탄소 제거CDR: 새로운 기가톤 산업을 확장하는 방법
Carbon removals: How to scale a new gigaton industry
기후변화에 관한 정부 간 협의체(IPCC)는 이산화탄소 제거(CDR)가 2050년까지 배출 넷제로를 달성하는 데 중요한 수단임을 강조하고 있습니다. 왜냐하면 모든 배출 감축 노력이 소진된 후에도 기업이 잔여 탄소 배출residual carbon emissions을 중화할 수 있게 해주기 때문입니다. 따라서 2050년까지 탄소제거CDR 역량은 모든 부문에 걸쳐 경영 책임의 핵심 부분이 될 수 있습니다.
맥킨지의 보고서는 탄소제거CDR의 시장 잠재력, 투자 요건, 시장 동향에 대해 분석하고 있습니다. 또한 탄소제거CDR를 확장하는 데 있어 장벽을 낮출 가능성이 가장 높은 조치actions를 찾아내고 다양한 이해관계자 그룹의 퍼스트 무버가 누릴 수 있는 잠재적 이점을 설명합니다.
■넷제로 실현을 위한 탄소제거CDR의 역할
배출량 감축은 여전히 기후 변화에 대한 가장 효과적이고 선호되는 1차적인 대응책입니다. 그러나 탈탄소화만으로는 중기적으로 지속될 수 있는 '감축하기 어려운hard to abate' 잔여 배출량을 줄이는 데 불충분할 수 있습니다. 탈탄소화 옵션이 모두 소진된 후에는 탄소제거CDR가 잔여 배출량을 중화시키는 데 중요한 역할을 할 수 있으므로 파리 협정에 부합하는 대부분의 시나리오는 상당한 양의 탄소제거CDR를 예상하고 있습니다.
예를 들어, 스미스 경영대학원과 미국 환경부의 이산화탄소 제거 현황 보고서에 따르면 대부분의 파리협정 넷제로 경로를 달성하려면 2050년까지 연간 6~10기가톤의 이산화탄소 감축 용량이 필요할 것으로 추정됩니다. 그러나 이러한 용량은 빠르게 달성될 수 없으므로 2050년 시나리오를 달성하기 위해서는 가능한 한 빨리 노력을 시작해야 합니다.
일부 추정에 따르면 2030년까지 연간 0.8~2.9(이산화탄소환산) 기가톤의 이산화탄소 제거 능력이 추가로 필요하며, 이는 현재 그 시점까지 현재 예상되는 양보다 3~10배 많은 양입니다. 생물학적 피드백 루프는 또한 기후 변화의 가장 심각한 영향을 더욱 가속화하여 결과적으로 탄소제거CDR 확장 속도를 증가시킬 수 있습니다.
넷제로 약속을 달성하는 데 있어 CDR의 잠재적 중요성을 고려할 때, 탄소제거는 여러 부문의 기업에서 일상적인 고려 사항이 될 수 있습니다. 예를 들어, 기업이 과학 기반 목표 이니셔티브(SBTi)의 기업 넷제로 표준에 따라 넷제로에 도달했다고 주장하려면 탈탄소화 조치를 모두 취한 후 잔여 배출량을 모두 중립화해야 합니다.
탄소제거CDR은 특히 '감축이 어려운hard-to-abate' 배출량, 즉 기술적으로나 경제적으로 감축이 불가능한 배출량과 관련된 부문에 적합할 수 있습니다.
탄소 배출량 넷제로를 달성하기 위해 제거량 격차를 줄이려면 자연 기반 제거(NBR. nature-based removals)와 기술 기반 제거(TBR. technology-based removals)로 구성된 다양한 탄소제거CDR 솔루션이 필요합니다. NBR은 생태계를 복원, 개선 또는 적극적으로 관리하여 탄소를 제거합니다. 제거된 이산화탄소 1톤당 비용이 긴급한 TBR보다 저렴하기 때문에 NBR은 단기적으로 탄소제거CDR 용량을 늘리는 데 있어서 더 비용 효율적인 경로를 제공할 수 있습니다.
NBR은 또한 장기적으로 제거 능력의 유연성과 균형을 보장하기 위해 제거에 중요한 역할을 할 수 있습니다. 그러나 TBR은 일반적으로 대기 중으로 재방출될 위험을 최소화하면서 CO2를 영구적으로 저장하여 보다 "내구성 있는durable" 제거를 제공합니다.
