석탄으로 전기 만들며 탄소는 ‘제로’? 상식을 뒤집는 기술 등장

과거엔 석탄이면 곧 오염이었다. 굴뚝에서 매연이 뿜어져 나오고, 도시 전체가 회색 공기로 덮였던 시대의 상징이 바로 석탄이었다. 그런데 이제 그 석탄이 climate 기후 위기를 해결하는 열쇠가 될 수 있다는 상상이 현실이 되고 있다. 중국 선전대 연구진이 emission 탄소 배출 없이 석탄에서 전기를 뽑아내는 기술을 공개한 것이다. 이름하여 ‘탄소 무배출 석탄 연료전지(ZC-DCFC)’. 이 제목만으로도 기존의 모든 상식을 뒤집는다.

기존 석탄화력발전은 combustion 연소 과정이 필수다. 석탄에 불을 붙여 끓인 물로 터빈을 돌리는 구조라, 어쩔 수 없이 carbon이 탄소가 대기로 새어나간다. 하지만 새로운 기술은 전혀 다른 길을 택했다. 석탄을 태우는 대신, chemical 화학적 반응을 활용한다. 석탄을 미세한 가루로 분쇄한 뒤, 산소와 반응시켜 전기를 직접 생성하는 방식이다. 이 과정에서 생기는 탄소는 closed 폐쇄형 시스템 안에서 모두 수거된다. 말 그대로 ‘연기 없는 발전소’를 현실화한 셈이다.

이 기술이 의미 있는 건 단지 environment 환경 보호만이 아니다. 연구진은 에너지 efficiency도 변환 효율도 크게 높일 수 있다고 강조한다. 기존 방식은 약 40% 수준인데, ZC-DCFC는 그 한계를 뛰어넘을 가능성이 있다. 더 적은 자원으로 더 많은 전기를 만든다는 뜻이다. 또한, 석탄을 지하에서 직접 발전할 수 있어 채굴과 운송 비용을 줄이는 부가적인 효과도 기대된다. 지하 탄광에 시설을 설치하고, 전기를 그대로 지상으로 송전한다는 구상이다.

세계 전력 생산에서 석탄의 비중은 여전히 높다. 중국은 55%, 세계 평균은 33%다. 재생에너지가 성장하고 있지만, transition의 전환의 속도는 더디다. 이런 현실에서 ZC-DCFC는 해결책으로서의 가능성을 품고 있다. 석탄을 완전히 버리지 않으면서도, 지속 가능한 방향으로 끌고 갈 수 있다는 점에서 주목받고 있다. 상용화가 관건이지만, 이미 국제학술지에 발표된 만큼, 더 이상 공상과학이 아니다.

이제 질문은 하나다. 이 기술이 얼마나 빨리 현실이 될 수 있을까. 연구진은 지하 발전 시스템 구축을 전망하며 장기적인 비전을 제시했다. 하지만 challenge도 도전도 만만치 않다. 기술 안정성, 대규모 적용 가능성, 경제성, 그리고 기존 산업 구조와의 통합 문제까지 넘어야 할 산이 많다. 그래도 한 가지 분명한 건, 석탄의 이미지를 바꿀 수 있는 opportunity가 기회가 현실로 다가왔다는 사실이다.