Sumitomo SHI FW 탄소포집 기술

SFW(Sumitomo SHI FW)의 Carbon Capture(탄소 포집, CC) 기술 개발 현황은 **HPC+ (Hot Potassium Carbonate)**와 **CaL+ (Calcium Looping)**이라는 두 가지 주요 기술을 중심으로 진척되고 있습니다. 

 

1. HPC+ (Hot Potassium Carbonate)

• 기술 개요: 고온 상태에서 탄산칼륨 수용액을 사용해 이산화탄소(CO₂)를 선택적으로 포집하는 기술.
• 장점:
  • 기존 아민계보다 부식성이 낮고, 운전비용이 적음.
  • 고온에서도 안정적으로 작동
• 적용 사례:
  • 스웨덴 VEAB Bio-CHP 및 Mälarenergi WtE에서 실증 완료.
  • 테스트를 통해 Bio-CHP에는 적용 타당성이 입증되었고, WtE는 현재 샘플 분석 중.

2. CaL+ (Calcium Looping)

• 기술 개요: 탄산칼슘(CaCO₃) → 산화칼슘(CaO) → 다시 CaCO₃로 순환하며 CO₂를 포집하는 고체 흡수제 기반 기술.
• 장점:
  • 고온 환경에서도 안정적이고 반응 속도 빠름.
  • 철강 산업처럼 환경이 극심하게 변하는 현장에서도 적용 가능.
• 진행 상황:
  • 스웨덴 Luleå에 있는 SWERIM에 실증 설비 설치 준비 완료.
  • EU 프로젝트 CalBy2030의 일환으로 운전 예정.

 

한국시장 적용 가능성 및 전략

✅ 한국 시장에서의 기술 수요

• 한국은 탄소중립 2050 달성을 위해 철강, 발전, 시멘트 등 고배출 산업 중심으로 CC 기술 도입을 추진 중입니다.
• 특히:
  • 열병합발전소 (지역난방 중심) → HPC+ 타겟 가능
  • 폐자원 에너지화 설비 → WtE 적용 가능
  • 제철소 (POSCO, 현대제철 등) → CaL+의 주요 타깃

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📌 한국 시장 정착 전략 제안

1. 산업별 시범사업 공동 진행

• POSCO, 현대제철 등과 CaL+ 실증 프로젝트 추진
  • 정부과제와 연계된 "친환경 제철 기술 개발 프로젝트"에 편입 가능
• 지역난방공사, GS파워 등과 HPC+ 시범사업 협력
  • 국내 Bio-CHP, WtE 시설과의 공동 실증으로 레퍼런스 확보

2. 정책 연계 및 R&D 자금 확보

• 탄소국경조정세(CBAM) 대응 수단으로 EU 기술로서의 강점 부각
• 한국의 탄소포집·활용·저장(CCUS) 로드맵에 맞춘 R&D 예산 신청

3. 현지 파트너십 확보

• 환경·플랜트 엔지니어링 기업 (두산에너빌리티, 한화파워시스템, 현대건설 등)과 협력
• EPC(설계·조달·시공) 관점에서 기술 상용화 및 스케일업

4. 기술 인증 및 규제 대응

• 국가 온실가스 감축 인증제도(K-ETS) 등록을 위한 검증 절차 사전 준비
• 실증 데이터 기반의 기술표준화 문서 확보 필요

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📈 결론

SFW의 HPC+와 CaL+는 에너지 효율성과 환경 규제 대응력 측면에서 한국 시장에 매우 적합한 CC 기술입니다. 한국 내에서의 실증 및 상용화를 위해서는 현지 유관 기업·기관과의 협력, 정부 지원 과제 연계, 그리고 규제·인증 대비를 철저히 수행하는 것이 핵심입니다.

