산업 탈탄소화의 기반

지구 온실가스(GHG) 배출로 인한 기후 변화에 대처하기 위해서는 탄소 배출량을 줄이기 위한 긴급한 조치가 필요합니다. 프로세스 산업은 주요 배출원이며, 모든 부문에서 탈탄소화 노력은 2050년까지 탄소 순배출 제로 목표를 달성함으로써 배출량을 줄일 수 있는 강력한 잠재력을 가지고 있습니다. 탄소 배출량이 많은 산업이 전체적으로 배출량을 절반으로 줄일 수 있다면(이는 향후 수십 년 내에 달성 가능한 목표입니다), 전 세계 배출량을 거의 15%까지 줄일 수 있습니다.

산업 탈탄소화를 위한 기반을 구축하기 위해서는 모든 산업 분야에서 글로벌 리더십과 조정이 필요할 뿐만 아니라, 수소 및 기타 대체 연료와 같은 혁신적이고 깨끗하며 신흥 기술에 대한 대규모의 목표 지향적 투자가 필요합니다.

전기, 열, 운송을 포함한 전체 에너지 부문은 전 세계 온실가스 배출량의 약 4분의 3을 차지합니다. 산업 부문에서 사용되는 에너지는 전체의 약 1/3을 차지하며, 그 중에서도 철강 제조, 화학 및 석유화학 처리, 제약 제조, 석유 및 가스 생산, 시멘트 제조 부문이 상당한 부분을 차지합니다.

음식 및 음료, 알루미늄과 같은 비철금속, 펄프 및 제지, 기계 가공, 광업, 채석업, 건설, 섬유, 목재 제품 및 자동차 제조 산업도 산업 배출에 기여하는 중요한 산업입니다.

모든 산업 시장에서 핵심적인 역할을 하는 운송도 상당한 온실가스 배출의 원인이 되고 있습니다. 이는 화석 연료를 태워서 운송 활동을 위한 동력을 얻는 직접적인 배출 외에도 전기 자동차를 위한 전기 생산(간접 배출)에 부분적으로 기인합니다.

도로 운송은 휘발유와 경유를 태워서 발생하는 전 세계 배출량의 상당 부분을 차지합니다. 도로 운송 배출량의 약 60%는 승객의 이동에서 비롯되고, 나머지 40%는 도로 화물 운송에서 발생합니다.

항공, 해상, 철도 운송은 나머지 운송 관련 배출량을 차지합니다. 마지막으로, 제대로 건설되지 않았거나 유지보수가 되지 않은 누출 파이프라인은 직접적인 비산 배출을 유발할 수 있으며, 주로 매우 강력한 온실가스인 메탄을 배출합니다.

전반적으로, 공공 시설은 기존 발전소에서 석탄, 석유, 천연가스를 연소함으로써 온실가스 배출의 가장 높은 비율을 차지합니다. 따라서, 청정 발전 기술로의 전환은 탄소 배출을 줄이기 위한 필수적인 경로입니다.

전 세계 산업계의 탈탄소화 목표는 일반적으로 “2050년까지 탄소 순배출 제로”로 받아들여지고 있습니다. 그래프에서 볼 수 있듯이, 산업 배출량 감소에 진전이 있었습니다. 그러나 모든 계획이 탄소 순배출 제로를 위한 노력은 아닙니다.

산업 공장의 탄소 배출량을 줄이는 여러 가지 방법이 있으며, 각 방법에 대해서는 다음 섹션에서 설명합니다.

글로벌 리더십과 무역 조정

글로벌 리더십 그룹은 온실가스 배출을 줄이기 위한 방법을 고안해 왔으며, 특히 기업을 위한 기후 영향 목표를 설정하는 과학 기반 목표 이니셔티브(SBTi)를 개발했습니다. SBTi는 탄소정보공개프로젝트(CDP), 유엔글로벌콤팩트(UN Global Compact), 세계자원연구소(World Resources Institute), 세계자연기금(World Wildlife Fund)이 설립한 글로벌 이니셔티브입니다. 과학 기반 목표는 기업과 국가가 현재 온실가스 배출량을 측정하고, 탄소중립 프로그램을 계속 진행하기 위해 필요한 감축량을 결정하는 데 사용할 수 있는 편견 없는 측정 목표를 제공합니다. 엔드레스하우저는 2023년부터 SBTi의 회원으로 활동하고 있습니다.

혁신적인 청정 기술과 에너지 효율에 대한 투자

2050년까지 탄소중립과 같은 야심 찬 목표를 달성하기 위해 기업들은 탈탄소화 계획을 즉시 계획하고, 기술이 의미 있는 결과를 산출할 수 있게 되면 이를 가속화해야 합니다. 이러한 목표를 달성하기 위해 정부와 민간 기업은 녹색 수소, 태양열, 풍력, 수력, 조력, 원자력 등 청정에너지 기술에 투자하고 있습니다.

현재 이러한 기술 중 일부는 다른 기술보다 신뢰성이 떨어지기 때문에 임시적인 공백을 메꾸기 위해 주의를 기울여야 합니다. 이러한 모든 기술은 탄소 중립적입니다. 즉, 유해한 대기 배출물을 생성하지 않습니다. 또한, 산업계는 불필요한 배출물을 모두 생성하는 누출과 같은 공정상의 폐기물과 오작동을 줄이기 위해 노력해야 합니다.

