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- 작성일시2026/01/08 08:51
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온실가스 감축의 직선 주로 개척
전민경 & 이연경 탄소저장연구센터 선임연구원
탄소중립을 향한 세계의 약속 한 가운데, 두 연구자의 손끝이 분주하게 움직이는 실험실이 있다.
압축기와 배관이 울리는 소리, 늘 긴장되는 계기판, 그리고 이산화탄소 분자 하나하나와 씨름하는 반복의 시간. 때 논문 한 줄, 때론 장비의 결함 앞에 주춤하지만,
지구에 새겨진 온실가스의 흔적을 조금이라도 덜어내기 위해 이들은 여전히 땅의 깊은 곳을 향해 길을 낸다.
안전성과 효율, 현실과 상상, 실험실과 미래의 경계에서 두 연구자가 쌓아올린 기록은 온실가스 감축과 직결되어 있다.
연구 분야와 자기소개 부탁드립니다
전민경 선임연구원
안녕하세요. 이산화탄소 포집·저장과 관련해 ‘지중저장 안전성’ 중심으로 연구 중인 전민경입니다. 기존 석유·가스 개발 분야와는 반대로, 우리는 이산화탄소를 땅속에 주입한다는 점에서 근본적 접근 방식이 다릅니다. 저는 이산화탄소가 안정적으로 오래 머무를 수 있도록 주입 적정 모델을 설계하고, 실제 현장 적용까지 시야를 넓히려 노력하고 있어요. 궁극적으로는 이런 연구가 탄소중립 시대, 실제 사회의 변화에도 보탬이 되기를 바라고요.
이연경 선임연구원
저는 이산화탄소 주입·저장 효율향상 연구를 맡고 있는 이연경입니다. 실제 CCS 현장에서는 저장소 물성의 한계상, 많은 이산화탄소가 주입되지 못하는 경우가 흔해요. 대수층은 대부분 물로 차 있기 때문에, 이산화탄소를 넣으면 곧바로 압력이 확 올라가는 게 실험실에서도 큰 과제예요. 저는 그래서 계면활성제 등 특수 첨가제를 활용해 이산화탄소가 물·암석과 반응하는 방식을 바꾸고, 보다 더 많은 이산화탄소를 안전하게 저장할 방법을 찾는 데 집중하고 있습니다.
CCS 기술이 왜 세상에 필요한가요?
전민경 선임연구원
기후위기, 탈탄소 움직임이 국제사회 전 분야 과제가 됐습니다. CCS 기술은 재생에너지 확충만으로는 모자랄 수 있는 탄소 감축의 현실적 대안이며, 단기간에 실질적 감축 효과를 낼 수 있습니다. 기술이 제자리를 찾고 실증 기반이 다져지면, 독립적인 온실가스 감축 효과뿐 아니라 새로운 에너지산업, 미래 일자리 창출, 사회 전체 시스템에 긍정적 여파도 기대해요.
이연경 선임연구원
해외에선 이미 CCS 기술이 이산화탄소 감축량의 20% 이상이나 기여할 정도로 각광 받고 있어요. 국내에서는 아직 일회용품 절약과 같이 개인의 실천만 강조하는 게 현실이지만, 직접 이산화탄소를 포집해 땅속에 물리적으로 격리할 수 있는 CCS 기술이야말로 대규모 탄소 감축을 위한 실질적 해법입니다.
△ 이산화탄소 주입·저장 효율향상 연구를 위한 암석, 유체 및 첨가제 시료
이산화탄소의 상태 변화가 중요한 단서라고요?
전민경 선임연구원
이산화탄소의 특성상 ‘초임계상태’라는 매우 독특한 상태가 있습니다. 억 단위의 압력과 비교적 높은 온도에 들어서면, 액체와 기체의 경계가 사라지는 특수한 상태가 됩니다. 이 구간에서는 점성이 상대적으로 낮아지고 밀도는 매우 높아져, 상대적으로 적은 부피에도 많은 양을 압축할 수 있습니다. 실제 땅속에서는 대략 1km 이하의 깊이면 자연스럽게 그 상태로 도달합니다. 수송과 저장 모두 유리해요. 하지만 공정이 단순하지 않고, 지상에서 이 조건을 맞추려면 커다란 압축기와 탱크 같은 부가설비가 반드시 필요합니다. 장비가 모두 CCS 프로젝트 비용에 포함되기 때문에 경제적 부담이 크죠. 저희는 이 경제성과 현장의 안전성을 맞추는 데도 과학적 전략이 필요하다고 생각합니다.
