기후 위기가 심화되면서 세계 각국에서 탄소 규제를 강화하고 있어요.

최근 G7 회의에서 관계자들은 기업들이 환경 규제가 느슨한 나라로 이전해
탄소를 배출하는 행위인 ‘탄소 누출’을 막을 것이라고 밝혔고,
우리나라를 비롯한 전 세계 137개국은
2024년부터 2045년까지 지구온난화 물질인 수소불화탄소(HFC)를
80%까지 감축하자는 ‘키갈리 개정서’에 동참하고 있죠.

탄소 감축에 대한 관심이 높아지면서 탄소를 처리하는 기술도 주목받고 있는데요.
이번 ESG.zip에서는 온실가스를 활용하고 처리하는 친환경적 기술에 관해 알아볼게요.

1. 배출된 이산화탄소를 저장해 활용하는 탄소 포집·활용·저장 기술(CCUS)과
2. 촉매를 활용해 공정가스 처리 효율을 높인 대용량 통합 온실가스 처리시설(RCS)을 소개해드리겠습니다.

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챕터 1.
이산화탄소 배출, 피할 수 없다면 활용하라!
탄소 포집·활용·저장 기술(CCUS)

온실가스 감축에도 발상의 전환이 필요해요. 배출량을 줄이는 데 총력을 기울일 뿐만 아니라 이미 배출된 온실가스를 재생에너지로 전환해 유용하게 활용할 수 있다면? 온실가스를 획기적으로 감축하고 저탄소 경제를 실현할 수 있는 시대가 오겠죠.

이런 발상에서 출발해 실제로 이산화탄소를 모아 저장하고 활용하는 기술이 연구되고 있는데요. 바로 탄소 포집·활용·저장 기술(CCUS)이에요. CCUS는 이산화탄소를 모으고 저장해 유용한 물질로 활용하는 기술로, 지난해 테슬라 창업주인 일론 머스크가 CCUS 개발에 1억 달러 기부를 밝히면서 전 세계의 관심을 끌기도 했죠.

CCUS는 탄소 포집과 활용(CCU, Carbon Capture & Utilization), 탄소 포집과 저장(CCS, Carbon Capture & Storage)을 합친 개념입니다. CCS는 발전소나 산업체에서 발생한 탄소가 대기에 배출되기 전에 포집해 저장하는 기술로, 포집된 탄소는 저장과 이동이 용이하도록 액체 상태로 변화시켜요. 이후 파이프라인이나 배를 통해 땅, 바다 등 지하 저층으로 옮겨 저장하죠. CCU는 탄소를 모으고 저장하는 기술에서 한 발 더 나가 화학 원료, 에너지원, 건축 자재 등으로 전환해 활용하는 기술이에요. 화학적·생물학적 전환을 거치지 않고 그대로 사용하는 비전환 직접 활용 기술과 탄소를 다른 물질로 바꿔 사용하는 전환 기술로 나뉩니다.

탄소를 모으는 가장 흔한 방법은 화석 연료 발전소 등에서 배출된 연도가스(Flue gas: 고체 연료가 연소되고 난 후 생성되는 기체)를 용매가 들어 있는 흡수제와 결합해 이산화탄소만 회수하고 나머지 가스는 배출하는 것입니다. 그런 다음, 열을 이용해 이산화탄소와 용매를 분리한 후, 용매는 재활용하고 회수된 이산화탄소는 깊은 땅속의 저장고로 이동시킵니다. 이렇게 이산화탄소를 포집하고 저장하면 새로운 연료 물질로 활용할 수 있어요.

CCUS 기술은 아직 개발 초기 단계인 데다 이를 상용화하려면 기존 에너지를 대체할 정도의 품질을 달성하고, 또 다른 탄소를 배출하지 말아야 한다는 조건을 충족해야 해요. 여러 제약과 문제점에도 불구하고 국제에너지기구(IEA)는 CCUS를 기후 위기에 대응할 획기적인 기술이자 코로나19 사태 이후 침체된 경제를 일으킬 강력한 요소로 평가하고 있어요. 이들이 조사한 자료에 따르면 2050년 탄소중립 달성에 CCUS의 기여도는 총 감축량의 18%에 달할 것으로 예측된다고 합니다.

