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제목 : 알루미늄 산업을 위한 탈탄소화 옵션

        (Decarbonisation options for the aluminium industry)

2022년 알루미늄 산업의 전 세계 CO2e 배출량(백만 톤)

* 출처: JRC(국제 알루미늄, 2023e)

EU는 2030년까지 온실가스 배출량을 55% 줄이고, 2050년까지 기후 중립을 달성하는 목표를 세웠다. 이를 달성하기 위해 모든 산업 부문은 배출 없는 지속 가능한 활동으로 전환해야 한다. 알루미늄 산업은 EU 경제에 중요하며 CO2 배출량의 약 0.3%를 차지하고 있다. 알루미늄 산업의 총 배출량(채굴부터 2차 생산까지)은 직접 공정 배출(15%), 열 요구 사항(11%), 전력 소비(65%) 및 기타 배출원(9%)으로 인한 간접 배출에서 발생한다.

알루미늄 산업의 탈탄소화를 위해서는 CCUS, 수소사용, 공정의 전기화 및 생산공정의 개선 등을 수행하여야 하나 아직은 탈탄소화 기술 구현 비용이 탄소비용보다 높다. 그러나 기술이 점점 성숙해지고 탄소 가격이 상승함에 따라 탈탄소화 전환점이 가까워지고 있다. 현재 EU 알루미늄 산업은 기로에 서 있지만 탈탄소화 기술 구현을 시작하여 업계의 환경 영향과 경쟁력을 향상시킬 수 있는 좋은 위치에 있다.

주요 결과 – 알루미늄 산업의 탈탄소화 옵션

[CCUS와 수소] - TRL 7-9

알루미늄 산업의 배출량은 주로 직접 공정 배출, 열 요구 사항, 전력 소비 등에서 발생한다. 이를 줄이기 위한 방법으로는 CCUS(탄소 포집, 활용 및 저장)와 수소 사용이 있다.

CCUS는 CO2 농도가 높은 산업에서 경쟁력이 있지만, 알루미늄 산업에서는 낮은 연도 가스 농도로 인해 맞춤화가 필요하다.

수소는 온실가스 배출을 줄일 수 있지만, 재생 에너지원으로 생산되는 수소의 비용이 큰 장애물이다.

[불활성 양극] - TRL 4-5

불활성 양극은 알루미늄 산업의 판도를 바꿀 수 있으며, 제련 공정에서 발생하는 대부분의 배출을 줄이고 제련 효율을 25% 증가시킬 수 있다. 하지만 아직 상용화되지 않았고, 기술 준비도(Technology Readiness Level, TRL)가 낮아 비용 추정이 어렵다.

[직접 전기화]

특정 열 공정의 전기화는 가능하지만, 전기 가격의 변동성과 높은 자본 투자로 인해 즉각적인 구현 의지가 감소하고 있다.

[기타 프로세스 개선]

알루미늄 생산 공정의 다른 개선 사항(폐열회수, 저온소화, 낮은 전기분해온도, 알루미나의 탄소열환원 등)은 다양한 수준의 감소 용량과 비용으로 존재하지만 시설 레이아웃, 구현된 프로세스, 상호 의존성 및 기타 요인에 따라 맞춤형 특성을 고려할 때 그 효과를 정량화하기 어렵다.

탈탄소화 기술비용 및 감축량

* 출처: JRC

결론

알루미늄 산업은 탄소 중립을 달성할 수 있지만, 경제적이고 기술적인 장벽이 여전히 존재한다.

이전에는 환경 기준이 덜 엄격한 국가에서 생산을 아웃소싱하여 탄소 비용을 회피하였다. 그러나 현재 전 세계 탄소의 약 30%가 과세되고 있으며, 이 비율은 계속 증가하고 있다. 이로 인해 CO2 감소 비용이 CO2 비용보다 높은 상황이 발생하였다.

그러나 기술의 성숙과 CO2 가격의 상승으로 인해 산업 전반의 탈탄소화 전환점이 점점 가까워지고 있다. 특히 EU 알루미늄 산업은 탈탄소화 기술을 도입하여 환경 영향과 경쟁력을 향상시킬 수 있는 좋은 위치에 있다.