특허출원 CO2 제거공법 'CCU'
급속지반조성 신공법 'CQC'와 융합
시멘트 대체 제반소재 활용 전망
온실가스 감축 획기적 대안 주목

이산화탄소가 기후변화를 일으키는 주요 원인물질로 밝혀지며, 국제사회는 이산화탄소를 포함한 온실가스 배출량을 감축시키기 위한 제반 노력을 기울이고 있다.

우리나라도 2009년 국제사회에 온실가스 감축목표 협상을 완료함에 따라 오는 2020년까지 남은 6년 내에 온실가스 배출량을 2020년 배출전망치 대비 30%까지 줄여야 하는 과제를 안고 있다.

온실가스 감축을 위한 국내 산업계의 기술 개발이 한창인 가운데 대우건설 기술연구원의 이산화탄소 포집 및 재활용(CCU) 기술이 온실가스 감축의 획기적인 대안으로 부상하고 있다.

특히 이 공정으로 발생된 이산화탄소 포집 부산물은 친환경 건설소재로 활용될 수 있어 이산화탄소를 반영구적으로 저장할 수 있으며, 무엇보다 시멘트를 대체하는 제반 소재로 활용될 전망이다.

이를 가능케 했던 것은 온실가스 포집공정 개발과 동시에 각종 산업현장에서 발생하는 부산물을 재활용해 친환경 건설자재로 활용하는 고품질 급속 지반조성(CQC) 기술이 융합하였기 때문이다.

■ 온실가스 감축을 위한 핵심 기술, 'K1/DECO2 이산화탄소 제거 공정'

그동안 국가의 이산화탄소 감축 및 처리에 대해서는 이산화탄소 포집 저장(CCS:carbon capture & storage)이 유일한 대안처럼 여겨져 왔다.

하지만 CCS는 포집한 이산화탄소를 바다 밑이나 지하에 폐기·저장해야 하는 만큼, 우리나라와 같은 지리적 여건 및 지질구조에는 완벽한 대안으로 보기는 어렵다.

반면 이산화탄소를 포집·재이용(CCU:carbon capture & utilization)하는 기술은 이산화탄소를 포집 후 이를 이용해 새로운 부산물을 만들어낼 수 있다는 점에서 획기적인 대안으로 인정받고 있다.

대우건설은 극동환경화학(주)와 공동으로 국내 최초로 K1/DECO2로 불리는 이산화탄소 제거공법을 개발했다.

이 기술은 특수 알칼리 혼화제를 활용해 미세버블 연속 흡수반응장치로 이산화탄소와 고효율 접촉반응을 일으키는 방식이다.

대우건설은 특허 출원을 완료하였고, 인천환경공단 청라소각장에 시범설비를 구축해 가동중에 있다.

배출가스 중 하루 13t의 이산화탄소를 연속 포집하는 이 공정은 이산화탄소 포집관련 국내 최초 녹색기술 인증을 받았다. 이 과정에서 발생하는 부산물은 곧바로 건설소재로 활용될 수 있다.

이 공법의 연구책임자인 대우건설 기술연구원의 김병환 박사는 "K1/DECO2 신공법 개발로 온실가스 감축을 위한 핵심기술을 확보하게 됐다"며 "발전소 및 대규모 산업용 보일러 등에 적용하게 되면 2030년까지 누적매출기준 16조원의 신규 시장이 창출되고 새로운 일자리 1만6천개 이상을 창출할 수 있을 것으로 전망된다"고 밝혔다.

▲ CQC 적용분야
■ 친환경 신공법 '고품질 급속 지반조성공법(CQC:construction of quick & quality ground using co-products)'

대우건설은 2009년부터 매립석탄회와 건설현장에서 발생되는 폐토사를 포함한 각종 산업부산물을 친환경 건설자재로 재활용하기 위한 연구를 진행하여 왔고, 고품질 급속 지반조성공법(CQC)의 개발을 완료하고 현장에 적용하고 있다.

특히 발전소 등 대량의 배출가스로부터 이산화탄소를 포집하는 K1/DECO2 공정과 융합해 온실가스 포집 부산물을 시멘트 대체제 등 건설소재로 재활용하는 토대를 마련했다.

CQC는 시공 방식에 따라 3가지 형태로 적용되는데, CQC-1은 현장발생 불량토를 버리지 않고 재활용하거나 석탄회 등 산업부산물에 물과 전용 고화재 및 필요에 따라 소량의 첨가제를 혼합해 레미콘, 펌프카, 배관 등을 이용해 소요 부위에 타설, 무다짐 양생함으로써 일반 토사나 골재 다짐으로 시공이 어려웠던 위치에 모르타르나 콘크리트를 사용해 옴으로써 경제적인 손실이 발생하였던 점을 보완한 공법이다.

CQC-2는 현장발생 불량토나 산업부산물에 소량의 용수와 고화재를 혼합해 약식 다짐을 통해 고강도의 지반을 조성하는 공법으로 기존의 쏘일시멘트 계열의 공법에 비해 분진 및 소음 저감, 정량 완전교반을 통해 시공비 절감 등의 장점을 갖는다.

CQC-1과 CQC-2가 지반을 굴착해 교반한 후 시공하는 원리인 데 반해 굴삭기에 손쉽게 장착이 가능한 전용 교반장치를 이용해 전용 고화재와 물, 첨가제의 혼합액을 고압으로 주입하면서 지반을 교란시킴과 동시에 교반을 진행하는 비굴착식 고결방법인 CQC-3가 있다.

대우건설은 (주)진영엔지니어링, 제이와이이앤지(주), 주영에스티에스(주), 주식회사 지모시스템, (주)제이엔티아이엔씨, (주)서울엔지니어링 등 CQC 협력사와 함께 건설기계, 재료, 지반분야의 상생협력을 기반으로 시공효율의 증대를 통한 시공원가 최소화를 위해 계속 노력중이다.

공법 개발자인 대우건설 기술연구원 신현영 박사는 "CQC는 친환경 대체 고화재의 적용을 통해 기존 시멘트 계열의 지반개량공법이 갖는 환경적 문제 해소는 물론, 유사 공법에 비해서 높은 가격경쟁력을 갖고 있어 건설산업 전반으로 적용영역이 확장되어 가고 있다"고 설명했다.

/이성철기자