전 세계적인 탄소 순 배출량 제로(Net-Zero) 목표 달성을 위한 노력 속에서, 대기 중 이산화탄소를 직접 포집하는 직접 공기 포집(Direct Air Capture, DAC) 기술이 기후 변화 대응의 핵심 전략으로 부상하고 있습니다. 기후 변화의 심각성이 날로 커지는 가운데, DAC는 과거와 현재의 이산화탄소 배출량을 대기 중에서 제거할 수 있는 유망한 대안으로 주목받고 있습니다. 본 원고는 DAC 기술의 발전 현황을 심층적으로 분석하고, 탄소 중립 경제로의 전환 과정에서 DAC가 수행할 중요한 역할과 그 기술의 광범위한 보급을 위한 전략적 방안을 모색합니다.

## 직접 공기 포집(DAC): 탄소 중립 미래를 위한 혁신의 교차점

기후 변화 대응의 시급성은 지구 평균 기온이 19세기 대비 약 1.47°C 상승했다는 데이터가 시사하듯, 탄소 관리에 대한 패러다임 전환의 필요성을 제기합니다. 대기 중에서 직접 이산화탄소를 추출하는 DAC 기술은 이러한 전략의 핵심 요소로 떠올랐습니다. 발전소 굴뚝 등 특정 배출원에서 포집하는 방식과 달리, DAC는 위치에 구애받지 않고 과거의 배출량까지 처리할 수 있다는 점에서 매우 유연한 해결책입니다.

### 기술 발전과 다양한 접근 방식

DAC 기술 분야는 빠른 혁신과 기술 접근 방식의 다각화를 특징으로 합니다. 다양한 확장 가능한 모델들이 연구 및 개발되고 있으며, 주요 방식은 다음과 같습니다.

* **부산물 생성:** 청정수와 같은 가치 있는 부산물을 이산화탄소 제거와 동시에 생산하는 시스템입니다.
* **산업 통합:** 자원 활용 최적화를 위해 기존 산업 시설에 DAC 기술을 통합하는 방식입니다.
* **모듈식 설계:** 수동 공기 흐름과 표준화된 부품을 활용하여 비용을 절감하고 확장성을 높이는 방식입니다.

핵심 기술로는 고체 흡착제(S-DAC)와 액체 용매(L-DAC) 시스템이 있으며, 각각 비용 잠재력과 확장성 특성이 다릅니다. S-DAC는 2050년까지 톤당 100~400달러의 비용에 도달할 것으로 예상되는 반면, L-DAC는 같은 기간 100~220달러에 도달할 수 있습니다. 전기화학적 DAC와 같은 새로운 접근 방식도 등장하고 있습니다.

### 프로젝트 소개: 선도적인 DAC 이니셔티브

DAC의 전 세계적인 보급이 가속화되면서, 기술의 발전된 역량을 보여주는 다양한 프로젝트들이 진행되고 있습니다. 주요 사례는 다음과 같습니다.

* **클라임웍스 매머드 플랜트 (아이슬란드):** 현재 거의 최대 역량으로 운영 중인 이 시설은 연간 약 36,000톤의 탄소를 포집하며, 이전 모델인 오르카 플랜트 대비 10배의 성능 향상을 보여줍니다.
* **1포인트파이브 스트라토스 시설 (미국 텍사스):** 세계 최대 규모의 DAC 시설이 될 스트라토스는 연간 50만 톤의 이산화탄소를 포집하여 깊은 염수 대수층에 저장하도록 설계되었습니다. 이미 상당한 구매 계약을 확보하여 DAC 기술 확장의 선도적인 프로젝트로서의 역할을 강조하고 있습니다.
* **미션 제로 테크놀로지스 플랜트 (영국 노퍽):** 2025년 5월에 가동을 시작한 이 시설은 건물 자재 생산에 통합된 최초의 DAC 플랜트로, 약 250톤의 이산화탄소를 포집하여 지속 가능한 골재 생산에 활용합니다.
* **딥 스카이 (캐나다) 및 옥타비아 카본 (케냐):** 이 회사들은 각 지역의 자원과 정부 지원을 활용하여 DAC 개발을 선도하고 있습니다.

전 세계적으로 개발 단계에 있는 130개 이상의 시설을 포함하여 DAC 프로젝트 파이프라인이 빠르게 확장되고 있습니다. DAC 기술은 2030년까지 8,500만 톤 이상, 2050년까지 9억 8천만 톤의 이산화탄소를 포집할 수 있을 것으로 전망됩니다.

## 탄소 중립 경제: 전략적 기둥과 DAC의 역할

탄소 중립 경제로의 전환은 정책, 혁신, 투자의 전략적 상호작용을 필요로 하는 다각적인 과제입니다. DAC는 단일 해결책이 아니라, 더 넓은 범위의 탈탄소화 전략 포트폴리오 내에서 중요한 요소입니다.

