표제와 같이 CCUS 관련 논문을 구글링하다가 같이 읽어보면 좋을 것 같은 논문이 있어 공유합니다.
- 제목: 탄소 포집 활용 및 저장 분야(CCUS)의 기술동향 분석; 특허 데이터 및 토픽 모델링을 중심으로
- 저자: 이현섭
(초록)
지구온난화와 기상이변으로 인해 탄소배출에 대한 전세계적인 경각심이 증대 되고 있다.
국제사회는 기후변화에 관한 정부간 협의체(IPCC)를 통해 2050년까 지 세계 탄소 순배출량을 0으로 만드는 탄소중립을 달성할 것을 목표로 하였 다. 한국은 ‘2050 탄소중립 비전’을 통해 이러한 국제사회의 대열에 합류하였다. CCUS 기술은 탄소 포집 활용 및 저장에 관한 기술로 탄소중립을 위해서 필수 적인 기술로 여겨진다. 본 연구에서는 특허정보에 LDA 모델링을 적용하여 CCUS 기술현황을 분석 하였다. CCUS 관련 특허정보 9,460건을 분석한 결과 8개 토픽을 도출하고, 연 도에 따른 토픽 및 주요국가별 기술개발동향을 분석하였다. 국가별 기술수준을 3개 그룹으로 분류하고 각 그룹에 속한 나라를 특정하였으며, 한국의 기술개발 측면의 강점을 파악하였다. 본 연구는 CCUS 분야 특허데이터를 텍스트마이닝 기법으로 분석하고, 그에 따른 기술동향 파악과 정책적 제안을 하였다는데 의 의가 있다.
연구의 배경 및 목적
지구온난화와 이로 인한 기상이변에 대해 전세계적인 위기의식이 확산되고 있다. 인류문명이 만들어내는 온실가스(GHG)가 기상이변의 주 원인으로 지목받고 있으며, 그 중 이산화탄소(CO2)가 큰 부분을 차지하 고 있으며 산업화 이전에 비해 대기 중의 이산화탄소 농도는 48% 높아 졌다(European Commission, n.d.). 전세계적으로 탄소를 절감해야 한다는 공감대가 형성되었으며, 이에 2015년 파리협정(Paris Agreement)에서 국제사회가 그린하우스 가스를 감축하는데 합의하고, 지구의 평균 온도 상승을 산업화 이전 대비 2 °C 이하로 유지, 1.5°C 이하로 온도상승을 제한하기 위해 노력하는 것을 목 표로 하였다(UNFCCC. Conference of the Parties (COP), 2015). 2018년 IPCC(Inter-governmental Panel on Climate Chang)는 ‘지구온난화 1.5°C 특별보고서’에서 현재 탄소배출량이 유지될 경우 2021-2040년 지 구평균기온 상승이 1.5°C를 넘을 가능성이 높은 것으로 전망하고, 이를 방지하기 위해 2030년까지 2010년 탄소배출량의 45% 수준으로 탄소배 출을 감축하고, 2050년에는 탄소배출량 0에 도달할 것을 주문하였다 (IPCC, 2018). 2019년 전세계 121개 국은 기후목표상향동맹(Climate Ambition Alliance)을 발족하고 2050년 탄소중립화를 선언하였다. 한국은 2020년 ‘2050년 탄소 중립 비전’을 발표하고 중장기 국가 온실가스 감축목표(NDC)를 2018년 대비 40%로 잡았으며 2022년 기후위기 대응 을 위한 탄소중립 녹색성장기본법 시행령을 통해 이를 법제화하였다.(국 무조정실, 2022) 탄소를 절감하기 위해서는 새롭게 만들어지는 탄소를 줄이는 노력과 함께 인간의 생산활동에서 불가피하게 생겨나는 탄소를 포집하여 처리 하는 기술이 필요하다. 이러한 흐름에서 탄소를 포집하고 저장 활용하 는 기술인 CCUS(Carbon Capture, Utilization and Storage)에 대한 중 요성이 부각되고 있다. CCUS는 생산공정 또는 대기 중의 이산화탄소를 포집하고 이를 지중에 저장하거나, 유용한 물질로 전환하는 기술을 뜻한다.
크게 CCU(Carbon Capture and Utilization, 포집 및 활용), CCS(Carbon Capture and Storage, 포집 및 저장)으로 구분할 수 있다(임준성, 2022). CCUS 기술은 탄소배출을 줄이면서 동시에 탄소를 제거할 수 있는 유 일한 기술군으로 탄소중립을 위해서 핵심적인 기술이다(Mcculloch et al., 2020). 국제에너지기구(IEA)의 지속가능한 발전시나리오(Sustainable Development Scenario)에서는 2070년도까지 누적 탄소 감축분의 15%를 CCUS 기술이 기여할 것으로 예상하는 등 CCUS는 탄소절감에 꼭 필요한 기술로 여겨지고 있다(Mcculloch et al., 2020). 이렇듯 CCUS 기술에 대한 필요성이 증대되는 가운데 해당 기술의 특허 현황을 분석하고, 추후 발전방향을 가늠하는 연구가 필요한 시점 이다. 특허 정보는 기술적 진보, 시장 트렌드, 지적 재산권의 측면에서 기술적, 상업적 지식을 내포하고 있으므로, 특허 분석은 R&D 관리에서 유용한 수단이다(Yoon & Park, 2004). 또한 심화되는 기업 간 경쟁에서 특허분석을 통한 경쟁우위 확보는 주목을 받고 있다(Park et al., 2013). 따라서 특허정보 분석을 통해서 특정기술분야의 흐름을 분석하고, 방향 성을 논의하는 것은 추후 기술발전에 의미있는 영향을 줄 수 있다.
결론
연도별로 분석한 결과 2000년도를 시작으로 CCUS 관련 특허 출원이 증가하여고 2010~13년에 최대 출원 수를 보인 후에 2013~15년 기간 동안 출원 수가 감소한다. 그리고 비교적 최근인 2015~21년에 증가하는 흐름을 보인다. 특허출원을 가장 많이 한 국가는 중국, 미국, 한국, 일본, 독일로 전체 특허출원의 74%를 차지한다.
특허 출원의 토픽은 1번 탄소활용, 2번 화학 흡수제 방식 탄소 포집, 3번 순산소 연소 탄소포집, 4번 습식흡수제 방식 탄소 포집, 5번 탄소 저장, 6번 연소전 탄소포집, 7번 분리막 방식 탄소포집, 8번 흡착 방식 탄소 포집으로 나타났다. CCUS 기술에서 탄소포집이 선행되고 이후 탄소 저장과 활용 기술의 필요성이 보여진 점으로 토픽의 대부분이 탄소포집으로 보여진다.
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