기후변화는 틀림없이 금세기 인류가 직면한 가장 큰 도전이다. 태양열, 풍력 및 기타 재생 가능 에너지의 대규모 배치에도 불구하고 지구 평균 온도 상승은 여전히 1.5°C를 초과할 가능성이 높으며 생태계, 인간 건강 및 지정학적 안정성에 재앙적인 결과를 초래할 수 있다. 최근 몇 년 동안 청정 에너지 외에 다른 솔루션이 필요하다는 것이 점점 더 분명해졌다.  

나무는 이산화탄소(CO2)를 흡수하기 때문에 많은 국가에서 재조림 프로그램이 시행되고 있다. 그러나 나무가 완전히 성숙하는 데 수십 년이 걸릴 수 있으며 가뭄, 산불 등에 취약하다.

현재 부상하고 있는 한 가지 기술 솔루션은 DAC(직접 공기 포집)로, 주변 공기에서 직접 CO2를 포집하는 프로세스이다(시멘트 공장이나 바이오매스 발전소와 같은 산업 포인트 소스에서 포집하는 것과 반대). 이것은 지하 격리를 위해 농축된 가스 흐름을 생성하거나 다른 탄소 중립 목적으로 활용될 수 있다.

여러 회사에서 DAC 시스템의 상용화를 시도했다. 2009년 스위스 대학 ETH Zürich에서 분사하여 설립된 Climeworks는 기술을 시장에 출시하는 면에서 가장 앞서 있다.

2011년 투자자들로부터 자본을 받은 후 Climeworks는 프로토타입 시설을 계속 개발했다. 그 후 급속한 확장이 뒤따랐고, 이는 모듈 시스템과 주변 공기에서 CO2를 필터링하는 최초의 상업 프로젝트로 이어졌다. 2017년 5월에 완료되어 스위스 힌빌에 위치한 이 시스템은 연간 900톤의 CO2를 필터링하는 18개의 DAC 모듈로 구성된다. 가스는 비료로 사용하기 위해 온실 운영자에게 판매되었다.

그런 다음 Climeworks는 세계에서 세 번째로 큰 지열 발전소인 아이슬란드의 Hellisheiði 발전소에서 데모 프로젝트를 시작했다. 스위스에 있는 이전 시설보다 더 적은 CO2를 포집할 수 있지만 매년 50미터톤의 가스를 지하에 주입할 수 있다. 이 가스는 광물화되어 일반적으로 수천 년이 걸리는 자연적 과정을 2년 만에 복제할 수 있다.

이미지 출처: Sandra Snæbjörnsdóttir

2020년 9월, Climeworks는 탄소 제거 능력을 확장하고 확장하기 위한 로드맵을 추진하기 위해 직접 공기 포집에 대한 최대 민간 투자인 CHF 100m($110m)을 모금했다.

2021년 7월, 스위스와 아이슬란드 정부는 Climeworks가 개발한 시스템을 사용하여 대기 및 지하 저장에서 CO2를 추출하는 것과 관련된 "네거티브 배출 기술"을 공동으로 개발하기로 합의했다.

이번 주에 회사는 가장 크고 강력한 DAC인 "Orca"를 출시했다. 이것은 현재 연간 4,000톤의 CO2를 포집하고 있으며, 이는 아이슬란드에 기반을 둔 Carbfix와 협력하여 개발한 자연 광물화 과정을 통해 대기에서 제거되고 영구적으로 저장된다. 새로운 시설은 이전 프로토타입의 80배 용량을 가지며 100% 청정 에너지로 가동된다. Orca는 즉각적인 영향을 제공한다. 공기에서 제거된 모든 이산화탄소 톤은 지구 온난화에 즉시 기여하지 않는 톤이다.

Climeworks 시스템은 2단계 프로세스이다. 먼저 팬으로 주변 공기를 수집기로 흡입한다. 그런 다음 CO2는 내부에 있는 매우 선택적인 필터 재료의 표면에 포착된다. 둘째, 필터 재료가 가득 찬 후 수집기가 닫힌다. 그런 다음 내부 온도를 80~100°C로 증가시켜 수집 및 제거를 위해 고순도, 고농도 CO2를 방출한다. 수집된 CO2는 물과 혼합되어 지하로 펌핑되어 광물화 과정을 시작하거나 음료, 비료 또는 합성 연료(몇 가지만 들자면) 생산과 같은 상업적 응용 분야에서 업사이클링될 수 있다.

이미지 출처: Climeworks

매년 전 세계적으로 인간 활동에 의해 배출되는 약 350억 톤의 CO2와 비교할 때 범고래가 포획하는 양은 하찮게 보일 수 있다. 그러나 현대 기술은 기하급수적인 추세를 따르는 경향이 있으며 실제로 Climeworks는 확장에 대한 큰 계획을 가지고 있다. 2035년까지 대기에서 탄소를 추출하는 톤당 비용이 5배 이상 감소할 것으로 예상하고 있다. 장기적으로 분석에 따르면 직접 공기 포집은 2040년대까지 연간 수 기가톤 산업이 될 것이며, 잠재적으로 기후 변화의 안정화에 매우 중요한 역할을 하게 된다.

이산화탄소를 저장할 수 있는 전 세계 용량은 5조에서 30조 톤으로 추정되며 이는 온실 가스의 역사적 배출량 전체를 격리하기에 충분하다. DAC를 독특한 접근 방식으로 만드는 것은 모든 이산화탄소 제거 접근 방식 중에서 토지와 물 사용량이 가장 적기 때문이다.

"DAC 산업의 이정표인 Orca는 Climeworks의 미래 확장을 위한 확장 가능하고 유연하며 복제 가능한 청사진을 제공한다."라고 회사의 공동 CEO이자 공동 설립자인 Jan Wurzbacher가 말했다.

"이러한 성공으로 우리는 향후 몇 년 동안 용량을 빠르게 늘릴 준비가 되어 있다. 전 세계적으로 탄소 배출량 제로를 달성하는 것은 아직 갈 길이 멀지만 Orca와 함께라면, 우리는 Climeworks가 그 목표를 달성하는 데 한 걸음 더 다가섰다고 믿는다."

순 제로를 향한 진전을 가속화하기 위해 Climeworks는 이제 탄소 발자국을 줄이려는 사람들을 위한 구독 서비스를 제공한다. 이것은 이미 8,500명의 구독자를 확보하여 이러한 노력에 자금을 지원하고 있다. 패키지는 월 $1(연간 CO2 제거량 14kg)에서 최대 $2,000/월(연간 탄소 제거량 22,000kg)까지 매우 유연하다. https://climeworks.com/subscriptions