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텍사스의 석유 저장소를 되살리기 위해 석탄 버너에서 탄소 포집에 대한 두 번째 샷
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텍사스의 석유 저장소를 되살리기 위해 석탄 버너에서 탄소 포집에 대한 두 번째 샷

Jul 27, 2023

2022년 1월 노스다코타주 언더우드 인근 석탄화력발전소.

페트라 노바를 되돌아보며.

페트라 노바(Petra Nova)는 미국 연방 정부의 지원을 받아 휴스턴에서 열린 CCS 시위였습니다. CCS는 탄소 포집 및 저장을 의미합니다. 페트라 노바(Petra Nova)에서는 석탄 화력 발전소 굴뚝에서 CO2를 포집하여 오래된 유전에 주입하여 석유 생산량을 늘렸습니다. 연방 정부의 지원은 석탄 절약 약속을 통해 이루어졌습니다.

페트라노바의 오너는 NRG와 일본 기업인 JX Nippon이었습니다. 이 유전은 향상된 오일 회수라는 프로세스를 사용하여 Hilcorp Energy에 의해 운영되었습니다. 여기서 CO2는 비누처럼 작용하여 갇혀 있던 암석에서 남은 오일을 부드럽게 하고 짜냅니다.

2017년부터 페트라 노바(Petra Nova)는 3년 동안 운영되었으며 석탄을 태우는 굴뚝에서 세계 최대의 CO2 양을 포집했다고 주장되었습니다. Petra Nova는 배기가스에서 CO2의 92%를 회수했습니다. 또한 석유 가격이 충분히 높다면 석유 회수 강화의 전체 과정이 상업적 규모로 실행 가능하다는 사실도 입증되었습니다.

그러나 이 기업은 미국 정부가 지불한 1억 9,500만 달러에 약 10억 달러의 비용이 소요될 만큼 비용이 많이 들었습니다. 기술적인 성공이었지만 석유 가격이 배럴당 50달러 아래로 떨어지면서 프로젝트는 2020년에 보류되었습니다. 이는 실망스러웠고 당시 에너지부 장관인 Rick Perry는 CCS를 통해 석탄을 절약하려는 시도는 마치 벽에 젤로를 던지고 젤이 많이 붙기를 바라죠.

NRG는 2022년 말에 지분 50%를 Nippon에 360만 달러에 매각했습니다. 이 가격에서는 도둑질처럼 보였습니다. 이제 Nippon이 단독 소유자가 되었습니다. Nippon의 목표는 모회사인 Eneos Holdings가 2040년까지 탄소 중립이 되도록 돕는 것입니다. Hilcorp가 참여할지는 확실하지 않습니다.

텍사스주 휴스턴의 페트라 노바(Petra Nova) 프로젝트의 구성요소.

CCS를 방해하는 네 가지 장애물.

CCS의 더 큰 그림에는 페트라 노바(Petra Nova) 재가동과 같이 석탄 및 석탄 화력 발전소를 절약하는 데에는 네 가지 장애물이 있습니다.

장애물 1: 많은 사람들이 석탄을 단계적으로 폐지하는 것을 선호합니다. 왜냐하면 석탄은 하층(스모그) 대기와 상층(온실가스) 대기 모두를 오염시키는 불결한 연료이기 때문입니다. 글래스고에서 열린 COP26은 참석자 200명 중 197개국이 석탄을 단계적으로 중단하겠다는 문구에 동의하면서 끝났습니다.

막대한 양의 석탄을 사용하는 중국과 인도, 그리고 다른 3개국은 회의가 끝난 지 불과 한 시간 만에 석탄의 '단계적 폐지'라는 표현을 철회했습니다. 수십 년 전 서부가 그랬던 것처럼, 더 높은 삶의 질을 누리는 거대한 인구.

장애물 2: 미국과 세계는 수천 년 동안 지속될 수 있는 CCS 저장 용량을 보유하고 있습니다. 그러나 Rystad Energy에 따르면 세계는 2050년까지 연간 최대 90억 톤의 CO2 eq를 주입해야 합니다. 현재 주입량에서 확장하려면 수십 년 동안 매년 20%의 성장이 필요합니다.

CCS를 위한 엄청난 규모의 새로운 산업이 창출되어야 합니다. 적어도 현재의 석유 및 가스 산업만큼 크고 가능하면 두 배 더 커야 합니다. 화석 연료 생산과 CCS 산업은 모두 너무 번거롭고 비용이 많이 들기 때문에 재생 가능 에너지 개발에 비해 에너지 회사가 관리하기에는 비실용적입니다.

장애물 3: CCS 프로세스는 복잡하고 비용이 많이 듭니다. 첫째, 석탄 연소 시 배출되는 다른 가스로부터 CO2를 분리해야 합니다. 둘째, CO2 가스는 청소, 압축 및 파이프라인을 통해 적합한 오래된 유전으로 운송되어야 합니다(미국과 전 세계에 유전이 많이 있음). 셋째, CO2는 3000피트보다 깊은 우물을 통해 거의 지속적으로 주입되어야 합니다. 넷째, CO2가 암반을 통해 누출되어 대수층을 오염시키지 않는다는 보장이 필요합니다.

2021년 GAO(정부회계감사원)에 따르면 미국 DOE는 2009년부터 탄소 포집 프로젝트를 연구하는 데 10억 달러 이상을 지출했습니다. 다양한 성공에도 불구하고 11개 프로젝트 중 8개 프로젝트가 실패했으며 이들 중 대부분은 석탄 발전소에 집중되었습니다.