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“시대를 앞선 기술…이제 상용화의 때가 왔다” 최 선 이산화탄소자원화전략연구단장

KRICT 케미인터뷰 “시대를 앞선 기술…이제 상용화의 때가 왔다” 최 선 이산화탄소자원화전략연구단장 최근 한국의 석유화학 산업이 구조적 위기에 직면해 있습니다. 중국·중동발 공급과잉, 글로벌 수요 부진, 국제사회의 탄소중립 규제 강화라는 삼각파고 속에 업계 전반의 부진이 심화되고 있습니다. 경쟁력 있는 차세대 친환경 기술의 확보가 시급한 상황입니다. 현재 정부는 5년간 1천억 원의 예산이 투입되는 ‘이산화탄소자원화화전략연구단’(이하 전략연구단)을 중심으로 세계 에너지 산업의 미래가 될 무탄소 에너지(CFE) 기반 CCU 기술 개발에 박차를 가하고 있습니다. 전략연구단을 책임지고 있는 최선 단장은 지난 40여 년간 우리나라의 첨단 석유화학 공정기술 개발을 이끌어온 전문가입니다. SK이노베이션과 한화토탈 에너지스의 연구소장을 역임하며 기술 국산화와 산업 발전에 기여한 공로로 대한민국 기술상 대통령상(2005)을 수상하기도 한 그는 지난 9월, 화학연 국가특임연구원에 임명되었습니다.

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기후위기 대응 이산화탄소자원화 전략연구단 Kick-off 워크샵

ㅇ 일자: 2025.09.16.(화) ㅇ 장소: (대전) ICC호텔 크리스탈볼룸홀 ㅇ 내용: 전략연구단의 총괄 및 참여기관 등 관련 기관이 한자리에 모여 연구목표와 전략, 역할 분담을 명확화 - 상호 협력을 강화하여 전략연구단 과제 수행의 수월성 제고 및 주요 현안사항 공유

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한국화학연구원, 창립 제49주년 기념 행사 개최

ㅇ 화학연은 이차전지 분야에서 글로벌 TOP 전략연구단 총괄기관으로서 산업계와 출연연 간 상호 이해와 실질적 협력에 힘쓰고 있다. 특히 올해는 세계 최초로 전기차용 리튬이온전지를 상용화했던 산업계 전문가 김명환 단장이 국가특임연구원 1호로서 전략연구단에 합류했다. 그리고 300여 명의 전문가가 참여한 전략 워크숍, 엘앤에프와의 MOU 체결 및 핵심 양극재 샘플 제공 등을 통해 산·학·연·관 협력 기반을 강화했다고 소개했다. ㅇ 또 다른 글로벌 TOP 전략연구단인 ‘기후위기 대응을 위한 이산화탄소 자원화 전략연구단’도 화학연이 총괄기관을 맡았다. 이 연구단은 올해 5월 선정되어, 무탄소 에너지를 활용한 전기화학 기반의 e-CCU 기술을 활용해 2035년까지 연간 120만 톤 이상의 온실가스 저감을 목표로 하고 있다. 이 연구단 역시 산업계 경험이 풍부한 최선 단장을 책임자로 임명했다.

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펄펄 끓는 지구 폭염 식힐 ‘CCU 기술’ 실증 시동

탄소포집활용(CCU) 연구지원동 지난 5월 여수에서 문을 연 화학연의 탄소포집활용(CCU) 실증지원센터도 그중 하나입니다. 이 센터는 화학연이 보유한 CCU 원천기술을 실증하는 대규모 설비로 실제 상용화를 향한 ‘발사대 플랫폼’이라 할 수 있습니다. Chapter 02 탄소중립 최대 기대주 'CCU' CCU(Carbon Capture and Utilization)는 세계 각국이 사력을 다하고 있는 2050 탄소중립 정책에서 가장 우선시되는 기술 로드맵 중 하나입니다. 화석연료의 화학연료 및 화학원료로의 전환시 발생하는 이산화탄소를 자원화 하는 기술이 서로 양립하기 힘든 이산화탄소 감축과 지속가능한 산업 발전을 동시에 해결할 수 있는 양수겸장의 방안이기 때문입니다. 하지만 탄소중립 실현의 최대 기대주로 떠오른 CCU 기술은 아직 갈 길이 멉니다. 공장 굴뚝과 대기에서 이산화탄소를 포집하는 것은 여전히 기술적으로 어렵고 경제성도 떨어집니다. 산업적 활용은 더 어렵습니다.

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자일로스에서 자일론산 자일리톨 동시 생산하는 현존 최고의 촉매 공정기술 개발

또한 분리·회수 통합 BMED 공정 덕분에 에너지 소비를 최대 46.4%까지 절감하였다. < [그림 1] (왼쪽) 기존 열촉매, 광촉매, 바이오촉매 대비 본 연구 개발 촉매의 자일론산 및 자일리톨 생산성 비교, (오른쪽) 논문 표지 이미지> <[그림 7] 노유림 학생연구원이 BMED 장비로 한번에 분리한 후 얻은 자일리톨·자일론산의 순도를 분석하고 있다> □ 연구팀은 후속 연구를 통해 연속식 시스템으로 확장하며, 탄소중립형 바이오화학공정 실증에 나설 계획이다. ㅇ 화학연 황영규 센터장은 “이번에 개발한 상온 바이오매스 전환 촉매 기술 및 친환경 분리공정을 바탕으로, 국내 미이용 바이오매스 및 폐플라스틱 활용 연구가 활발해질 것”이라며 “미래 탄소원인 바이오매스, 폐플라스틱 및 이산화탄소 전환 공정에 미치는 영향이 클 것”으로 전망했다.

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CCU 캡틴 화학연 ‘기후위기 대응 이산화탄소 자원화 전략연구단’ 이끈다

이에 따라 미국, 영국, 유럽 등 주요국은 산업 경쟁력 강화를 위한 전기화 솔루션 개발과 실증 지원에 투자를 서두르고 있습니다. 이에 따라 우리나라 역시 2035년까지 CFE를 활용한 전기화 기반의 이산화탄소 자원화 기술을 확보한다는 계획입니다. 이를 위해 새로 출범한 기후위기 대응 이산화탄소 자원화 전략연구단을 중심으로 에너지와 이산화탄소를 각각 50% 이상 감축할 수 있는 CCU 기술 개발과 실증을 통해 국내 항공유 연간 소비량의 30%, 플라스틱의 19%를 충당하겠다는 목표를 세우고 있지요. Chapter 03 "새로운 CCU 패러다임 제시한다" 이번 기후위기 대응 이산화탄소 자원화 전략연구단의 총괄기관을 맡고 있는 화학연은 이미 기후위기 대응 연구의 여명기인 20세기 초부터 이산화탄소 포집과 화학원료 전환 연구를 해오며 국내는 물론 국제적인 CCU 연구개발 선도 기관으로 활약해 왔습니다.