📦 CO₂는 왜 고압으로 저장할까? — 탄소 저장의 숨은 과학

이산화탄소(CO₂) 하면 떠오르는 건 보통 ‘지구온난화’일 것임.
하지만 공장이나 연구실, 반도체 제조 현장 등에서는 CO₂를 의도적으로 포집해 저장하는 경우도 많음.
이때 자주 등장하는 개념이 바로 고압 저장임.
그렇다면, 왜 굳이 이산화탄소를 고압으로 저장하는 것일까?
이번 글에서는 그 이유와 배경을 간단히 정리해보았음.

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💨 CO₂는 부피가 큼

CO₂는 상온에서 기체 상태임.
기체는 압력이 낮을수록 분자들이 넓게 퍼져 있기 때문에 부피가 큼.
예를 들어, 1kg의 CO₂를 기체 상태로 보관하면 약 0°C, 1기압 조건에서 약 500L 이상의 공간이 필요함.
이 정도면 일반적인 탱크나 실린더로는 대량 저장이 비효율적임.

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📦 고압 저장의 이유

이유설명

부피 감소	압축 또는 액화하면 CO₂의 부피가 현저히 줄어듦
운송 효율	부피가 작아야 트럭이나 배관으로 운송이 가능함
재활용 용이	압축 상태에서 필요한 공정으로 직접 투입 가능함
저장 안정성	특정 조건에서는 액화되어 누출 위험도 줄어듦

 

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🔧 CO₂는 어떻게 저장되는가?

보통 CO₂는 다음 두 가지 방식으로 저장됨:

1. 고압 기체 상태

• 60~80 atm 수준의 고압 실린더에 저장됨
• 산업용 CO₂ 공급에 널리 사용됨
• 장점: 설비 간단 / 재사용 빠름

2. 액화 CO₂ (LCO₂, Liquefied CO₂)

• 약 −20°C에서 압력을 가해 액체 상태로 저장됨
• 이 경우, CO₂는 기체 상태보다 약 600분의 1의 부피를 차지함
• 저장 효율이 매우 뛰어남

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💡 어디에 활용되는가?

• 반도체 제조 공장: 반응 후 생성된 CO₂를 포집해 고압 저장 후 폐기 또는 활용함
• CCUS 기술: 포집된 CO₂를 지하 저장소로 이동시키기 전 고압 또는 액화 상태로 저장함
• 식품 산업: 드라이아이스, 탄산음료 생산을 위해 고압 CO₂를 사용함
• 용접, 소화기: 고체 또는 고압 CO₂가 주요 작동 가스로 쓰임

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🇰🇷 국내 기업

1. 삼성엔지니어링

• 탄소 포집 및 액화 CO₂ 저장/운송 시스템 설계 경험 보유
• K-CCUS 국가 과제 다수 수행
• 삼성전자 반도체 공정과 연계하여 고순도 CO₂ 회수 파일럿 시스템 운영

2. 포스코이앤씨(구 포스코건설)

• 제철소 및 산업단지 내 CO₂ 포집·액화·수송 시스템 설계
• 포항 CCUS 실증 및 수소환원제철과 연계한 CO₂ 저장 기술 개발

3. 효성중공업

• 고압가스 저장용 실린더 및 탱크 설비 전문
• 액화 CO₂, 고압 수소 등 산업용 압력용기 제조 1위권

4. 에어프로덕츠코리아

• 산업용 가스 전문 기업 (본사는 미국)
• 국내 반도체 및 석유화학 산업에 고순도 CO₂ 공급
• 액화 CO₂ 저장 및 운송 설비 보유

5. 엠씨넥스

• 반도체 공정용 가스 공급 모듈 및 고압 컨트롤 시스템 개발
• 정밀 가스 제어 장비 및 소형 저장 시스템 개발

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🌍 해외 기업

1. Air Liquide (프랑스)

• 세계 최대 산업용 가스 기업 중 하나
• CO₂ 압축·액화·운송·저장 기술 보유
• 반도체, 철강, 식품, 에너지 산업에 고압 및 액화 CO₂ 공급
• CCUS 솔루션(Axens와 공동 개발) 참여

2. Linde (독일/미국 합병)

• 고압 가스 저장, 액화 CO₂ 운송, 대규모 CO₂ 저장설비 운영
• Shell, BASF 등과 함께 CCUS 사업 협력
• 반도체, 석유화학 공정용 고압 CO₂ 솔루션 제공

3. Chart Industries (미국)

• 액화 CO₂ 저장탱크, 고압 압축기, 수송차량 등 하드웨어 제작
• LNG 및 액체가스 저장 분야 강자
• 다양한 CO₂ 냉각·운송 장비 개발

4. Pentair (네덜란드/미국)

• 맥주/음료 산업용 CO₂ 회수 및 저장 장비 제조
• CO₂를 정제해 재활용하는 시스템 개발
• 액화 저장 및 컴팩트 고압 저장 솔루션 제공

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📌 마무리

이처럼 CO₂는 단순히 배출하는 물질이 아니라, 기술로 관리하고 자원화할 수 있는 대상이 되고 있음.

고압 저장과 액화 기술은 그 첫 번째 단계이며, 이를 수행하는 국내외 기업들은 탄소중립 시대를 준비하며 다양한 기술 개발에 박차를 가하고 있음.
우리가 매일 사용하는 반도체, 식품, 철강 제품 뒤에는 보이지 않는 CO₂ 관리 기술이 숨어 있음.