빠르면 2050년까지 화석연료를 전혀 사용하지 않는 정유소를 건설하여 탄소 중립 사회에 크게 기여할 수 있습니다.
네이처(Nature) 지에서 위트레흐트 대학의 두 화학자는 정유 공장이 화석연료를 완전히 사용하지 않도록 재창조될 수 있는 로드맵을 제시했습니다. 가능한 경우 공정이 전기화되고 원자재가 CO2, 농업 및 도시 폐기물로 변경됩니다. "우리는 화석연료를 전혀 사용하지 않는 정유소를 만들기 위해 무엇이 필요한지 알고 싶었습니다."
정유 공장은 전 세계 대부분의 운송 연료의 공급원이며 일상 생활에 필수적인 많은 제품의 기반입니다. 오늘날 정유 공정은 주로 화석 연료로 운영되며 화석 자원은 화학 물질, 의약품 및 기타 유용한 물질의 생산에 사용됩니다. 그럼에도 불구하고 화석 연료의 사용은 CO2의 가장 큰 원인입니다.
재생 가능한 전기가 화석 연료 기반 에너지를 대체할 수 있는 분명한 경로가 있지만, 현재 정유 공장에서 생산되는 수송 연료와 화학 물질은 여전히 필요합니다.
Nature 저널에 사설 기사와 함께 저널 표지를 장식한 위트레흐트 대학의 연구원 Eelco Vogt와 Bert Weckhuysen은 완전히 탄소 중립적인 정유소를 소개합니다. 그들은 유럽에 있다고 가정하는 단일 정유 공장에 대해 자릿수 계산을 사용하여 에너지, 재료 및 자원과 관련된 재정 및 정치적 제약 측면에서 필요한 것을 보여줍니다.
구성 요소의 통합
미래 정유소의 몇 가지 주요 측면에는 CO의 전환, 플라스틱 및 바이오매스 폐기물을 유용한 원료로 전환, 지속 가능한 수소 생산, CO를 추출하기 위한 공기 포집 시스템 등이 포함됩니다.
"그러나 비전은 궁극적으로 폐기물 제로가 되는 정유 단지를 건설하는 데 필요한 모든 구성 요소를 통합하는 것입니다. 예를 들어, 바이오매스 및 플라스틱 폐기물 전환은 CO2를 생성할 수 있습니다. 그러나 그들의 혁신적인 개념에서, 이 CO2 그런 다음 폐기물 흐름은 지속 가능한 연료를 생산하는 데 사용됩니다."라고 Weckhuysen은 말합니다.
미래 정유소의 다른 중요한 세부 사항은 막대한 양의 재생 가능 에너지와 현재보다 더 많은 하드웨어 광물 자원의 요구 사항입니다. 이는 차례로 태양 전지판 및/또는 풍력 터빈을 위한 훨씬 더 넓은 육상 또는 해양 지역을 필요로 합니다.
강력한 촉매
미래의 정유 공장을 위한 많은 기술이 현재 실험실에 존재하며 대규모 확장 노력이 필요하며, 이는 주요 과제입니다. "그러나 우리가 규모의 문제만을 다루고 있다고 생각하는 실수를 범해서는 안 된다"고 Weckhuysen은 주장합니다. "실험실에서 할 수 있는 모든 것이 실생활에서 작동하는 것은 아니기 때문에 훨씬 더 많은 과학적, 기술적 작업이 이루어져야 합니다"라고 Vogt는 덧붙입니다.
주요 질문 중 하나는 새로운 원료 스트림이 가져올 불순물에 내성이 있는 강력한 촉매를 개발하는 방법입니다. Weckhuysen은 "우리는 화석 자원을 다룰 수 있는 방대한 배경과 많은 전문 지식을 가지고 있지만 재생 가능한 자원에 대해서는 확실히 초기 단계에 있습니다"라고 말했습니다.
비용
연구진은 이러한 수준의 발견과 혁신을 위해서는 적절한 정책과 장기적인 지원 및 자금 조달 프레임워크가 필요한데, 이는 미래의 정유소가 현재 매우 비싸기 때문이라고 주장한다. 새로운 정유 공장에는 140억 유로에서 230억 유로의 투자가 필요하다고 연구원들은 추정합니다. 향후 25년 이상 현재 운영 중인 615개 정유소를 모두 교체하는 데만 연간 3,200억 유로에서 5,200억 유로의 투자가 필요합니다.
미래의 커넥터
과학, 기술, 적절한 정책, 재정 지원 외에도 우리의 솔루션을 현실로 만들 사람들도 고려해야 합니다.
"과학과 기술이 해결책을 제시할 수 있지만, 사회는 이를 수용해야 한다"고 베크후이센은 주장합니다.
"그렇기 때문에 우리는 우리의 솔루션을 실현할 수 있는 학제 간 프로젝트에서 활동할 수 있는 과학자와 엔지니어를 교육해야 합니다. 이것이 바로 우리가 미래의 커넥터를 교육해야 하기 때문에 우리 대학의 다빈치 프로젝트와 같은 새로운 교육 프로그램을 수용한 이유입니다. 우리는 이러한 전환이 실제로 이루어지기 위해 향후 25년 동안 과학, 기술 및 교육에 계속 투자해야 합니다"라고 Weckhuysen은 말합니다.
이상의 기사는 2024년 5월 8일 TechXplore에 게재된 “Chemists present roadmap to a carbon-neutral refinery by 2050”제목의 기사 내용을 편집하여 작성하였습니다.
* 원문정보 출처 : https://techxplore.com/news/2024-05-chemists-roadmap-carbon-neutral-refinery.html
* 추가정보 출처 : https://www.nature.com/articles/s41586-024-07322-2
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