1. 제 목
기후변화 탄소중립 실행 분야 첨단기술
2. 사업의 목적 및 필요성
1) 목적
(1) 지구온난화 기후변화 대응 탄소중립을 위한 대기의 이산화탄소 농도 저감
및 탄소배출 제거를 위한 해외 실행 기술 정보수집
(2) 미국 에너지성(DOE) 등 NETL 연구소의 탄소중립을 위한 에너지 사용
기술정보수집
(3) 미국 대기과학연구소(NCAR) 등 국외 탄소중립 관련 과학적 기후변화
예측기술 정보수집
(4) 대기 온실기체 항공기 관측용 첨단기기 사용 및 기후변화 대응 인공강우
기상조절 실행을 위한 선진국 경험 자료와 첨단 기술정보 수집.
2) 필요성
ㅇ기후위기와 코로나 팬데믹의 복합위기 시대, 세계적으로 ‘탄소중립(Carbon Neutral)’이
생존전략으로 급부상, 세계 137개국이 탄소중립을 선언하였다.
우리나라도 탄소중립위원회가 구성되어 2030년 국가 온실가스 발생(NDC) 감축 목표를
26%(2018년 대비)에서 40% 목표로 상향 조정하고 2050년까지 탄소 넷 제로를 달성하는
로드맵 계획을 발표하였다.
ㅇ기후변화는 지구 평균기온이 2℃이상 수준으로 상승하면 인간의 노력으로 감당
할 수 없는 지구생태계가 회복할 수 없는 극한수준, 기후급변점(tipping point)이
존재한다.
-2050년까지 탄소중립으로 이런 급변점 이하의 수준에서 지구 기온상승을 안정
시켜야 한다. 이를 위하여 과학적 방법으로 온실가스 배출을 감축해야 한다.
ㅇ탄소중립과 연관된 문제는 에너지활용, 이산화탄소 고정, 도시구조와 숲 조성,
방사능 문제와 주변국 미세먼지 이동, 건강 문제, 목축업과 벼논 영농방법,
태양에너지 변화와 우주개발 등 모든 분야와 상관되어 있어 해결방안으로 과학
적으로 해결함이 유일하다.
ㅇ탄소중립의 성공적 달성에는 정확한 관측자료를 바탕으로 기후변화를 과학적으로
예측하고 이를 위하여 국내의 관측자료와 국외의 관측 및 예측 기술을 비교하고
새로운 방법을 도입하여야 한다. 기상청은 첨단장비를 이용하여 한반도를 중심으 로 한 동북아 지역 기후환경을 항공기로 첨단 장비에 의거하여 대기의 온실기체를
관측함으로써 이를 근거로 미래의 기후변화를 수치모델에 적용하여 예측하고 있다.
또한 인공강우 기상조절 기술을 활용하여 화학적 미세먼지를 제거하고 산림 등 숲
조성을 위하여 강수를 증가시키는 노력이 수행되고 있다. 그러나 아직은 경험
적 자료와 과학적 전문경험 부족으로 실용화에 다다르지 못하고 있다.
ㅇ 도시는 세계가 점점 더 도시화 됨에 따라 파리협정의 기후변화 목표를 달성하 는 핵심적인 역할을 한다. 탄소중립 및 스마트 도시를 위한 유럽연합 EU 임무
위원회(European Commission, 2020)는 "2030년까지 기후중립 도시 100개 달성“
을 목표로 설정하였다. EU의 임무는 2030년까지 탄소중립을 향한 체계적인 변
화에서 100개의 유럽 도시를 지원, 홍보 및 전시하고 이 도시를 모든 도시의
실험 및 혁신 허브로 만드는 것을 제안하고 2050년까지 유럽의 도시를 탄소중
립으로 만들기 위한 유럽 그린 딜 전략을 확정하였다.
ㅇ 2018년부터 정부의 스마트시티 사업이 추진되고 있지만 인간활동의 영향을 가장
크게 받는 도시의 탄소배출에 대한 파악과 대응은 매우 부족하다. 특히 미국,
유럽, 일본 등 스마트시티 디자인이 도시기후를 중심으로 수행되고 있는 선진국
에 비하여 우리의 스마트시티 개발 사업의 방향은 크게 다른 방향으로 나아가고
있다.
ㅇ 에너지 부분에서 이산화탄소 제거(Carbon Dioxide Removal, CDR)는 미국 에너
지부(DOE)의 교차 연구(Crosscutting Research), 개발 및 실증(RD&D) 영역이다.
