세계 기후 목표를 달성하기 위해서는 시멘트 산업의 탈탄소화가 필수적이다.
시멘트는 글로벌 인프라의 중요한 재료로 자리 잡고 있지만, 온실가스 배출의 약 6%를 차지하는 주요 원인으로 지목되고 있다.
선진국에서는 시멘트 사용이 정체된 반면, 개발도상국의 인프라 수요가 급증하면서 시멘트 사용량이 증가하고 있다.
로듐 기후 전망에 따르면, 개발도상국의 시멘트 배출량은 2100년까지 두 배로 증가할 가능성이 있다.
그러나 현재까지 시멘트 탈탄소화를 위해 탄소 포집, 수소 및 전기 가마, 대체 전기화학 공정 등의 기술이 개발 중에 있다.
특히 중국의 급속한 도시화로 인해 시멘트 생산량이 급증했으며, 전 세계 시멘트 생산량의 중심이 선진국에서 중국으로 이동했다.
경제 발전과 함께 시멘트 수요는 지속적으로 증가할 것으로 예상되며, 중국의 1인당 시멘트 수요는 2100년까지 세계 평균과 동등해 질것으로 보인다. 반면, 선진국의 시멘트 수요는 감소할 것으로 예상된다.
아프리카는 인구 증가로 인해 금세기 말까지 최대 시멘트 생산국이 될 가능성이 있다.
또한, 중동과 아시아도 도시화로 인해 시멘트 수요가 증가할 전망이다.
시멘트는 수출과 수입이 빈번한 품목이 아니라 각국의 탄소국경세등의 무역 장벽이 탈탄소화에 미치는 영향은 제한적입니다.
현재 시멘트 생산으로 인한 배출량은 세계 온실가스 배출의 6%를 차지하고 있다.
강력한 정책이나 탈탄소를 위한 해결 방안이 없다면 여전히 높은 수준의 탄소 배출을 할 것이다.
2050년까지 시멘트의 직접 탄소 배출량은 현재 수준보다 최대 17% 증가하거나 39% 감소할 수 있다.
특히 아프리카의 시멘트 배출량은 금세기 말까지 8배 증가할 가능성이 있다.
시멘트 산업의 탈탄소화를 위한 새로운 길을 모색하는 것은 매우 중요하다.
현재 시멘트는 석회석과 점토 등의 재료를 고온에서 소성하여 클링커를 형성하고 이를 분쇄해 시멘트를 제조하는 과정에서 생산된다.
이 과정에서 많은 이산화탄소가 배출되며, 주로 화석 연료를 사용한 가마 가열과 소성 반응에서 발생한다.
클링커 생산은 시멘트 1톤당 약 520kg의 CO2를 배출하며, 이는 시멘트 산업의 주요 배출원이다.
기존의 탈탄소화 노력은 주로 에너지 효율성 향상과 프로세스 조정에 집중되어 있다.
예를 들어, 건식 공정은 습식 공정보다 에너지 효율적이며, 바이오매스나 폐기물을 연료로 사용하는 방법도 연구되고 있다.
또한, 클링커 대체물로 소성 점토, 비산회, 천연 포졸란 등을 사용하는 방법도 고려되고 있다.
그러나 이러한 노력만으로는 충분하지 않으며, 새로운 기술 혁신과 투자가 필요하다.
유망한 기술로는 CCSU(탄소 포집, 저장 및 활용), 전기 구동 공정, 수소 기반 공정, 전기화학 공정 등이 있다.
CCSU 기술은 이미 상용화 단계에 있으며, 전기 구동 공정은 화석 연료를 전기로 대체하여 CO2 배출을 줄이는 방법이다.
수소 기반 공정은 산소와 수소를 사용하여 연소하는 방식으로, 전기화학 공정은 배출을 완전히 제거할 수 있는 잠재력을 가지고 있다.
이러한 신기술의 상용화를 위해서는 정책적 지원과 민간 투자가 필수적이다.
정부 조달과 민간 투자는 초기 단계의 기술 비용을 줄이는 데 도움이 되며, 탄소 포집 인센티브와 청정 에너지 정책은 이러한 기술의 확산을 촉진할 수 있다.
특히 개발도상국에서 저탄소 시멘트 기술을 촉진하는 정책이 중요하다.
