최근 지구촌에서 기후변화로 인한 피해는 날로 심각해진다. 한 예로 2021년 7월 20일 중국 허난성 장저우의 기록적인 폭우, 미국 서부지역의 산불, 러시아 극동의 대형 산불, 이탈리아 산불 등등이 계속되고 있다. 기후변화는 전 세계적으로 일어나고 있는 현상으로 세계인은 기후변화로 인한 피해를 최소화하고, 기후변화 사회에 적응하기 위한 노력을 지속하고 있다. 미국은 2017년 트럼프가 대통령으로 당선되면서 기후변화를 막기 위한 규제가 미국의 경제에 악영향을 미친다는 이유로 온실가스와 관련한 규제를 완화해 왔다. 그리고 파리기후협약은 중국이 지어낸 사기(거짓말)라고 했고, 자국의 이익을 대변할 수 없다고 돌연 탈퇴를 선언했다. 파리기후협약은 기후변화를 막기 위해 국제사회가 맺은 협약이다. 지구 평균 기온이 산업화 이전보다 2℃ 이상 올라가지 않는 것을 목표로 한다. 그래서 기후변화 대응에 박차를 가하고 있던 세계 각국의 공동 노력이 다소 주춤하는 경향을 보이기도 했다. 당시 많은 국가가 미국 탈퇴에 대한 비판의 목소리를 냈다. 기후변화 속도를 늦추어 피해를 최소화하고, 새로운 기후에 적응하기 위한 세계인의 마음은 흔들림 없이 한 곳으로 집중되고 있었다. 미국 바이든 대통령은 당선되면서 바로 복원시켰다. 그는 후보 시절 2050년까지 탄소 중립 달성, 청정에너지 중심 2조 달러 투자를 골자로 하는 대선 공약을 발표한 바 있다. 에너지 자립에 중점을 두었던 트럼프와 비교해 기후 위기 대응에 우선순위를 둔 정책 기조로 전환할 것을 분명히 했다. 그 이후 파리협약에 재가입하고 주요국과 감축을 합의하는 등 논의를 주도해 나갈 가능성이 크다. 전 세계적으로 파리협정으로 시작된 기후 위기 대응이 이젠 탄소 중립이라는 틀로 모아지고 있다. 세계적으로 탄소 제로를 추구하는 국제동맹에 120개 국가가 참여하고 있고, 2019년 9월 기후정상회의에서 세계 65개 국가가 탄소 중립을 선언하는 등 지금까지 70여 개 국가가 탄소 중립을 선언했다. 2020년 10월 28일 문재인 대통령은 2050년까지 탄소 중립을 달성하겠다고 선언하면서 국제적 대열에 동참했다. 이제는 더는 탄소 중립을 미룰 수도 없고, 피해 갈 수도 없는 상황이 되어버렸다. EU는 지난 2019년 12월 11일 2050년 탄소 중립 달성을 위한 정책 이니셔티브로 유럽 그린딜을 발표했다. 이어 2020년 1월 그린딜 추진을 위한 투자계획으로 유럽 그린딜 투자계획 및 공정 전환 메커니즘을 내놓았다. 탄소 중립은 우리 경제와 기업에 오히려 기회로 작용할 수 있다는 보도를 보았다. 전기차 배터리는 현재 세계시장 점유율 1위이고, 전 세계 수소 연료전지 발전량의 약 40%를 한국이 담당하고 있다. 에너지저장장치(ESS) 역시 세계 시장 점유율 1위이다. 탄소 중립 시대에 우리 나름대로 우수한 역량을 가지고 있다. 지금 전 세계적으로 친환경 시장이 급성장하고 있다. 각국 정부와 기업들은 자국 경쟁력 확보와 신시장 선점을 위해 치열한 각축전을 벌이고 있다. 우리가 탄소 중립이라는 대전환의 시대에 선제적으로 대응하면 우리 시장이 되지만 그렇지 않으면 후발주자들의 몫이다. EU·중국·일본 등 주요국이 우리보다 먼저 탄소 중립 선언을 했다. 탄소 중립은 이젠 글로벌로 전개되고 있는 것이다. 우리의 주력산업이 탄소 다 배출 업종이 많음을 고려하면 탄소 중립은 결코 달성하기 쉬운 과제가 아니다. 모두 협력하여 전환점을 만들어야 한다.

