(성공사례) CO2를 e-연료로 전환하는 ECO2Fuel 프로젝트

ECO2Fuel, 저온 전해 시스템으로 CO2를 지속가능한 전기연료(e-fuel)로 전환

2021년 출범한 EU 지원 ECO2Fuel 프로젝트는 탄소포집·활용(Carbon Capture and Utilisation, CCU) 기술의 상용화를 가속화하여 저탄소·기후복원력 있는 유럽 사회 구축을 목표로 함
프로젝트는 세계 최초의 1MW급 저온 전해 시스템을 개발 중이며, 이를 통해 포집된 CO2를 재생에너지와 물을 이용해 e-연료로 직접 전환
산업 규모에서의 기술 실증을 통해 유럽 내 고탄소 배출 산업 부문의 탈탄소화 실현 경로로 e-연료의 가능성을 입증하고자 함
2024년 ECO2Fuel은 50kW급 전해조 스택(stack)을 개발하였으며, 이 시스템은 물을 전기로 분해해 수소와 산소를 생성하는 핵심 구성 요소
시스템은 고압 운전, 가스 실시간 모니터링, 음극 가스 혼합물의 재활용이 가능하며, 이를 통해 CO2 전환 효율을 향상
스택에는 1,500cm2 셀 25개(총 면적 3.75m2)가 포함되어 있으며, 이는 프로톤교환막(PEM) 전해 기술에서 메가와트급 확장을 가능케 하는 주요 기술적 진전으로 평가됨
ECO2Fuel은 고압 밀봉, 가스·액체 흐름 제어, 스택 구조 안정성 등 스케일업의 주요 기술 과제들을 극복
독일 파트너사 RWE Power는 e-연료를 이용해 200kW급 발전용 엔진을 운전하고, 배출가스를 아민 기반 탄소포집 공정을 통해 처리하여 하루 7.2톤의 CO2(약 90%)를 포집
이후 실험에서는 99.8% 포집 효율에 도달해, 방출 가스 중 CO2 농도가 대기 중 농도보다 낮은 수준을 달성
이렇게 포집된 CO2는 ECO2Fuel의 1MW 전해 시스템의 원료로 재활용되며, 시스템이 생산한 탄소기반 e-연료를 다시 엔진에 공급함으로써 대기 중으로의 탄소 방출 대신 탄소 순환을 구현
유럽 CCU 산업 연합체 CO2 Value Europe의 정책이사 Bernier는 “CCU 기술이 유일한 해법은 아니지만, 특히 항공·해운·중공업 등 전기화가 기술적·경제적으로 어려운 분야에서 현실적인 대안이 될 것”이라며 “화석연료 기반 연료를 대체할 수 있는 드롭인(drop-in) CCU 연료가 단기적 전환 수단이 될 수 있다"고 강조
ECO2Fuel은 이러한 녹색 대체 연료의 상용화를 실현하는 핵심 프로젝트로 평가됨