촉매, 온실가스 감축의 새로운 가능성을 열다
2025.04.01
국제사회는 기후 위기 대응을 위해 온실가스 감축 목표를 지속적으로 강화하고 있으며, 이에 따라 국가와 기업 차원의 탄소 배출 규제도 구체화되고 있습니다. 또한, 탄소국경조정제도(Carbon Border Adjustment Mechanism; CBAM) 도입과 글로벌 기업들의 ESG 공시 의무화로 기업과 제품의 배출량 관리가 더욱 엄격해졌습니다.
우리나라는 2030년까지 국제 감축사업을 통해 3,750만 톤의 온실가스를 감축할 계획을 수립했으나, 현재까지 확보된 감축 실적은 목표에 미치지 못하는 상황입니다. 국내 감축 목표 달성의 어려움과 국제적 규제 강화가 동시에 진행되는 상황에서, 국내외 동향을 면밀히 분석하고 선제적으로 대응하는 노력이 그 어느 때보다 중요한 시점입니다.
온실가스 증가가 초래하는 위기
온실가스(Greenhouse Gases)는 지구의 복사열을 흡수해 지표면의 온도를 높이는 성질을 가진 기체로, 기후변화의 주요 원인입니다. 산업혁명 이후 인간 활동으로 인해 대기 중 온실가스 농도가 급격히 증가하면서 기후 시스템의 불균형이 심화되었습니다.
주요 온실가스로는 이산화탄소(CO₂), 메탄(CH₄), 아산화질소(N₂O), 불화가스류(HFCs, PFCs, SF₆ 등)가 있으며, 이 중 이산화탄소가 전체 배출량의 75% 이상을 차지합니다. 이산화탄소는 주로 화석연료의 연소 과정에서 발생하며, 산업 생산, 발전, 운송, 건물 난방 등 경제 활동 전반에서 배출됩니다.
기후변화에 관한 정부 간 협의체(Intergovernmental Panel on Climate Change; IPCC)는 온실가스의 과도한 축적이 해수면 상승, 생태계 교란, 식량 위기 등을 초래할 수 있다고 경고합니다. 이는 단순한 환경 문제가 아니라 인류의 생존과 직결된 위기입니다.
온실가스 감축을 위한 국제적 흐름과 기업 대응
글로벌 규제의 강화
2015년 파리협정을 시작으로, 전 세계는 산업화 이전 대비 지구 평균 기온 상승을 1.5°C 이하로 제한하기 위한 공동의 목표를 설정했습니다. 이에 따라 각국 정부와 국제기구들은 온실가스 감축을 위한 다양한 규제와 제도를 도입하고 있습니다.
유럽연합(EU)의 탄소국경조정제도(Carbon Border Adjustment Mechanism; CBAM)는 탄소 집약적 제품의 수입 시 탄소세를 부과하는 방식으로, 글로벌 공급망에 직접적인 영향을 미칩니다. 따라서 탄소 배출이 많은 제품의 경쟁력은 낮아지고, 기업들은 생산 공정을 저탄소화해야 하는 압박을 받고 있습니다. 또한, 미국의 인플레이션 감축법(Inflation Reduction Act; IRA) 역시 청정 에너지 전환을 가속화합니다.
국내 정책 동향
우리나라도 2050 탄소중립을 목표로 한국 배출권거래제(K-ETS), 온실가스 목표관리제를 운영하며 기업의 온실가스 감축을 유도합니다. 최근에는 총배출량 감축을 넘어, Scope 1, 2, 3 배출량을 구분해 직접·간접 배출을 종합적으로 관리하는 체계가 강조되고 있습니다.
이에 따라 정부와 평가기관은 기업이 배출량을 얼마나 정교하게 측정·보고·감축할 수 있는지를 중요한 판단 기준으로 삼습니다. 이는 정확한 배출량 관리 역량이 △ESG 평가 △녹색금융 △글로벌 공급망 유지 △장기적인 사업 지속가능성을 확보하기 위한 필수 요건임을 의미합니다.
