정받을 수 있는 가능성이 높아질 수 있다. 그러나, CCU 기술에 대한 감축사업 방법론에 대한 승인이 이제 이루어지고 있는 상황에서, 이는 시간이 다소 소요될 것으로 보인다. 그리고, 이 방법론 개발에도 상당한 시간과 비용이 소요된다. 따라서, CCU 기술을 감안한다면, 우리나라는 ‘배출회피’가 감축유형으로 포함되어야 한다고 대외적으로 강력히 주장할 필요는 없으나, ‘배출회피’가 포함될 수도 있다는 긍정적 입장을 수립할 수 있다. 물론 ‘배출회피’에 포함되는 활동이 산불방지 등도 존재하는데, 이러한 활동에 기반한 사업을 통해 생산된 ITMO를 ‘배출제거’ 차원의 감축사업을 통해 생산된 ITMO와 동일한 품질의 ITMO로서 시장에서 거래되는 것은 사실상 바람직하지 않다. 따라서, ‘배출회피’가 감축유형으로 인정될 경우, 이 때에는 배출회피로서 인정받기 위한 최소한의 기술적 요건 또는 기술 리스트가 마련될 필요가 있다고 추가적인 입장을 세울 필요가 있다.

5. 결론

동 논문은 파리협정 제6조 세부 이행규칙 관련 협상 현안인 ITMO 생산을 인정받을 수 있는 ‘감축유형’과 관련하여, 현재 논의중인 i) 배출저감, ii) 제거/배출제거/흡수원에 의한 배출제거, iii) 배출회피 유형에 대해, 우리나라의 CCUS 기술의 개발 및 활용 관점에서 우리나라가 지지해야 할 감축유형에 대해서 분석하였다. 동 분석을 위해, 감축결과물로 인정받는 데에 필요한 네 가지 특성인 실질성, 추가성, 영구성, 검증가능성 각각으로부터 감축활동 유형에 영향을 주는 네 가지 요소로 i) 구체적인 감축활동 점원, ii) 엄격한 베이스라인, iii) 일시적 저장의 인정 수준, 그리고 iv) 감축활동의 결과를 산정하는 데에 필요한 방법론을 도출하였고, 이를 토대로 감축유형을 구분하는 분석틀을 설정하였다. 그리고, 이 틀에 따라 CCS 기술과 CCU 기술을 네가지 요소에 따라 분석하여 각기 어떠한 감축유형에 속하는 지 파악하고, 우리나라가 보유 및 개발한 기술 수준을 살펴보았다. 동 분석 결과에 기반하여, 우리나라가 지지해야 하는 감축유형과 구체적인 협상입장을 도출하였다.

분석 결과, CCS 기술은 화석연료 연소에 따른 CCS 기술과 더불어 직접공기포집 기술인 DACCS 기술과 바이오에너지를 활용한 BECCS 기술 등을 포함하고 있는데, 전자의 일반적인 CCS 기술은 ‘배출저감’ 유형으로, DACCS 및 BECCS 기술은 ‘제거’ 유형으로 분류될 수 있다. 우리나라의 CCS 기술은 아직 연구개발 및 실증 단계에 머물러 있으나, 화석연료 발전소 및 산업공정시설에 적용할 수 있는 CCS 기술을 보유하고 있으며 상용급 원천기술을 확보하는 등 그 기술 수준이 세계적으로도 높은 편으로, 실증 사업을 확대하고 있으며 상용화를 추진하고 있다. 또한 미세조류를 이용한 이산화탄소 전환 관련 원천기술을 확보하는 등 생물학적 전환 기술 연구가 진행되고 있어, 바이오에너지를 활용한 CCS 기술의 접목 가능성 역시 배제할 수 없는 상황이다. 이에, ‘배출저감’과 ‘제거’가 감축유형으로 포함될 필요가 있다는 협상 입장을 도출하였다. 이에, CCS 기술 측면에서는 ‘배출저감’ 및 ‘제거’ 유형이 포함되어야 한다는 결론에 도달하였다.

