이산화탄소 포집, 수송 및 저장(CCS;Carbon Capture and Storage)의 전과정평가(LCA;Life Cycle Assessment) 및 전과정비용평가(LCC;Life Cycle Costing)에 대한 연구

이산화탄소 포집, 수송 및 저장(CCS)은 대량의 발생원으로부터 발생되는 이산화탄소를 포집 및 압축하고 적절한 지하장소에 주입하여 이를 격리시키는 기술이다. CCS는 온실가스 감축에 크게 기여할 수 있는 기술이며, 현재 세계적으로 많은 프로젝트들이 상용화되고 있다. 현재 우리나라에 서는 CCS 포집단계를 중점적으로 연구되어지고 있다. 본 연구에서는 포집, 수송, 저장단계에서의 전과정평가를 통해 CCS 인프라구축에 대한 환경영향을 분석하고, 연구결과를 사례에 적용하여 지 구온난화 회피효과를 분석하였다. 본 연구에 적용된 기능단위는 CCS 1ton, 기준흐름은 CO₂ Iton 으로 전과정 영향평가 결과 포집 (2.99E-04Pt), 저장(7.80E-01Pt), 수송(1.59E+04Pt)의 환경영향이 분석되었다. 500MW 유연탄 화력발전소에서 CCS 도입을 통해 약 2.9백만톤 CO₂-eq의 지구온난 화 회피효과가 나타나는 것으로 분석되었다. 또한 CCS 도입시 예상되는 비용은 10.45억 US$, 운 영비는 년간 1.54~2.67억 US$로 추정하고 있으며, 이에 대한 LCC 분석 결과 20년간 총 비용의 현재가치는 42.36억 US$로 분석되었다. 향후 CCS 보급을 위해 각 단계(포집, 수송, 저장)별 환경 영향의 정량화와 비용분석의 D/B가 지속적으로 구축되어져야 할 것이다.

Carbon capture and storage (CCS) is a technique for trapping CO₂ as it is emitted from large point sources, compressing it, and transporting it to a suitable storage site where it is injected into the ground. CCS system can attribute to the reduction of CO₂ and currently many projects in the world are commercializing. In South Korea, many researches are concentrated upon the CO₂ capture processes in CCS system. In this study, we evaluated environmental impact of CCS infrastructure system, which has CO₂ capture, transportation and storage stage using life cycle assessment (LCA). Also we assessed the costs for each CCS stage operation with scenarios. As a result, the global warming impact in a system without CO₂ capture process was 9.64E+04g CO₂-eq and a system with CO₂ capture process had 1.45E+05g CO₂-eq. About 1,368 kJ/ton CO₂ energy is required for CO₂ capture and it could remove 90% of occurred total CO₂ from electricity generation.

The result of life cycle cost analysis shows that the cost of 500MW size electricity generation and CCS system is 1,045 million US dollar and the operation cost per year is 154~267 million US dollar. As a result of the life cycle costing, current value of 20 years total cost is 4,236 million US dollar. For the future dissemination of CCS system, the database of the quantified environmental impacts and cost analysis in each stage (capture, transport and storage) should be updated and constructed regularly.