화석 에너지 및 탄소 관리 사무소(FECM), 에너지 효율 및 재생 에너지 사무소
(EERE), 과학 사무소 및 ARPA-E(Advanced Research Projects Agency-Energy)는
CDR에 기존 노력을 기울이고 있다. 이러한 조정된 노력은 DOE의 Energy
Earthshots Initiative 내의 세 번째 목표인 Carbon Negative Shot에 기여한다. 이
목표는 2050년 까지 미국에서 순 제로 배출량을 달성하기 위해 규모에 따라 여
러 CDR 접근 방식이 활성화되어야 한다. DOE는 다양한 CDR 접근 방식을 개
발하고 있다. 지속 가능한 저장을 통한 직접 공기포집(DAC), 바이오매스 탄소
제거 및 저장(BiCRS), 강화된 광물화, 해양 기반 CDR, 토양 탄소 저장, 조림/재
조림 등. 이러한 접근 방식은 함께 2050년까지 Giga 톤 규모의 제거를 달성하
고 2050년까지 온실가스(GHG) 중립 경제, 2035년까지 탄소 공해 없는 전력 부
문 및 50%의 야심찬 목표를 설정하여 추진 중이다.
ㅇ 현재 우리나라의 탄소중립을 위한 성과는 OECD 국가에서 32위이다. 탄소중립
도시설계, 에너지 활용(ESS), 탄소포집기술(Carbon Air Capture, CAC), Carbon
Capture Utilization Storage(CCUS), ICT 문제, 화학반응에 의한 미세먼지 제거, 기상
조절 등 과학적 접근이 시급하다. 선진국의 개발된 과학적 정보를 활용하여야 한
다.
3. 사업의 내용 및 범위
본 사업은 기후변화 대응 탄소중립을 위하여 국가에서 수행하여야 할 사업과 이에 관련된 과학 및 기술정보를 국제적으로 가장 앞서고 있는 미국과 캐나다에 있는 관련 연구기관과 사업 수행기관을 방문하여 기술정책과 전략 그리고 기술내용을 파악하고 정보를 수집하고자 한다. 특히 관련 전문기관과 전문가를 소개 함으로서 향 후 국내의 탄소중립 관련 국가 업무 부서와 전담 기관은 반드시 참고하여 조속한 성공적 탄소중립 실행하는데 기여하고자 한다. 정보수집 목적과 방문 기관은 다음 표와 같다.
방문목적
방문기관 및 전문가
자문내용
방문일시
1
대기 중 CO2를 포집하는 배기관으로부터 저비용 폴리머 사용과 Biomass BECCS 기술.
Daniel Sanchez, Ph. D, Haiyan Mao, Ph. D
Carbon-Direct, Oakland, CA, USA
University of California at Berkeley
Reduce, remove, and monitor carbon emissions with Carbon Direct's science-baked carbon management platform 기술과 경험
2022년
9월
26-27일
2
Carbon Capture
실행기술 정보수집
(Biomass 활용 기술)
Naoko Ellis 교수
Department of Chemical and Biological Engineering, Univ. of British Columbia, Vancouver, Canada
Biomass carbon capture and storage 기술과 탄소 저감 기술의 효력 및 경제성을 예측하고 정책 개발에 도움을 주기 위한 system dynamic modeling 연구
2022년
9월 28일
(수) 오전
3
CO2공기 직접 포집
(Direct Air Capture, DAC) 기술 정보
International Business Development:
Doug Rae 박사, Policy and Engineering Lead: Adam Baylin-Stern
Carbon Engineering, Vancouver, Canada
대기의 이산화탄소 포집, 운반, 저장 및 활용관련 직접공기 포집 및 저장(DACC) 기술의 효과 및 비용대비 자료
2022년
9월 28일
(수) 오후
4
기후변화 예측, 온실기체 측정 및
인공강우 기술정보 수집
Roelof Bruintjes박사
미국 대기과학연구소(National Center for Atmospheric Research, NCAR) Boulder, CO.
기후변화 대응 인공강우의 효과적인 실행을 위한 경험, 항공기 이용, 기술 및 온실가스 측정, 기후변화 예측 기술
2022년
9월30일(금)
5
온실가스 및 대기물리 특성 항공기 측정 정보 수집
Dr. R. Paul Lawson, Mr. Don Stone
SPEC Inc., Boulder, CO.
온실기체 측정 첨단기기, CRDS, SP2, Thermo장비 항공기 활용 정보 수집
2022년
9월30일(금)
6
항공기 기상조절 실시 현장 방문
The United States Air Force Academy.
(미국 공군사관학교)
항공기를 이용한 기상조절 실험 협력 현장
2022년 10월 1일(토)