그리고 일반적으로 제거 노력이 장기적으로 효과를 유지하려면 내구성 있는 솔루션이 선호되므로 이러한 솔루션의 양을 늘려야 합니다. 내구성이 뛰어난 TBR의 스케일업을 가속화하려면 상대적으로 높은 비용을 줄이기 위한 단기적인 투자와 혁신이 필요합니다.
■ 10가지 탄소제거CDR 솔루션
▶자연 기반 제거Nature-based removals
1. 습지 및 이탄지 복원Wetland and peatland restoration
더 많은 CO2를 흡수하고 저장하기 위해 육상 습지와 이탄지 복원하기
- 영속성: <100년
- 비용(2023년 현재), CO2 톤당 15~40달러
- 잠재적 이점: △생물 다양성 증가, △수질 개선, △홍수 위험 감소, △생태 관광
- 잠재적 과제: △복원을 통한 일부 온실가스 방출 △불확실한 영구성 수준 △장기적인 모니터링 및 관리
2. 경작지, 초원, 농림지
농경지 및 초지 관리 관행을 개선하여 토양에서 CO2 흡수율을 높이고, 농림업을 통해 대기 중 CO2를 제거.
- 영속성: <100년
- 비용: CO2 톤당 10~30달러
- 잠재적 이점: △생물 다양성 증가 △토양 비옥도 및 수분 보유력 향상 △농업 생산성 향상
- 잠재적 과제: 탄소 격리 정량화 및 모니터링
3. 재조림Reforestation 및 조림afforestation
대기 중 이산화탄소 제거를 위해 삼림 벌채지 또는 삼림이 없는 땅에 나무를 심는 활동
- 영속성: <1,000년
- 비용: CO2 톤당 10~30달러
- 잠재적 이점: △생물 다양성 및 생태계 복원력 향상 △생태 관광
- 잠재적 과제: △토지 수요 증가 △격리된 CO2 방출 △특정 나무 단일재배의 위험성
4. 블루카본Blue carbon 관리
해양 및 연안 생태계의 탄소 흡수 및 CO2 저장 강화(예: 맹그로브, 해초, 갯벌 습지 복원, 미세 및 거대조류 배양)
- 영속성: <1,000년
- 비용: CO2 톤당 25~250달러
- 잠재적 이점: △해양 생태계 개선 △연안 복원력 향상
- 잠재적 과제: △연안 및 해양 생태계에 대한 모니터링, 보고 및 검증(MRV) △국제 수역의 규제 불확실성
▶ 기술 기반 제거Technology-based removals
5. 바이오 숯 및 바이오 오일
바이오매스로 생산된 바이오 숯은 토질 개선을 위해 살포, 바이오 오일은 지하에 주입.
- 영속성: <1,000년
- 비용: CO2 톤당 100~250달러
- 잠재적 이점: △토양 비옥도 및 수분 보유력 향상 △농업 공정에서 발생하는 바이오매스 잔여물 활용
- 잠재적 과제: △바이오매스 공급 원료 및 토지에 대한 수요 증가 △토양 영속성의 불확실한 정도
6. 해양 알칼리성 강화
바다에 알칼리성 물질을 추가하면 대기로부터 이산화탄소를 흡수하는 능력이 향상되어 자연적인 과정을 가속화할 수 있음
- 영속성: >1,000년
- 비용: 불확실Uncertain
- 잠재적 이점: △해양 산성화 대응
- 잠재적 과제: △알칼리성이 해양 생태계에 미치는 영향 △해양 생태계를 위한 모니터링, 보고 및 검증MRV △국제 수역에서의 규제 불확실성
7. 풍화력weathering 향상
암석과 광물을 분해하여 표면적을 넓히고 대기 중 탄소를 저장할 수 있는 프로세스 가속화
- 영속성: >1,000년
- 비용: CO2 톤당 120~800달러
- 잠재적 이점: △농업 생산성 향상
- 잠재적 과제: △환경 및 사회적 영향 △미량 금속이 지역 생태계에 미치는 영향
8. 탄소 포집 및 저장(CCS)을 통한 바이오 에너지
바이오 연료, 전기, 열, 펄프를 생산하기 위해 지속 가능한 방식으로 공급되는 바이오매스. 이 과정에서 배출되는 CO₂는 포집 및 저장됨
- 영속성: >1,000년
- 비용: CO2 톤당 120~500달러
- 잠재적 이점: △부산물(예: 전기) 생성을 통한 추가 수익 창출 △발전소 개조
- 잠재적 과제: △바이오매스 원료 및 토지에 대한 수요 증가
9. 직접 해양 포집Direct ocean capture
해양 전기 투석electrodialysis에서 추출한 산Acid을 사용하여 표층수에서 CO2를 화학적으로 추출한 다음 CO2를 장기 저장
- 영속성: >1,000년
- 비용: 불확실Uncertain
- 잠재적 이점: △해양 산성화 방지 △부산물 활용성(예: 지속 가능한 항공 연료)
- 잠재적 과제: △규모에 비해 낮은 기술 준비 수준 △해양 생태계를 위한 모니터링, 보고 및 검증MRV △높은 에너지 사용량
10. 직접 공기 포집 및 저장Direct air capture and storage
공기 중 CO2와 결합하는 고체 또는 액체 화학 필터를 통과하여 공기에서 제거되고,
필터에서 농축된 CO2는 지하 지질층에 저장.
