[컴업스타즈] “공기 중 탄소 포집해서 에너지로 만들겠다” 카본에너지

‘컴업 2024’와 관련한 더 많은 이야기를 만나보세요! -> 컴업 2024 특별 페이지 바로 가기

기후 테크는 AI와 함께 세계 스타트업 투자 시장에서 가장 뜨거운 분야 중 하나다. 기후 위기가 이제는 피할 수 없는 현실이 되었기 때문에 이 문제 해결을 위한 다양한 스타트업이 등장하고 있다. 우리나라도 2030년까지 온실가스 배출량을 2018년보다 40% 감축하는 걸 목표로 하고 있다.

최근 서울 코엑스에서 열린 글로벌 스타트업 축제 ‘컴업 2024’에서도 기후 테크 스타트업에 대한 관심이 컸다. 대표적인 회사가 ‘카본에너지(대표 나시영)’이다. 탄소 직접 포집 및 활용 기술을 보유한 카본에너지는 컴업2024에서 1208개 팀의 도전자 중 최종 10위 안에 드는 등 관심을 끌었다.

카본에너지는 공기 중 탄소를 직접 포집하고, 포집된 탄소를 다시 에너지로 재활용하는 기술을 개발했다. 현재는 파일럿 규모의 설비 상용화에 성공했으며, 2027년까지 10톤 이상의 탄소를 제거하는 설비를 구축하겠다는 계획을 세우고 있다. 이를 통해 세계 이산화탄소의 1%를 매출로 전환하겠다는 것이 카본에너지의 비전이다.

회사 소개 부탁드립니다

저희는 2022년에 설립된 카본에너지라고 하고요. 공기 중 탄소 직접 포집 기술을 통해서 탄소 중립 솔루션을 제공하는 기업입니다. 현재 탄소 중립, 기후 규제가 심해지고 있지 않습니까? 지구 온난화로 인해 산업군에 상관없이 지금 모든 기업들은 다 온실가스를 배출하고 있고 이를 줄이거나 제거해야만 합니다. 그래서 공기 중에서 CO2를 제거하는 다이렉트 에어 캡처(DAC, Direct Air Capture) 기술이 꼭 필요한 상황입니다.

저희 기술은 공기 중에 있는 CO2를 화학 반응으로 포집하고, 포집된 CO2는 고체 형태로 만드는 겁니다. 이 고체도 버리는 것이 아니라 화학 원료로 재사용할 수 있습니다. 손실되는 열 에너지를 전기 에너지로 변환해서 탄소 포집과 동시에 고체 화학 원료를 생산하고 재생 전기 에너지까지 생산하는, 하나의 공장에서 세 가지를 동시에 생산할 수 있는 기술입니다.

기술의 원리를 잠깐 소개해 주세요

기존 기술하고 비교를 하자면, 일반 탄소포집 기술은 엄청나게 큰 공기 청정기를 이용하는 거라고 보시면 될 것 같아요. 공기 청정기가 필터를 통해 미세먼지를 걸러내지 않습니까? 유사하게 이산화탄소만 걸러내는 일종의 필터 같은 것으로 포집을 합니다.

그런데 이런 탄소포집 기술에는 문제점이 몇 가지가 있어요. 첫 번째 포집하는 데 에너지를 너무 많이 쓰게 되는 것이 있고요. 두 번째로는 이산화탄소를 가스 형태로 포집을 하게 되는데, 포집한 이 이산화탄소가 쓸모가 없습니다.  그래서 땅에 묻거나 다른 추가적인 공정을 통해서 재활용 가능한 걸로 바꿔야 합니다. 이 추가적인 공정이나 땅에 묻는 과정에 비용이 많이 들죠.

그런데 저희 기술은 필터 형식이 아니라 이산화탄소를 화학 반응시켜서 돌덩이로 만드는 겁니다. 이렇게 포집된 돌덩이기 사실은 소다거든요. 우리가 흔히 알고 있는 소다라서 식품 첨가물이나 표백제를 만들 때도 쓰고, 땅에 묻기에도 가스보다는 훨씬 더 쉽습니다.

그리고 화학 반응하면 열이 나지 않습니까? 그 열을 버리는 게 아니라 전기 에너지로 변환합니다. 포집과 동시에 전기까지도 동시에 생산할 수 있는 기술이라고 보시면 됩니다.

현재 기술의 완성도는 어느 정도인가요? 완성되어서 상용화에 들어간 단계인 건가요?

아직 상용화까지는 아니고요. 상용화하려고 준비를 하고 있는 단계입니다. 공기 중 직접 포집이 아직까지 세계적으로 상용화에 성공한 사례는 없습니다. 왜냐하면 공기 중에 있는 이산화탄소의 농도가 굉장히 낮거든요. 공기중에 이산화탄소는 0.04%에 불과합니다. 굉장히 미량이기 때문에 대규모로 상용화에 성공한 기업은 없습니다.

세계에서 가장 큰 설비가 연간 3만6000톤 정도 포집할 수 있을 정도입니다. 그런데 현재 탄소를 우리가 수천만톤, 수억톤씩 배출하고 있거든요. 아직은 의미있는 수치는 아닙니다. 저희 같은 경우에는 연간 100kg 정도 포집할 수 있는 파일럿 설비 구축을 완료했습니다.

바닷물에서 소금 채취했다고 바닷물이 싱거워지지 않듯이 공기 중에 탄소를 일부 포집을 한다고 해서 이게 우리가 걱정하는 기후 위기를 막을 수가 있는 건가요?