이연경 선임연구원
지상에서 파이프를 통해 이동시킨 이산화탄소를 지중에 주입할 때 고려할 게 많아요. 온도, 압력 조건, 설비 등 적합성을 계산하고 설계해야 합니다. 실험 과정에서도 압력이나 온도 변화에 따라 이산화탄소 특성이 민감하게 달라져서, 단일한 모델링보다는 현장 케이스마다 최적의 조건을 찾는 기술에 더 초점을 맞추는 중입니다. 바로 이런 점들이 수송 및 주입 전략 전문가들과 협업해야 하는 중요한 이유이기도 하죠.
요즘 어떤 연구에 몰입하고 있나요?
전민경 선임연구원
저는 2022년에 박사후연구원으로 시작해, 2024년 하반기에 정규직으로 임용되었어요. 이제 본격적으로 안정성 평가와 지하 물성 해석 쪽의 독자적 연구기반을 세우는 중이죠. 단순히 저장소 조건만 평가하는 것이 아니라, 주입 시 대수층 압력의 한계, 주변 지층의 구조적 결함 가능성, 물리적 정보들의 수집 및 해석 등 안전성 확보를 위한 실질적 전략 구축에 집중하고 있습니다.
이연경 선임연구원
저는 저장 효율향상을 위하여 계면활성제 활용을 연구하고 있습니다. 최근에는 해외테스트베드 적용을 목표로, 기술의 현장 적용성까지 갖추려 시도하고 있습니다. 계면활성제가 이산화탄소-물-암석 사이에서의 상호작용을 어떻게 바꾸는지, 더 많은 이산화탄소를 주입할 때 저장 효율과 안정성은 어떻게 변화하는지 등 실제 실험데이터를 중심으로 분석 중입니다.
실험이 쉽지만은 않잖아요?
전민경 선임연구원
실험이 생각대로 흘러가지 않을 때가 가장 힘들죠. 장비나 부품이 실험 중에 갑자기 고장 나는 경우도 잦아요. 그런 때마다 간단한 고장은 직접 수리하기도 하고요. 연구란 완벽할 수 없기 때문에, 하나하나 원인을 찾고 바로잡으며 점차 나아지는 과정이 가장 값진 경험이자 동시에 끊임없는 고민거리이기도 합니다.
이연경 선임연구원
한 케이스에 며칠씩 걸리는 건 당연하고, 준비·세팅·분석·해체·리닝이 반복됩니다. 실험 자체보다도, 쓸 수 있는 암석 시료가 제한적인 데다가 실험의 마지막에 장비 이상이나 예기치 않은 변수로 데이터를 폐기해야 하는 경우엔 정말 허탈해요. 이런 어려움 끝에 얻은 작은 데이터 하나가 미래 실증연구에 보탬이 될 거라는 기대로 다음 실험을 이어갑니다.
△지중저장 안전성 연구를 위한 실험 장비
동료들과의 특별한 기억도 있나요?
전민경 선임연구원
연구원 생활을 막 시작했을 때 워크숍에서 보았던 선배 연구자, 동료들의 열띤 토이 오랫동안 남아 있습니다. 각 분야 고수들이 서로의 데이터를 펼쳐 두고 토을 벌이며, 각자의 전문성을 바탕으로 어떻게 지중저장 전체 시스템을 만들 것인지 고민하는 모습은 정말 진지하고 멋졌어요. 그때 처음으로 ‘나도 이분들과 같은 연구원이구나’ 자각하고 큰 자극을 얻었습니다.
이연경 선임연구원
국내에서는 아직 CCS 실증 현장이 없어요. 그래서 실험실에서 마치 해외의 실증 현장처럼 가정하고 다양한 변수를 넣어가며 연구를 반복하고 있습니다. 실험 성공보다, 실험실에서 세팅을 반복하고 동료들과 토해가며 새로운 관점을 찾던 시간이 기억에 남아요. 다양한 분야의 동료들과 데이터와 경험을 공유하다 보니 자연스레 더 멀리 보는 훈련도 되는 것 같아요.