- 영속성: >1,000년
- 비용: CO2 톤당 400~1,000달러
- 잠재적 이점: △부산물 활용성(예: 지속 가능한 항공 연료) △다양한 지역에서 실현 가능
- 잠재적 과제: 물과 에너지 사용량 과다
■ 수조 달러 규모의 잠재력을 지닌 탄소제거CDR 시장
넷제로 수준에서 기가톤 규모의 탄소배출 감축을 달성할 수 있는 탄소제거CDR 산업은 2050년까지 최대 1조2,000억 달러의 가치가 있을 수 있습니다. 이 산업은 투자자, 공급업체, 구매자, 거래자, 기타 중개자 등 다양한 주체들의 참여와 지원이 필요하며, 각 주체별로 상당한 잠재적 가치 풀value pools이 추정됩니다(예시 2 참조). 이는 장기적인 비즈니스 기회로, 2050년까지 규모에 맞는 제거 물량을 확보하기 위해서는 조기에 행동에 나서야 합니다.
공급업체는 이 산업에서 70~80%의 가치를 확보할 가능성이 높으며, 거래자는 시장 성숙과 시간 경과에 따라 더 많은 가치를 포착할 가능성이 높습니다.
이 보고서는 기후변화 대응에 필요한 이산화탄소 제거량, 이러한 제거량을 달성하는 데 사용할 수 있는 솔루션의 조합, 가치 사슬 전반의 플레이어가 기대할 수 있는 수익 범위 측면에서 이산화탄소 제거(CDR) 산업의 미래에 상당한 수준의 불확실성이 존재함을 인식하고 있습니다. 여기에서는 3,000억 달러에서 1조 2,000억 달러에 이르는 시장 규모를 기준으로 가능한 시나리오의 범위를 제시합니다.
예를 들어, 반대쪽 데이터는 전체 제거 솔루션의 혼합에서 자연 기반 제거(NBR)의 비중이 더 높고, 탈탄소화 노력이 더 빨라져 CDR의 출시가 더 적게 필요한 시나리오의 결과를 보여줍니다. 이러한 시나리오에서는 약 3,000억 달러 규모의 CDR 산업이 형성될 수 있으며, NBR에 더 많은 비중을 두게 됩니다. NBR의 매출 비중은 기술 기반 제거(TBR)에 비해 상대적으로 낮게 유지되는데, 이는 TBR에 비해 NBR 크레딧의 가격이 낮기 때문입니다.
이에 비해 이산화탄소 제거(CDR)를 더 많이 도입하고 기술 기반 제거(TBR)를 더 많이 사용하는 시나리오에서는 최대 1조 2,000억 달러에 달하는 훨씬 더 큰 CDR 산업이 형성될 것입니다. 고가의 TBR 옵션으로 인해 이 시나리오에서는 시장 수익도 TBR 솔루션에 훨씬 더 편중될 것입니다.