기업들은 이제 온실가스 관리를 비용이 아닌 투자로 바라보며, 경쟁력 확보의 핵심 요소로 접근하고 있습니다. 나아가 온실가스 감축 기술과 전략은 탄소포집·활용·저장 기술(Carbon Capture, Utilization and Storage; CCUS), 수소경제, 친환경 촉매 기술 등과 연계되어 새로운 사업 기회를 창출하는 가능성을 제시합니다.
온실가스 배출 범위: Scope 1, 2, 3
온실가스 배출을 체계적으로 관리하기 위한 국제 기준인 Scope 1, 2, 3은 기업의 활동으로 인해 배출되는 온실가스가 ‘어디서, 어떻게 발생하는지’ 명확하게 파악하는 것이 핵심입니다.
이러한 분류 체계는 기업이 온실가스 배출에 대한 책임 범위를 명확히 파악하고, 효과적인 감축 전략을 수립하는 근간입니다. 특히 최근에는 Scope 3를 포함한 전체 가치사슬에서의 배출량 관리가 강조되며, 기업 간 협력과 산업 생태계 전반의 공동 대응 필요성이 더욱 부각되고 있습니다.
산업에서 배출되는 고배출계수 온실가스
산업 현장에서는 이산화탄소 외에도, 기후영향이 훨씬 더 큰 고배출계수 온실가스가 지속적으로 배출됩니다.
반도체 및 디스플레이 공정
반도체 회로 형성이나 플라즈마 세정 공정에서 사용되는 아산화질소, 과불화화합물(Per-fluorinated Compounds; PFCs), 육불화황(SF₆), 삼불화질소(NF₃) 등은 이산화탄소보다 훨씬 높은 지구온난화지수(Global Warming Potential; GWP)를 가진 가스들입니다. 이들이 적절히 처리되지 않고 대기 중으로 방출될 경우, 기후변화에 심각한 영향을 끼칩니다.
과불화탄소는 반도체 식각 공정에서 필수적이지만, 이산화탄소보다 6,500~9,200배 높은 온실효과를 가지며, 육불화황은 무려 23,900배의 지구온난화 계수를 지닙니다. 첨단 산업이 발달할수록 이러한 고배출계수 가스의 사용량이 증가하므로, 효과적인 저감 기술 적용은 산업 경쟁력 유지의 핵심 요소입니다.
발전소, CNG·LNG 엔진, LFG
연료 혼소 엔진, 매립지 가스(LFG), 바이오가스 플랜트 등 다양한 에너지 및 폐기물 관련 설비에서는 메탄(CH₄)이 주로 배출됩니다. 메탄은 이산화탄소보다 21배 높은 온실효과를 지닌 대표적인 고배출계수 온실가스입니다. 화석연료 채굴과 운송 과정, 농업 활동, 폐기물 처리 과정에서도 상당량 발생하며, 전 세계 온실가스 배출량의 약 16%를 차지합니다.
고배출계수 온실가스를 효과적으로 제어하지 못하면 국가 온실가스 총배출량에 큰 영향을 미치고, 강화되는 환경 규제 속에서 기업에 심각한 리스크가 될 수 있습니다. 따라서 이산화탄소 중심 감축 전략만으로는 한계가 있으며, 각 산업 특성에 맞는 고배출계수 온실가스 처리 기술과 솔루션 개발이 시급합니다.
기후 위기 대응 핵심 기술로서 촉매의 역할
촉매는 기후 위기 대응의 핵심 기술로 부상하고 있습니다. 특히, 온실가스를 무해한 물질로 전환하거나, 연료 연소 효율을 극대화해 배출을 줄이는 데 중요한 역할을 합니다.
