신문은 선생님

지난 6일 환경부는 오는 2030년까지 우리나라 온실가스 배출량을 2억1900만t 줄이는 '2030 국가 온실가스 감축 기본 계획'이 확정됐다고 밝혔어요. 지구온난화로 생태계 파괴는 물론 인류 생존에도 심각한 위협이 될 수 있다는 우려가 커지면서 우리나라뿐 아니라 세계적으로 환경 규제 등을 통해 온실가스를 줄이려는 노력이 이루어지고 있는 것이죠.

온실가스 중 가장 대표적인 것이 바로 이산화탄소(CO₂)입니다. 이산화탄소는 발전소나 공장 등에서 석탄이나 석유 같은 화석연료를 태울 때 많이 만들어져요. 이산화탄소가 공기 중으로 배출되면 지구로 들어온 태양열이 다시 우주 밖으로 나가지 못하게 막아 지구 온도를 높인답니다. 과학자들은 이산화탄소로 인한 지구온난화를 막기 위해 이산화탄소가 공기에 섞이지 않게 하는 여러 방법을 연구하고 있어요.

◇지하나 깊은 바다에 보관해요

과학자들은 발전소나 공장에서 나오는 이산화탄소를 모아 땅속 깊은 곳이나 깊은 바다 아래 보관하는 방법을 연구하고 있어요. 이산화탄소를 보관하기 위해 우선 제철소나 발전소 등 굴뚝에서 나오는 가스에서 이산화탄소가 잘 달라붙는 물질 등을 이용해 이산화탄소만 걸러내는 방법을 찾아냈답니다. 이렇게 걸러낸 이산화탄소를 파이프나 수송 차량 등으로 옮겨 육상에서 750~1000m 깊이에 있는 지하에 보관하는데 이를 '지중 저장'이라고 합니다.

북미와 유럽 등에서는 석유나 가스가 고갈되어 비어 있는 폐유전이나 폐가스전에 이산화탄소를 저장하는 방법을 연구하고 있어요. 우리나라에서도 포항제철 앞 180m 부근 해상 분지에 발전소에서 모은 이산화탄소를 연 5000t씩 저장하는 방안을 추진하고 있답니다.

과학자들은 이산화탄소를 깊은 바닷속에 보관하는 방법도 연구하고 있어요. 수심 1000~3000m 지점에 액체로 바꾼 이산화탄소를 뿌리거나 수심 3000m 아래에 이산화탄소를 보관하는 방식이죠.

우리나라는 2005년부터 이렇게 이산화탄소를 해양에 저장하는 기술을 개발하고 있어요. 하지만 이 방법은 해양 생태계에 나쁜 영향을 줄 우려도 있어 신중히 추진하고 있답니다.

◇탄산음료·신연료 재료로 재활용

최근에는 이산화탄소를 저장하기보다 유용한 물질로 재활용하는 방법이 활발하게 연구되고 있어요. 가장 대표적 활용법은 탄산음료입니다. 이산화탄소를 탄산으로 바꾸어 콜라나 사이다 같은 탄산음료의 재료로 활용하는 것이죠. 세계적으로 연간 2000만t의 이산화탄소가 탄산음료 재료로 재활용되고 있답니다.

농사에 필요한 비료로 만드는 기술도 있어요. 이산화탄소와 암모니아를 반응시킨 물질 '요소(Urea)'가 대표적이지요. 요소를 만드는 과정에서도 이산화탄소가 해마다 1억4000만t 재활용되고 있어요.

페인트와 시멘트, 인공 뼈 재료로 사용되는 탄산칼슘을 만드는 방법도 연구되고 있어요. 탄산칼슘은 이산화탄소가 물에 녹으면서 만들어지는 탄산이온·탄산수소이온이 칼슘이온과 반응할 때 만들어지는 물질로 석회암에 많이 들어 있답니다.

실제로 미국의 한 기업이 이산화탄소와 산업 폐기물에서 추출한 수산화칼슘을 반응시켜 탄산칼슘을 만드는 방법을 개발하는 데 성공했어요. 이 방법으로 탄산칼슘 1t을 생산하면 이산화탄소 170㎏을 재활용할 수 있다고 해요.

독일의 한 자동차 기업은 이산화탄소로 디젤 연료를 생산하는 기술을 개발했어요. 'e-디젤'이라 이름 붙인 이 연료는 아직 대량으로 생산할 정도로 기술이 발전하지는 않았지만, 일반 자동차 연료로도 사용할 수 있기 때문에 대량 생산이 가능해지면 이산화탄소를 재활용하는 획기적 방법이 될 것으로 예상됩니다. e-디젤은 이산화탄소를 일산화탄소로 바꾼 뒤 수소와 반응시켜 실제 원유와 비슷한 탄화수소 화합물로 만든 거예요. 이 원리를 이용하면 석유로 만든 화학제품의 원료도 만들 수 있다고 합니다.

이렇게 과학자들의 여러 노력으로 지구온난화의 주범인 이산화탄소가 인류에게 여러 혜택을 주는 새로운 자원으로 변신하고 있어요.

[폴리카보네이트와 이산화탄소]

1950년대 독일에서 처음 개발된 폴리카보네이트(polycarbonate)는 일상적으로 널리 쓰이는 플라스틱 소재입니다. 강화유리보다 100~200배 정도 충격을 잘 견디면서도 가볍고 투명한 성질을 갖고 있어 방탄용 유리나 자동차 부품, 휴대폰·컴퓨터 등 여러 제품의 소재로 이용돼요. 공항에 가면 폴리카보네이트 소재로 된 여행용 가방도 흔하게 볼 수 있지요.

최근에는 이 폴리카보네이트도 이산화탄소를 재활용해 만들고 있답니다. 산소와 탄소가 결합한 에폭시드(epoxide)라는 분자를 이산화탄소와 반응시켜 폴리카보네이트로 만든다고 해요. 우리나라는 2000년대 중반쯤 일본 등에서 이런 기술을 도입해 폴리카보네이트를 생산하고 있어요.