혁신을 지원하여 비용을 절감하고 프로젝트 개발을 지원하려면 투자가 필요합니다. 맥킨지의 분석에 따르면 2050년 넷제로를 달성하는 데 필요한 CDR 누적 투자액은 6조 달러에서 16조 달러로 추산됩니다(도표 3 참조).
◇넷제로를 위한 CO2 제거 능력을 확보하려면 6조 달러에서 16조 달러가 필요할 것으로 예상됩니다. 2050년까지 예상 수준보다 훨씬 낮은 16조 달러의 누적 투자가 필요할 것으로 예상됨.
투자 필요액은 필요한 제거량과 사용 가능한 CDR 솔루션의 범위에 따라 달라집니다. 그러나 현재의 투자 궤적을 기반으로 한 추정치에 따르면 투자가 이러한 수준에 상당히 미치지 못할 수 있습니다. 실제로 2050년 넷제로 목표 달성을 위해 2030년까지 CDR을 정상 궤도에 다다르게 하는 데 필요한 투자와 예상 투자 간의 격차는 4,000억 달러에서 1조 6,000억 달러 사이입니다.
■ 시장 동향: 탄소제거CDR 혁신을 통한 비용 절감
CDR 시장은 현재 높은 가격과 소규모로 거래되고 있으며, 특히 신흥 기술 기반 제거TBR의 경우 더욱 그렇습니다. 내구성이 높은 CDR 솔루션의 높은 가격은 소용량과 높은 생산 비용에 기인하는 것으로 보입니다.
혁신은 CDR을 대규모로 제공하는 데 필요한 더 많은 양과 더 낮은 가격을 촉진하는 데 핵심적인 역할을 합니다. 지속적인 수요와 투자, 혁신으로 인해 TBR 비용은 2035년까지 최소 30%에서 최대 60%까지 감소할 것으로 예상되며, 산업 규모가 커짐에 따라 더디기는 하지만 2050년까지 계속 하락할 것으로 전망됩니다(도표 4 참조).
◇기술 기반 제거 비용은 시간이 지남에 따라 감소할 것으로 예상되는 반면, 자연 기반 제거 비용은 증가할 가능성이 높음.
현재 비용이 높은 솔루션의 비용이 가장 빠르게 감소할 것으로 예상되지만, 이 시나리오는 필요한 수준의 투자와 혁신을 달성할 수 있다는 가정을 전제로 한 것입니다. 반면에 토지 자원의 제약이 심해짐에 따라 자연 기반 제거NBR 비용은 시간이 지남에 따라 상승할 수 있습니다. NBR 비용은 2035년까지 20~60%, 2035년에서 2050년 사이에는 15~40% 증가할 수 있습니다.
■ 탄소제거CDR 확장의 장벽을 낮추기 위한 노력
CDR을 확장하여 넷제로를 위한 제거를 달성하는 것은 복잡성과 미묘한 차이로 가득 찬 어려운 작업입니다. 실제로 업계가 직면한 위험과 과제는 이미 널리 알려져 있으며, △구매자 인센티브 강화, △표준화, △관행 및 서비스의 투명성 개선, △공공 부문의 명확한 신호, △저비용 솔루션을 위한 혁신, △제거 용량 증대 등의 필요성이 제기되고 있습니다.
이러한 요구를 충족시키기 위해 탄소제거CDR 가치 사슬 전반의 이해관계자가 취할 수 있는 조치를 살펴보면 다음과 같습니다.
기존 및 개발 중인 정책 수단과 공공 자금은 비용을 절감하고 미래 수익원을 개선하는 프로젝트 수준의 경제성 향상과 함께 투자를 가속화할 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다. 정부, 자선단체, 비정부기구는 민간 부문과 협력하여 혁신을 촉진할 수 있습니다. 예를 들어, 환경, 사회, 거버넌스(ESG) 및 탄소 회계 프레임워크carbon-accounting frameworks에 탄소제거CDR을 통합하는 방법과 탄소 배출권 거래제cap-and-trade 또는 탄소세carbon tax 제도에 탄소제거CDR을 통합하는 방법을 모색할 수 있습니다.
정부와 자선가들은 초기 단계의 기술 개발에 직접 자금을 지원하거나 민간 투자를 촉진하는 데 도움이 될 수 있는 혁신적인 자금 조달 방안을 설계하는 것도 고려할 수 있습니다.