각설하고, 이번 호에서는 2021년 4월 19일 동경대학교에서 보도한 『세계 최초! CO2를 원료로 하는 완전 재활용 가능한 탄소 중립 콘크리트 기초적인 제조 기술을 개발 ~ 일본 NEDO Moonshot 형 연구 개발 사업 C4S 연구 개발 프로젝트』(그림 4)의 개요와 그간의 연구 결과를 간단하게 소개하려고 한다. 현재 전 세계적으로 시멘트는 연간 45억 t (2015년 기준)이 생산되고 1t의 시멘트를 만드는데 약 800kg의 CO2가 배출되고 있다. 이 중 약 50%가 탄산칼슘 (석회석)의 고온 분해에 의한, 기타 석회석의 소성 및 원자재 운송에 필요한 연료 소비에 의한 것으로 되어 있다. 현재까지 인류의 활동 유래의 CO2 배출량 중 5%가 시멘트 생산에 의한 것으로 알려져 있으며, 시멘트 생산에 의해 대기 중으로 배출되는 CO2양은 전 세계에 약 550억 t이 될 것으로 추정된다. 이러한 배경에서, 건설 분야의 CO2 배출량 저감의 관점에서 전 세계적으로 다양한 기술 개발이 이루어지고 있다. 고도 경제 성장기부터 약 50년이 경과하고, 또한, 인구 감소하에 있는 일본에서는 많은 도시 재개발이 진행되고, 인프라의 업데이트가 이루어지고 있어 건설 폐기물로서 대량의 시멘트·콘크리트계 폐기물이 발생한다. 또한, 지진·해일·태풍 등의 자연 재해국가이므로 정기적으로 재해 폐기물뿐만 아니라 대량의 시멘트·콘크리트계 폐기물이 발생하고 있다. 이러한 시멘트·콘크리트계 폐기물을 집적·회수하여 새로운 건설 재료 (예를 들어, 시멘트 제조를 위한 칼슘 원)로 재사용하는 기술이 요구되고 있었지만, 칼슘의 유효 이용 방법의 개발은 그리 쉽지가 않았다. 또한, 이러한 시멘트 콘크리트계 폐기물은 과거 제품 제조 시에 CO2를 이미 배출하고 있었으며, 현재도 그 배출된 CO2는 대기 중에 분산된 상태로 되어있다. CO2의 활용은 고농도의 CO2 가스이면 유효 이용 기술은 비교적 쉽지만, 저농도의 CO2는 이용이 매우 어렵다. 즉, 희박한 상태에서 광역으로 분산되어 버린 CO2와 칼슘의 활용은 수년 동안 어려운 기술 과제였다. 이는 건설 시장에 새로운 자원 순환 체계의 도입을 가져오는 계기가 되었다. 이의 해결을 위하여 도쿄 대학 대학원 건축학 전공 노구치 교수가 프로젝트 매니저(PM)로 활동하고, 도쿄 대학, 홋카이도 대학, 태평양시멘트(주), 도쿄 이과 대학, 우츠노미야대학, 코가쿠인 대학, 시미즈 건설(주), 마스 재활용 ㈜ 가 연구에 참여하고 있다. 이것이 바로 NEDO의 Moonshot 프로젝트 『C4S (Calcium Carbonate Circulation System for Construction) 연구 개발 프로젝트』이다. 도쿄 대학 대학원 공학계 건축학 전공의 마루야마 평(平)교수를 중심으로 한 개발 담당 팀이 이번에 개발한 기술을 이용하여 제조한 경화체를 사진 5에 나타내었다. 이 경화체의 제조에 사용되는 재료는 칼슘 (Ca) 을 포함 시멘트 콘크리트계 폐기물과 CO2 가스와 물뿐이었다. 이번 기술에 의해 실현되는 콘크리트를 CCC, 칼슘 카보네이트 콘크리트 (Calcium Carbonate Concrete)라고 명명했고. 또한, 기술의 자세한 내용은 기자 회견에서 설명되었다. 이렇게 만들어진 시멘트는 1824년 조셉 아스피딘이 개발한 시멘트 수화 경화 메커니즘과는 근본적으로 다르다. 이산화탄소 문제로 촉발된 새로운 시멘트는 약 200년 만에 완전히 변신하는 것이고, 건설 폐기물을 평생 친구로 삼으면서 차세대 세상을 지배해 나갈 것이다. 끝으로, 나도 한마디 하고 싶다. 이젠 이산화탄소 이놈 내 앞에서 썩 물러나지 못할까... 정년퇴직하고 인생 좀 즐겨보려는데 코로나 19로 꼼짝 못 해 마음이 편하지 않은데, Sidney Mindess, J. Francis Young, David Darwin 공저자의 『Concrete』 교과서를 다시 공부하란 말이냐!! (이상)