수소를 통한 탈탄소화를 위한 현재 및 신흥 기술과 실천

그린 수소는 완전히 지속 가능하며, 사용이나 생산 과정에서 온실가스를 배출하지 않습니다. 쉽게 저장할 수 있고, 매우 다재다능하며, 합성가스나 전기 같은 다른 제품과 결합할 수 있습니다.

그러나 기후에 이로운 점에도 불구하고, 수소에는 단점도 있습니다. 우선, 다른 친환경 에너지 원에 비해 생산과 사용 비용이 높습니다. 또한, 확장성과 물류 체인에서의 위치에 대한 우려가 있습니다.

수소는 유망한 에너지로, 육상 및 해상 운송 사업자들이 연구 개발에 투자하고 있습니다. 발전 시설도 천연가스 운영을 수소로 대체하거나 보완하는 방법을 모색하고 있습니다. 또한, 수소를 기존 파이프라인 네트워크에 혼합하여 배기가스를 줄일 수 있습니다.

열 회수 및 부문 결합

효율적인 탈탄소화를 위해서는 전기에 대한 다양한 재생 에너지 기술이 필요합니다. 이는 특히 난방, 냉방 및 열 회수 기술에 해당되며, 열병합 발전(CHP), 열병합 발전소 및 지역 난방과 같은 전통적인 결합 기술에도 해당됩니다. 난방 및 냉방 부문은 탈탄소화 노력에서 전기 부문보다 10% 뒤처져 있습니다.

난방 부문의 탈탄소화는 유럽, 북미, 인도, 중국과 같은 인구 밀집 지역에서 특히 중요합니다. 이들 지역의 최종 에너지 소비량의 4분의 1에서 절반을 차지하고, 나머지 국가들의 탄소 배출량의 상당 부분을 차지하기 때문입니다.

난방 및 냉방 부문은 재생 가능 에너지 원의 사용을 늘림으로써 온실가스 배출량 감축에 기여해야 합니다. 전력, 난방, 운송 운영을 보다 중앙 집중식으로 관리되고 상호 의존적인 시스템에 통합하여 에너지 효율을 최적화하는 부문 연계 노력도 이 목표에 기여합니다.

직접 및 간접 전기화를 활용하면 에너지 저장 시스템에서 전력을 줄이고 재사용하는 기능과 함께 이러한 부문의 에너지 활용 민첩성을 높일 수 있습니다.

탄소 배출량 제로를 달성하기 위한 산업 탈탄소화 계획

산업 전반의 탄소 배출량을 줄이는 것은 공적 및 사적 이해관계자를 포함한 다양한 시장 부문의 의견을 필요로 하기 때문에 진공 상태에서 이루어질 수 없습니다.

탄소 배출량 감소는 개별 기업에 재정적 비용을 초래하기 때문에, 이 분야에서 성공하려면 규제와 인센티브가 필요합니다. 동일한 제품을 생산하면서 에너지와 원자재 소비를 줄이기 위해 공정을 수정하는 등 일부 변경 사항은 자체 자금으로 충당할 수 있습니다. 그러나 많은 탄소 배출량 감소 노력은 장기적으로도 재정적으로 실현 가능하지 않습니다. 이 경우 추진력을 높이기 위해 외부 크레딧이 필요합니다.

지난 20년 동안 이 활동에 대한 정치적, 사회적 압력이 증가하고 있으며, 그 결과가 나타나기 시작했습니다. 그러나 현재의 단편적인 진전 속도로는 2050년까지 탄소중립을 달성하려는 목표에 도달하지 못할 것으로 예상되므로, 순환성을 높이기 위해 전 세계적으로 인센티브를 도입해야 할 수도 있습니다.

또한, 모든 산업 부문은 온실가스 배출량을 늘리지 않으면서 필요한 에너지를 공급하기 위해 그린 수소, 수력, 태양열, 풍력, 조력(아직 개발 중), 원자력을 포함한 다양한 저탄소 에너지원을 이용할 수 있어야 합니다. 친환경 에너지 공급 외에도, 탄소 포집 및 저장 기술은 조직의 배출량 감소 노력을 지원할 것입니다.

모든 공장과 부문은 제품 품질과 운영 성과를 개선하는 동시에 폐기물을 줄여야 합니다. 재활용을 통한 순환은 자원을 보존하고 폐기물을 최소화합니다.

마지막으로, 계측기 중심의 데이터 분석을 통해 인더스트리 4.0/5.0 디지털화 기술을 구현하면 생산 공정과 전체 가치 사슬에 걸쳐 고급 공정 제어 개념을 사용할 수 있습니다. 이러한 유형의 이니셔티브는 생산성을 높이고, 생산 제어를 개선하며, 폐기물 발생을 줄일 것입니다.

전 세계 산업, 공공시설, 운송수단의 탈탄소화는 전 세계의 공공 및 민간 이해관계자들의 행동이 필요한 어려운 과제입니다. 이 과제는 달성할 수 있지만, 2050년까지 탄소중립 목표를 달성하기 위해서는 집단적인 노력이 필요합니다.