반면, 일각에서는 CCUS가 투입되는 비용 대비 탄소 감축 효과가 낮으며, 오히려 청정에너지로의 전환을 저해한다고 보는 이들도 있는데요. 탄소중립 달성을 위해 CCUS의 활용이 불가피함을 인정하지만, 이 기술에 대한 과도한 기대는 경계해야한다는 입장도 있습니다.

지구온난화의 주 원인인 온실가스를 자원으로 활용한다는 획기적인 발상에서 출발한 CCUS. 앞으로 이 기술이 현실적이고 유용하게 활용될 수 있는 수준으로 발전하길 기대해봅니다.

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챕터 2.
오염 물질 줄이고 처리 효율 높인
삼성전자 반도체의 대용량 통합 온실가스 처리시설(RCS)

온실가스를 자원으로 활용할 수 있는 기술이 상용화되면 더할 나위 없겠지만, 우선은 배출되는 온실가스의 양을 줄이는 것이 중요하겠죠. 삼성전자 반도체는 제조 공정에서 불가피하게 발생하는 온실가스 배출량을 줄이고 환경에 미치는 영향을 최소화하기 위해 오래전부터 노력해왔는데요. 2009년에는 반도체 업계 최초로 대용량 통합 온실가스 처리시설(RCS, Regenerative Catalytic System)을 개발해 활용하고 있습니다.

RCS는 촉매를 사용해 공정가스를 옥상에서 통합 처리하는 시설로 모든 설비의 배출구가 옥상으로 연결된 점이 특징입니다. 업계 내 다른 처리 시설과 비교했을 때 RCS는 낮은 온도에서 공정가스를 처리해 연료 사용을 절감할 수 있고, 대기 오염 물질의 발생도 적습니다. 삼성전자 반도체는 여기서 한 걸음 더 나아가 처리 효율과 내구성이 높은 촉매를 지속 개발하고 적용하고 있습니다.

사업장 온실가스 배출 저감을 위해 삼성전자 반도체는 여러 활동을 전개하고 있습니다. 제조 공정 효율화를 통해 공정가스 사용량 자체를 줄이는 노력과 함께 공정가스 처리 설비의 효율을 개선하고, 고효율 설비로 교체하는 등 전반적인 온실가스 감축 프로젝트를 진행하고 있습니다. 또한 지구온난화지수가 낮은 공정가스도 개발해 기존에 사용되던 가스를 대체하는 연구도 계속하고 있습니다.

이번 시간에는 온실가스를 활용하고 처리하는 친환경적 기술에 관해 알아봤습니다. 온실가스배출량을 줄이는 노력에 병행해 이미 발생한 온실가스를 안전하게 처리하고 유용하게 활용하는 기술이 계속 개발되고 있음을 알 수 있었는데요. 최신 환경 이슈와 ESG 트렌드를 살펴보는 ESG.zip. 다음 편에서 더 유용한 내용으로 돌아올게요!

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*델 테크놀로지스 포럼 2022(Dell Technologies Forum): 매년 델 테크놀로지스에서 주최하며, IT 솔루션과 최신 기술 동향을 소개하는 기술 포럼이다.

이번 행사는 팬데믹 이후 3년 만에 대면으로 개최되어 삼성전자, 인텔, 마이크로소프트 등 세계 시장을 선도하는 60여 개의 기업이 참가해 클라우드, 구독형 서비스, 하이브리드 업무 환경, 데이터센터와 엣지 등 다양한 주제를 담은 25개의 세션으로 전시 부스를 운영했습니다.

친환경 혁신 기술로 이루어 온 삼성전자 반도체의 성취와 비전

이날 기조연설을 위해 무대에 오른 이는 삼성전자 DS지속가능경영사무국 서현정 상무였는데요, ‘기술을 지속가능하게 하는 기술’이라는 주제로 델 테크놀로지스 김성준 부사장과 함께 대담 형식으로 발표를 진행했습니다. 삼성전자가 주요 IT 기업들의 공급망 파트너로서, 혁신적인 친환경 기술을 통해 반도체 제품의 개발부터 폐기까지 전 과정에서 자연에 미치는 영향을 최소화하고, 지속 가능한 미래 가치를 창출하기 위해 기울여 온 노력과 그 성과에 대한 내용이 주를 이뤘습니다.