한편, CCU 기술은 제품 생산 과정에서의 탄소배출을 줄일 수 있다는 측면에서 배출저감 유형의 가능성과 함께, 대기 중 탄소 배출을 회피할 수 있다는 측면에서 배출회피 유형으로 분류될 가능성도 존재한다. 그러나, CCU 기술의 경우 CCU 기술 기반 제품의 탄소저장의 임시성에 대한 우려가 있다. 또한, 탄소배출 회피와 관련하여 직접적인 배출량 뿐만 아니라 간접적인 배출량이나 누출에 대한 엄격한 모니터링 방법론이 필요한다. 따라서, CCU 기술을 적용한 감축사업이 배출저감 유형으로 분류되는 데에 어려움이 있을 수 있다. 우리나라의 경우 국가전략프로젝트를 통해 탄소자원화 기술 개발 및 실증 연구가 진행 중에 있으며, 특히 탄소광물플래그십 사업을 통한 탄소광물화 제품 활용 및 탄소 저장 관련 기술 연구가 활발하게 진행 중이다. 최근 국내 탄소광물화 기술 감축사업이 CDM 감축사업 방법론으로 승인되었는데, 국내 CCU 기술을 활용한 배출저감 기술이 국제적으로 인정받았다는 측면에서 의의가 있다. 이에, 우리나라의 CCU 기술 상황, 향후 기술개발 및 감축사업 방법론 개발 가능성을 고려할 때, 우리나라는 ‘배출저감’ 만이 포함되어야 한다고도 볼 수 있다. 그러나, 수많은 CCU 기술 중 일부 기술 만이 배출저감으로 인정받고 있으므로, CCU 기술 기반한 활동들에 기반한 조건부적 접근에 기반하여 ‘배출회피’ 역시 감축유형으로 포함될 수 있도록 가능성을 열어놓는 것도 전략적 대응방안일 수 있다.

이러한 상황을 종합할 때, 2021년 파리협정 제6조의 세부이행규칙 협상을 앞두고, CCUS 기술 측면에서 ‘배출회피’에 대한 입장은 CCS 및 CCU 기술은 하나의 감축유형에 국한되어 있지 않으며 다양한 감축유형에 걸쳐져 있다고 보아야 할 것이며, 이에 따라 우리나라의 감축유형 협상 입장은 감축유형에 대한 다양성을 지지하는 것이 기본이 되어야 할 것이다. ‘배출저감’ 유형은 CCS 및 CCU 기술의 기본적인 감축유형으로서 지지하는 것이 타당하며, ‘제거/배출제거/흡수원에 의한 제거’ 유형에 대한 입장은 부처별로 다소 차이가 있는데, 우리나라 CCS 기술의 파리협정 제6조 메커니즘 상에서의 활용 가능성을 극대화할 수 있도록 포괄적인 의미의 ‘제거’ 유형을 지지하는 것이 유리할 것으로 판단된다. 배출회피 감축유형의 경우 ITMO 품질에 대한 방법론적 논란이 존재하지만, CCU 기술이 개발 초기 단계에 있다는 점, 방법론 개발에 상당한 시간이 필요하다는 점을 고려할 때, 현재 단계에서 배출회피 유형을 배제하는 것은 향후 CCU 기술 개발을 배출저감 기술로만 국한시킬 염려가 있다. 따라서 우리나라는 감축유형으로써 배출저감 및 제거 유형을 지지하되, ‘배출회피’가 감축유형으로 포함되어야 한다고 적극적으로 주장하기보다는 ‘배출회피’ 유형이 포함되는 것에 대해서 긍정적인 입장을 보유하고 이를 주장하는 다른 나라를 지지하거나, 또는 ‘배출회피’가 포함되더라도 이에 대해서는 제한적인 기술군 또는 기술 기반 활동(CCU 기술 포함)을 조건으로 하는 ‘조건부 배출회피’에 대해서만 받아들일 필요가 있다.

향후 연구는 감축유형에 대한 기존의 국내·외적으로 이미 설립 및 운영된 국제탄소시장 제도에서 ‘감축유형’이 어떻게 규정되었는지를 살펴볼 필요가 있을 것으로 보인다. 이러한 ‘제도적 측면’에서 접근한 연구를 통해, 우리나라의 협상 입장에 대해서 모색할 뿐만 아니라 향후 우리나라의 탄소시장 제도인 배출권거래제 및 한국형 시장 메커니즘에서의 감축유형에 대한 대응방안 역시 도출될 수 있을 것으로 예상된다.

Acknowledgments

본 연구는 한국연구재단 2019년도 연구과제 「탄소광물화 기술의 국제기구 연계 해외 기술이전 및 사업화 연구(N19008)」, 녹색기술센터 2019년도 연구과제 「UNFCCC 하 기술 관련 제도 분석 및 기술 메커니즘 활성화 연구(C19231)」, 그리고 녹색기술센터 2020년도 연구과제 「녹색·기후 기술 협력을 위한 국제 및 국가 정책·제도 분석 연구: UNFCCC·IPCC·SDG·CPS를 중심으로(C19231,C20211)」 지원에 의해 수행되었습니다. 또한, 동 연구는 2020년 한국환경정책학회 추계학술대회에서 ‘파리협정 제6조 국제탄소시장의 감축유형 규정에 대한 우리나라 협상 입장 수립 연구: 탄소포집·활용·저장(CCUS) 기술 기반 감축사업 측면에서’라는 제목으로 발표되었습니다.

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