■탄소제거CDR 업계에서 '얼리 무버'의 이점
투자와 혁신을 확대하는 데 따르는 어려움이 적지 않지만, 탄소제거CDR 산업을 확장하기 위한 중요한 단기적 노력에 참여하는 사람들에게는 잠재적으로 가시적이고 장기적인 혜택이 주어질 수 있습니다. 실제로 맥킨지의 분석에 따르면 다른 이해관계자들과 함께 이러한 과제를 해결할 준비가 되어 있는 얼리 무버는 전략적, 경쟁적 이점을 누릴 수 있는 것으로 나타났습니다.
▶투자자Investors의 경우
'얼리 인베스터'는 시장이 성장할 때까지 기다렸다가 참여하는 투자자보다 먼저 새로운 기회를 발견하고 잠재력을 평가하는 귀중한 경험을 얻을 수 있습니다. 또한 탄소제거CDR 프로젝트는 제거를 시작하는 데 오랜 시간이 걸릴 수 있으며, 일부 기술 기반 제거TBR은 첫 번째 CO2 제거를 시작하는 데 최대 6~8년이 걸릴 수 있습니다.
성장 기업에 대한 초기 제휴와 지원은 산업이 성숙하고 규모가 커짐에 따라 투자자들이 참여할 수 있는 권리를 확보하는 데 도움이 될 수 있습니다. 또한 맥킨지의 가치 풀value pools 분석에 따르면 초기 투자자들은 필수적인 넷제로 산업net-zero industry을 창출하는 데 앞장서서 2050년까지 200억~800억 달러의 탄소제거CDR 시장 수익을 실현함으로써 기후 리더로서의 명성을 높일 수 있습니다.
▶공급업체Suppliers의 경우
공급업체(포집 및 저장 활동을 기반으로 탄소배출권carbon credits을 창출하는 탄소제거CDR 프로젝트 개발업체)는 2050년까지 예상되는 탄소제거CDR 시장 수익의 73~82%(2,500억~9,000억 달러)를 벌어들일 수 있습니다.
공급업체는 탄소 포집, 운송, 저장과 같은 물리적 제거 활동을 수행하고 다른 시장 플레이어는 이러한 노력을 지원하기 때문에 업계 수익에서 가장 큰 비중을 차지할 수 있습니다. 예를 들어 탄소배출권 거래제에서 탄소제거CDR가 인정되는 등 수요가 확대되면 공급업체는 이를 충족하기 위해 신속하게 대응할 수 있어야 합니다.
기술, 인재, 자본 자원에 대한 독보적인 접근이 가능하기 때문에 기존 공급업체는 프로그램을 빠르고 성공적으로 확장하는 데 상당한 이점을 가질 수 있습니다. 얼리 무버는 후발 주자보다 더 빨리 학습 곡선을 따라잡을 수 있는 접근 방식을 개발하여 얼리 무버의 비용을 절감할 수 있는 위치를 차지할 수 있습니다.
▶구매자Buyers의 경우
공급업체와 향후 상쇄 계약offtake agreements을 체결하는 초기 구매자는 수요가 증가하는 경우에도 향후 안정적인 상쇄 공급을 확보할 수 있다는 확신을 가질 수 있습니다. 예를 들어 탄소 상쇄carbon offsets에 관한 규정이나 지침이 변경되어 기업이 배출량을 상쇄하기 위해 탄소제거CDR을 구매해야 하는 경우, 탄소제거CDR 크레딧에 대한 수요가 급격히 증가할 수 있습니다.
공개적으로 넷제로를 약속한 기업은 정해진 기한이 다가옴에 따라 긴급하게 탄소제거CDR을 확보해야 할 수도 있습니다. 초기 구매자는 감축이 어려운 부문에서 잔여 배출을 중화하고 넷제로 목표를 달성하는 데 필수적인 신뢰할 수 있는 고품질 탄소제거CDR 크레딧을 확보할 가능성이 더 높습니다. 또한, 탄소제거CDR에 기반한 잘 고려된 ESG 전략은 인재 채용 및 그린 프리미엄과 같은 비즈니스 목표를 지원할 수 있습니다.