### 정책 프레임워크와 재정적 인센티브

전 세계 정부는 DAC의 중요성을 점점 더 인식하고 지원 정책을 시행하고 있습니다. 주요 인센티브는 다음과 같습니다.

* **세액 공제:** 인플레이션 감축법(IRA)으로 대폭 확대된 미국의 45Q 세액 공제는 탄소 포집, 활용 및 저장(CCUS)에 상당한 인센티브를 제공합니다. 캐나다와 같은 다른 국가들도 관대한 세액 공제를 제공합니다.
* **정부 자금 지원 및 프로그램:** 미국 에너지부의 지역 DAC 허브 프로그램과 같은 이니셔티브는 DAC 기술의 확장을 목표로 합니다.
* **선행 시장 약정:** 마이크로소프트와 같은 기업 구매자들은 상당한 구매 계약을 통해 수요를 견인하며 시장 신뢰를 보여주고 프로젝트 개발을 가속화하고 있습니다.

> “정부는 초기 세액 공제를 넘어 채택 메커니즘과 의무를 확대하여 정책 지원을 확장할 것으로 예상됩니다. 2035~2040년 이후에는 DAC가 기가톤 규모에 도달하여 전 세계 탄소 순 배출량 목표 달성을 위한 필수 도구가 될 것이며, 과거의 이산화탄소 배출량을 적극적으로 감축할 것입니다.”

### 탄소 활용: 포집된 이산화탄소로부터 가치 창출

DAC 공정에서 포집된 이산화탄소는 다양한 응용 분야에 활용되어 추가 수익원을 창출하고 경제적 생존 가능성을 높일 수 있습니다. 이러한 응용 분야는 다음과 같습니다.

* **지속 가능한 연료:** 지속 가능한 항공 연료(SAF)를 포함한 합성 연료 생산.
* **건축 자재:** 탄소 네거티브 골재를 활용한 타일, 벽돌 및 기타 건설 제품 제조.
* **화학 물질 및 제품:** 화학 물질, 플라스틱 및 기타 산업 제품의 원료로 사용.

이러한 순환 탄소 경제 접근 방식은 배출량을 완화할 뿐만 아니라 자원 효율성과 혁신을 촉진합니다.

## 과제 및 미래 전망

상당한 진전에도 불구하고 DAC의 광범위한 채택은 해결해야 할 여러 장애물에 직면해 있습니다.

### 경제성 및 확장성 장벽

* **높은 비용:** DAC는 여전히 비용이 많이 드는 기술로, 이산화탄소 톤당 비용이 다른 완화 전략보다 훨씬 높습니다. 높은 자본 및 운영 지출이 주요 장벽입니다. 비용이 감소할 것으로 예상되지만, 전문가들은 중간 비용이 세기 중반까지 톤당 약 200달러 수준을 유지할 것으로 예측합니다.
* **에너지 집약도:** DAC 공정은 막대한 에너지를 필요로 하므로, 진정한 탄소 음성성을 보장하기 위해 재생 에너지원에 대한 강력한 의존이 필요합니다.
* **확장성:** 프로젝트가 확장되고 있지만, 세기 중반까지 기가톤 수준의 제거를 달성하려면 배포를 대폭 가속화해야 합니다.

### 과제 극복: 전략적 필수 사항

이러한 과제를 해결하려면 다각적인 접근 방식이 필요합니다.

* **지속적인 정책 지원:** 투자 위험을 줄이고 수요를 촉진하려면 지속적이고 강화된 정부 인센티브, 세액 공제 및 조달 정책이 중요합니다.
* **기술 혁신:** 에너지 효율성 향상, 흡착제 비용 절감, 포집 공정 최적화를 위한 지속적인 연구 개발이 필수적입니다.
* **인프라 개발:** 대규모 배포를 위해서는 이산화탄소 운송 및 영구 지질 저장 인프라에 대한 투자가 필수적입니다.
* **민관 협력:** 정부, 산업, 연구 기관 간의 협력은 혁신과 배포를 가속화하는 데 중요합니다.

연도	전 세계 DAC 용량 (예상)	주요 개발 사항	톤당 CO₂ 예상 비용
2024	약 0.01 MtCO₂/년 (운영 중)	시범 프로젝트 증가; 초기 상업적 배포 (예: 클라임웍스 오르카, 글로벌 써모스태트 HQ)	600~1,000달러
2025	약 0.57 MtCO₂/년 (연말까지 운영 예상)	1포인트파이브 스트라토스 (500 ktCO₂/년) 출시	규모 확대에 따른 감소 예상