말씀하신 것처럼 현재의 탄소 포집량이 지금 당장 의미 있는 건 아닙니다. 의미가 있는 수준이 되려면 100만톤 규모는 돼야 어느 정도 의미가 있는 수준이고, 5억톤 정도는 돼야할 것으로 보입니다. 아직은 모두가 기술 개발 초기 단계에 있는 상황입니다.

이 기술의 구매자는 누가될까요? 정부인가요?

우선은 정부와 기업이죠. 파리 기후 협약이 원천입니다. 2050년까지 탄소 중립을 만드는 건데,  탄소를 덜 배출하는 것만으로는 목표를 달성하기 힘듭니다. 덜 배출하는 것만으로는 근본적인 해결책이 될 수 없습니다.

지구 온난화를 진짜로 해결하려면  공기 중에 있는 이산화탄소를 제거해야 하고, 미국과 유럽을 중심으로 이런 규제들이 점점 강해지고 있습니다. 정부와 기업이 공기중 이산화탄소 제거 노력을 펼쳐야만 하는 상황입니다.

지금은 마이크로소프트나 구글, 메타, 이런 빅테크 기업들이 이런 기술을 제일 많이 구매를 하고 있어요. AI를 하려면 데이터센터가 에너지를 엄청나게 많이 소모를 하는데, 이런 탄소 배출량은 어떻게 할 것이냐 라는 논의가 있습니다. 이런 지적에 대한 해결책으로 빅테크 기업들이 공기 중에서 이산화탄소를 제거하려고 하는 겁니다.

그런데 이산화탄소도 지구와 생태계에는 필요한 존재 아닌가요? 나무는 이산화탄소를 필요로 하잖아요?

공기중에 이산화탄소가 없어질 걱정을 할 수준이 되려면 포집량이 수백억톤이 되어야 할텐데 그 정도는 아직 너무 먼 미래로 생각되고요.

말씀하신 것처럼 숲을 만들어서 공기 중에서 이산화탄소를 제거하는 활동들을 하는 기업도 있습니다. 저희처럼 기술로 하는 게 아니라 숲을 만들어서 탄소를 줄이는 노력을 하는 곳도 있습니다.

현재는 줄여야 하는 이산화탄소가 수백억톤이기 때문에 숲을 만드는 방식이든, 저희처럼 공기중 탄소를 포집하는 방식이든 상관없이 이산화탄소를 제거하는 일을 이뤄내야만 하는 상황입니다.

탄소 포집이라는 기술로 창업을 한 계기는 무엇인가요?

저는 화학으로 석사까지 공부를 했고요, 배터리와 촉매 관련 연구하다가 기후위기에 대해 조금 심도 깊게 알게 됐습니다. 그런데 이 쪽 문제 해결을 위해 제대로 하고 있는 기업이 별로 없는 것 같더라고요. 누군가는 해야 하는 일인데, 제가 가진 연구 역량이나 기술을 조합하면 할 수 있겠다 싶어서 시작했습니다. 기후 위기를 해결하는 과정에서 저희가 미션을 해결하면 당연히 부와 명예도 따라올 거라고 생각합니다.

현재 이 분야의 경쟁 상황은 어떤가요?

저는 지금 공기 중 탄소 포집만 지금 말씀드린 건데요. 탄소 포집과 공기 중 탄소 포집은 조금 다릅니다. 탄소 포집은 굴뚝에서 가스를 포집하는 방식이고요, 저희는 말 그대로 공기 중에서 포집을 하는 거라서 기술적인 난이도가 있습니다.

경쟁사로는 세계적으로 몇 군데 있긴 하지만, 아직까지 연구 단계 혹은 프로토타입 파일럿 단계라고 보시면 될 것 같아요. 대부분 미국이나 유럽 쪽 기업입니다. 국내에서는 저희가 상업화 가능한 100kg 설비 구축을 유일하게 완료했고, 그리고 이에 대한 인증까지도 국내에서 최초로 완료했습니다.

필요한 양이 수백억 톤이라고 하셨는데 100kg은 너무 적어 보입니다.  의미 있는 수치가 되려면 어느 정도 시간이 걸릴까요?

저희는 한 5년 정도 보고 있습니다. 5년 내에 1만톤 이상 포집할 수 있는 설비로 확장을 하려고 생각하고 있어요. 사실 돈이 많이 들고 기술적인 난이도가 높기 때문에 하루아침에 될 수 있는 건 아니라고 생각합니다. 최소 5년 이상 끊임없는 연구 개발과 투자를 통해서 규모를 키우고 계속 실증을 해 나가야 되는 상황입니다.

설비 마련을 위해 자본이 많이 필요할 것 같은데 현재 투자 상황은 좀 어떤가요?

저희가 작년에 첫 투자를 받았고요. 현재 투자 유치 중에 있습니다. 투자 유치 목적은 2026년까지 10톤 정도 되는 규모로 공장을 좀 지으려고 합니다.

이번에 컴업 스타즈에 나오셨는데 소감 한 말씀 부탁드려요

우선 저희가 아직 많이 부족한데 이렇게 많은 기회 주셔서 너무 감사드리고요. 한국은 아직 기후테크 시장이 미국이나 유럽 대비 활성화되지 못했지만 누군가는 꼭 해야 하는 일이거든요. 이 기후변화 위기를 주도적으로 해결할 수 있게 저희 카본 에너지를 소개할 수 있는 자리를 마련해 주셔서 감사하다고 말씀드리고 싶네요.

글. 바이라인네트워크
<심재석 기자>shimsky@byline.network