경계를 넓히는 게 도움이 되는군요?
전민경 선임연구원
우리 센터는 오랜 기간 여러 국가의 연구기관 및 대학과 협력해왔습니다. 호주 CO-2CRC와는 15년 넘게 공동연구·기술교류를 하고 있고, 특히 CCS 국제 테스트베드(Otway Test Centre) 방문 경험은 인상적이었습니다. 일본, 노르웨이, 최근에 말레이시아와도 프로젝트가 이어지고 있어요. 기술적으로는 계면활성제 적용과 같은 효율향상 분야가 점점 더 주목받고 있고, 광섬유를 이용한 지중 모니터링 기술 등도 공동연구 주제가 되고 있습니다.
이연경 선임연구원
CCS 현장에서는 저장소 내 이산화탄소 주입이 시작되면 주변 지표면에 변형이 나타날 수 있는데, 해외 여러 사례에서 사고가 보고되기도 했어요. 우리 센터는 유동·역학 등 다양한 전문분야 연구자들이 각자 저마다의 언어로 이 문제를 심각하게 다루고 있고, 적극적으로 연계해서 모델링까지 확장하는 것을 목표로 해요. 저 역시 석유공학에서 배웠던 현장 경험과 지식을, 현재의 효율향상·안정성 연구에 접목하고 있어요.
어떤 지원이 더 필요할까요?
전민경 선임연구원
국내 탄소배출권 시장이 아직 미비해 CCS 실증사업 자체가 경제적 인센티브를 받지 못하고 있습니다. 정부, 기업, 연구원이 개별적으로 노력하기보다, 국가 단위 큰 틀에서 지원기반이 마련될 때 CCS 실증·상용화도 훨씬 빨라질 수 있습니다. 실증연구를 위한 실제 현장도 시급히 필요하고요.
이연경 선임연구원
특히 CCS는 다음 세대를 위해 꼭 필요한 기술입니다. 단기적 손익을 따질 게 아니라 국가 전반의 선구안이 필요해요. 실험실 데이터에만 머무르지 않고, 시추와 현장 적용에서 시행착오의 경험부터 쌓아야 합니다. 지금 해외 선두주자들과 경쟁하려면 실증 데이터와 현장 경험이 절실해요.
지질자원에 관심이 많은 분들께 추천할 여행지가 있다면요?
전민경 선임연구원
저는 제주도를 추천합니다. 제주도에는 현무암층이 발달되어 있잖아요? 최근에는 현무암층에 이산화탄소를 주입해서 광물화시키는 연구가 세계적으로도 활발하게 진행되는 추세예요.
이연경 선임연구원
맞아요. 지질적 구조가 복잡하고 덮개암이 견고한 지역이나 현무암 지대는 위로 떠오르려는 이산화탄소를 안전하게 덮어주거든요. 요즘은 전라남도의 다양한 섬 지역처럼 아직 본격적으로 연구가 시작되지 않은 곳을 여행해도 좋을 것 같아요.
지구에 보내는 짧은 편지를 부탁드립니다
전민경 선임연구원, 이연경 선임연구원
“지구야, 너의 오랜 역사를 공부하면서 우리는 미래를 준비하고 있어. 앞으로도 너와 우리가 함께 살아갈 수 있도록, 공존의 미래를 지켜나갈게.”
앞으로의 꿈도 들려주세요
전민경 선임연구원
국내 최초 CCS 실증 프로젝트 성공에 실질적으로 기여하고, 안정성 평가 분야에서 선도적인 연구 성과를 내는 연구자로 자리매김하고 싶습니다.
이연경 선임연구원
제가 연구한 효율향상 기술을 국내외 실증현장에 진짜 적용해 보고, 장기적으로는 현장-실험실 데이터와 경험이 자연스럽게 소통되는 연구 체계를 만들고 싶어요. 혼자가 아닌 다양한 전문가들과 유기적으로 협력해, 한국의 CCS 기술이 해외에서도 인정받는 날이 오기를 바랍니다.