PFC 분해 촉매
PFC 분해 촉매는 반도체 및 디스플레이 공정에서 발생하는 과불화탄소를 고온에서 안전하게 분해해 대기 중 배출을 줄이는 기술입니다. 첨단 PFC 분해 촉매는 기존 플라즈마 타입보다 낮은 온도에서도 작동할 수 있으며, 우수한 내구성으로 환경 설비의 유지 비용을 절감합니다.
이러한 기술은 반도체 및 디스플레이 산업의 지속가능한 성장을 위한 필수 요소이며, 국내 첨단 제조업이 글로벌 경쟁력 강화에도 기여합니다.
N₂O 분해 촉매
N₂O 분해 촉매는 질산 공정, 반도체 제조 등에서 발생하는 아산화질소를 질소와 산소로 분해하여 온실가스를 저감합니다. 아산화질소는 이산화탄소의 약 310배에 달하는 온실효과를 가지며, 소량만 배출되어도 기후변화에 큰 영향을 미칩니다.
이 촉매는 화학 및 반도체 산업의 온실가스 감축에 기여하며, 특히 질산 생산 공정에서의 활용은 탄소국경세와 같은 무역 장벽에 대응하는 효과적인 방안이 될 수 있습니다.
메탄 산화 촉매
메탄 산화 촉매는 CNG·LNG 엔진 후처리 설비, 메탄 혼소 엔진, 발전 설비, 매립지, 바이오가스 플랜트 등에서 발생하는 고농도 메탄을 산화시켜 이산화탄소로 전환함으로써 온실가스를 효과적으로 줄입니다.
특히 저온에서도 높은 전환 효율을 보이며, 유지 비용 절감과 규제 대응에 유리합니다. 또한, 단기 온실가스 감축에 효과적이며, 글로벌 메탄 서약(Global Methane Pledge; GMP)과 같은 국제적 이니셔티브에도 부합하는 기술적 해결책입니다.
온실가스 저감 촉매는 저온에서도 높은 활성도를 유지하며, 아산화질소와 같은 온실가스뿐만 아니라 일산화탄소와 휘발성유기화합물(Volatile organic compounds; VOCs)를 동시에 제거할 수 있는 내구성과 내피독성을 갖춘 기술입니다. 또한, 촉매 재생이 가능해 유지 비용을 절감할 수 있으며, 장기적으로 안정적인 운용이 가능합니다.
1. 규제 준수와 리스크 관리: 국내외 환경 규제 강화에 선제적으로 대응해 법적·재정적 리스크 최소화
2. 비용 효율성: 에너지 소비 절감 및 설비 유지보수 비용 감소로 경제적 이점 제공
3. 기업 이미지 제고: 환경 친화적 경영으로 ESG 평가 개선 및 브랜드 신뢰도 강화
4. 새로운 사업 기회: 탄소 배출권 확보 및 청정 기술 분야의 신규시장 진출 기회 확대
기후 위기 극복을 위한 기업의 책임과 기회
기후 위기는 더 이상 미래의 위협이 아니라, 우리 모두가 직면한 현실적인 도전입니다. 온실가스 감축은 단순한 규제 대응을 넘어, 지속 가능한 성장과 글로벌 경쟁력을 유지하기 위한 필수 과제가 되었습니다. 특히, 고배출계수 온실가스 관리는 이산화탄소 감축과 함께 해결해야 할 중요한 문제이며, 촉매 기술과 같은 혁신적인 솔루션이 이에 대한 효과적인 해법을 제공합니다.
희성촉매는 온실가스 저감 촉매 기술을 통해 기업들이 탄소 배출을 효과적으로 줄이고, 변화하는 규제 환경에 적극 대응할 수 있도록 지원합니다. 선제적인 대응과 혁신 기술 도입을 통해 기업들은 규제 리스크를 최소화하는 동시에, 에너지 효율성을 높이고 새로운 시장 기회를 확보할 수 있습니다. 희성촉매는 이 여정에 함께하며, 지속 가능한 미래를 구축할 수 있도록 혁신적인 솔루션을 제공하겠습니다.
자세히 보기 – 온실가스 저감용 촉매
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