‘고성능, 고효율, 고용량’, 데이터 폭증 시대에 최적화된 차세대 메모리 솔루션

뒤이어 브레이크아웃 세션에서는 메모리사업부 상품기획팀 김경륜 상무가 ‘삼성 메모리 솔루션과 함께 미래로 한 걸음 나아가자’라는 주제로 발표를 진행했습니다. 데이터 폭증 시대의 현황과 문제점을 짚고, 그에 따른 솔루션을 제시해 눈길을 끌었습니다.

김경륜 상무는 앞으로 도래할 전례 없는 초연결(hyper Connectivity) 사회의 모습을 제시했습니다. 인공지능, 메타버스, 사물인터넷, 자율주행, 5G·6G 통신 서비스 등의 기술이 발전하면서, 2030년에는 760억 개의 기기들이 상호 연결될 것으로 전망했는데요. 그에 따라 폭발적인 데이터 증가가 필연적으로 수반되어 비용과 환경 측면에서도 많은 이슈가 발생할 것으로 예상했습니다. 막대한 데이터 처리를 위한 데이터 센터 증설 및 용지 확보, 급격한 전력 소모, 다량의 이산화탄소(CO2) 발생에 따른 지구 온난화 가속화 등의 문제점이 뒤따라오기 때문입니다. 김경륜 상무는 이를 해결하기 위한 방안으로 삼성전자 반도체의 혁신 기술이 집약된 다양한 고성능·고효율·고용량·고지능 메모리 솔루션을 소개했습니다.

이번 포럼에서 플래티넘 스폰서로 참가한 삼성전자 반도체는 다수의 차세대 메모리 제품을 전시해 주목을 받았습니다. 부스에서 선보인 메모리 제품들은 데이터센터, 인공지능 및 머신러닝, 자율주행 등 응용 분야의 확장에 따라 성능, 용량, 저전력 특성 등 다양한 측면에서 개별화된 요구를 충족할 수 있는 솔루션들로 구성됐습니다.

그 중에서도 특히 주목할 제품은 ‘DDR5 D램’, ‘PM1743 SSD’, ‘2세대 스마트SSD’였는데요. ‘DDR5 D램’은 차세대 D램 규격으로 이전 버전인 DDR4 대비 워크로드 기반 성능이 98% 이상 향상됐습니다. 차세대 PCIe 5.0 규격 기반의 ‘PM1743 SSD’는 엔터프라이즈 서버에 채용되는 고성능 SSD로, 이전 PCIe 4.0 대비 대역폭이 2배 커지고, 전력 효율은 약 40% 개선되었습니다. ‘2세대 스마트SSD’는 CPU 연산 동작을 스토리지 레벨로 오프로드(offload)하여 SSD 내 데이터 처리 시간을 기존보다 50% 수준으로 단축하고, 에너지 소모를 70%가량 낮췄습니다. 삼성전자 반도체는 현장에서 실시간으로 DDR5 모듈과 PCIe 5.0 SSD를 장착한 서버와 DDR4 모듈과 PCIe 4.0 SSD를 장착한 서버의 성능을 직접 비교할 수 있도록 시연해 관람객들의 발길을 사로잡았습니다.

한편, 삼성전자 반도체는 글로벌 반도체 업체 최초로 영국 카본 트러스트사로부터 수여 받은 ‘제품 탄소 발자국 인증’과 ‘탄소 저감 인증’ 관련 내용도 함께 소개했는데요. 이는 삼성전자 반도체의 대표적인 환경친화적 경영 활동의 사례로, 우리 사회의 지속 가능한 미래를 위한 노력을 엿볼 수 있었습니다.

*카본 트러스트(The Carbon Trust): 2001년 영국 정부가 설립한 비영리 기관으로, 탄소 배출 절감을 위한 신기술, 혁신 등에 대한 지원과 정보 공유, 인증을 담당
*제품 탄소 발자국 인증: 제품의 생산부터 폐기까지 발생하는 탄소를 탄소 발자국 산정 표준에 맞추어 산정한 제품에 부여하는 인증

그동안 이루어 온 친환경 혁신 기술에 대한 성과를 소개하고, 다가올 미래에 대비한 차세대 메모리 솔루션을 제시하며 관람객들과 다채로운 소통을 진행한 삼성전자 반도체. 앞으로도 지속가능한 미래를 위해 노력을 거듭하는 삼성전자 반도체에 더욱 많은 관심 부탁드립니다.

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