 

다른 탄소 포집 기술과의 특징정 강점 및 약점

✅ 1. HPC+ (Hot Potassium Carbonate Plus)

🔹 개요

• 고온(100~140℃)에서 작동하는 무기염 기반 흡수식 CO₂ 포집 기술
• 주로 **산업 열원(Bio-CHP, WtE 등)**에 적용 가능
• SFW는 Capsol Technologies의 CapsolGo 장비로 시험 완료 (스웨덴 2곳)

🔹 경쟁 기술 대비 강점

강점설명

고온에서도 안정적 작동	MEA(모노에탄올아민) 같은 아민 기반 기술은 70~80℃에서 작동, HPC는 그보다 높은 온도 환경에서도 작동 가능 → 산업폐열 재활용 용이
낮은 용매 손실	아민계 흡수제 대비 휘발성과 부식성이 낮아 운영비 절감
낮은 부식성	설비 수명 연장, 재질 제약이 적음
상대적 저에너지 소모	용매 재생에 필요한 증기 에너지가 MEA보다 낮은 경우 존재

 

🔹 약점

약점설명

흡수 속도 느림	아민류보다 CO₂ 반응속도 느림 → 큰 장치 필요 (CAPEX 증가)
낮은 저농도 처리 성능	연소가스 내 CO₂ 농도가 낮을 경우 포집 효율이 저하될 수 있음
기존 공정과 통합 어려움	기존 연소 시스템과 열 통합 설계에 기술적 제약 가능

 

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✅ 2. CaL+ (Calcium Looping Plus)

🔹 개요

• 석회석(CaO)을 사용해 고온(600–900°C)에서 CO₂를 고체로 포집하고, 회화(CaCO₃)에서 열분해하여 재생하는 방식
• SFW는 제철소 대상으로 SWERIM (스웨덴)에서 시범 설비 구축 중 (EU CalBy2030 프로젝트 포함)

🔹 경쟁 기술 대비 강점

강점설명

고온 산업공정과 궁합이 좋음	철강, 시멘트, 소각로 등 고온 산업에서 폐열 활용 용이
흡수제가 저렴하고 풍부	CaO(석회석)는 저비용, 재활용 가능 자원
고농도 CO₂ 생산 가능	재생 시 거의 순수한 CO₂ 배출 → 압축 및 저장 용이
MEA 대비 스케일업 용이	고체 기반 기술로 대규모 처리 가능성 높음

 

🔹 약점

약점설명

흡수제 성능 저하 문제	CaO의 반복 재사용 시 반응성이 저하됨 (포어 구조 붕괴 등)
고온 요구 → 에너지 소비	흡수·재생 모두 고온 필요 → 추가 열원 필요 (폐열 통합 필요)
슬러지/폐기물 처리 문제	고형물 관리 필요, 환경 규제 고려

 

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✅ 경쟁 기술들과의 비교

기술작동온도포집 효율운전비적용 산업장점단점

MEA (모노에탄올아민)	저온 (40~80℃)	높음 (90%↑)	높음	광범위 (가스, 발전 등)	상용화 성숙도 높음	고에너지 소모, 부식, 용매 손실
HPC+	중온 (100~140℃)	중간~높음	낮음	Bio-CHP, WtE	내열성, 저부식성	느린 흡수속도, 대형 설비 필요
CaL+	고온 (600~900℃)	높음	중간	제철, 시멘트 등	고농도 CO₂, 저가 흡수제	고온 필요, 흡수제 열화
PSA, TSA (물리적 흡착)	다양	낮음~중간	낮음	저압/저농도 적용	간단함, 용매 無	고순도 필요, CO₂ 저농도에 취약

 

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✅ 종합 분석 및 시사점 (특히 한국시장 관점)

구분HPC+CaL+

한국 산업 적용성	수도권 WtE·바이오매스 시설에 적합	포스코 등 제철소/시멘트 고온 산업에 적합
적합한 환경	중간 온도, 비교적 깨끗한 연소가스	고온 폐열 활용 가능한 환경
시장 장벽	MEA 대비 낮은 인지도	아직 상용화 미완료, 파일럿 단계
성장 가능성	공공열병합 시장에서 기회	EU에 이어 한국 제철소 탄소중립 목표에 적합

 

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🔚 결론

• **HPC+**는 현재 시장에서 널리 쓰이는 MEA 기술의 대체재로 특히 중간 온도 환경에 적합하며, WtE, 바이오매스 기반 시설에 유리합니다.
• **CaL+**는 제철/시멘트 산업 등 고온 폐열 활용이 가능한 산업군에 적합하며, 고체 기반 기술로 장기적으로 대규모 포집에 유리합니다.
• 두 기술 모두 상용화 단계 전환에는 추가 검증과 설비 통합 설계 최적화가 필요하나, 국내 산업군의 구조적 특성과 맞물려 유망한 포지션을 차지할 수 있습니다.