▶마켓플레이스 및 중개자의 경우
다른 시장에서도 볼 수 있듯이, 탄소제거CDR 거래량이 증가함에 따라 제거 물량 거래는 소수의 주요 마켓플레이스를 중심으로 '승자독식' 구조로 통합될 수 있습니다. 이러한 역학 관계는 중개 비용이 감소하고 소수의 마켓플레이스를 통해 운영되는 업계의 유동성이 증가하기 때문에 발생할 수 있습니다.
맥킨지의 가치 풀 분석에 따르면, 시장 중개자들은 2050년까지 예상 탄소제거CDR 시장 수익의 9~14%인 400억~1,400억 달러를 벌어들일 수 있습니다. 마켓플레이스는 △기술 전문성, △품질 보증, △가격 책정 지식, △다각화 능력에 대한 확고한 평판을 구축하기 위해 조기에 움직여 신규 및 미래 구매자를 유치하는 것을 목표로 할 수 있습니다. 한편, 주요 탄소제거CDR 기술에 대한 고도의 무결성 방법론high-integrity methodologies을 개발하는 발빠른 표준 설정자standards setters는 자발적 탄소 제거 시장voluntary carbon market이 운영되는 핵심 표준에 대한 정보를 제공할 수 있습니다.
▶정부의 경우
탄소제거CDR 산업을 지원하기 위해 조기에 움직이는 정부는 국가적으로 결정한 기여 약속NDC을 파리 협정에 맞추고, 다른 친환경 약속을 이행하며, 국가 공급을 확보하기 위해 국내 탄소제거 능력을 강화할 수 있습니다.
특히 탄소제거CDR은 글로벌 기회가 될 수 있습니다. 예를 들어, 저비용 재생에너지에 접근할 수 있는 국가는 직접 공기 포집direct air capture과 같은 에너지 집약적인 탄소제거CDR을 사용하여 비용 이점을 누릴 수 있습니다. 마찬가지로, 육상 기반 자연 자산land-based natural assets이 많은 국가는 잠재적으로 자연 기반 제거NBR 확대로 혜택을 볼 수 있으며, 해안 및 도서 국가는 새로운 블루카본 솔루션을 통해 이점을 얻을 수 있습니다. 또한 탄소제거CDR을 지원함으로써 정부는 기술 개발과 일자리 창출을 촉진하여 재생 에너지원으로의 정의로운 전환just transition을 촉진할 기회를 얻을 수 있습니다.
■ 결론
맥킨지의 분석에 따르면 탄소제거CDR 역량은 정부, 투자자, 기업 모두에게 핵심적인 전략적 관심사가 될 수 있습니다. 이 보고서는 CDR의 시장 잠재력에 대한 분석, CDR을 빠르게 확장하기 위한 잠재적 조치, CDR 이해관계자들이 장단기적으로 얻을 수 있는 이점에 대한 기회를 제공하고 있습니다.
비즈니스 리더는 여기에 제시된 분석과 데이터를 반영하여 탄소제거CDR에 대한 기초적인 이해와 조직의 넷제로 전략 및 전반적인 목표에 탄소제거CDR가 어떻게 영향을 미칠 수 있는지 파악할 수 있습니다.
지금 과감한 조치를 취하면 글로벌 넷제로 요건을 충족하기 위해 탄소제거CDR 역량을 확장할 수 있을 것입니다.
[원문 보기]
탄소 제거CDR: 새로운 기가톤 산업을 확장하는 방법
Carbon removals: How to scale a new gigaton industry
기후변화에 관한 정부 간 협의체(IPCC)는 이산화탄소 제거(CDR)가 2050년까지 배출 넷제로를 달성하는 데 중요한 수단임을 강조하고 있습니다. 왜냐하면 모든 배출 감축 노력이 소진된 후에도 기업이 잔여 탄소 배출residual carbon emissions을 중화할 수 있게 해주기 때문입니다. 따라서 2050년까지 탄소제거CDR 역량은 모든 부문에 걸쳐 경영 책임의 핵심 부분이 될 수 있습니다.
맥킨지의 보고서는 탄소제거CDR의 시장 잠재력, 투자 요건, 시장 동향에 대해 분석하고 있습니다. 또한 탄소제거CDR를 확장하는 데 있어 장벽을 낮출 가능성이 가장 높은 조치actions를 찾아내고 다양한 이해관계자 그룹의 퍼스트 무버가 누릴 수 있는 잠재적 이점을 설명합니다.
■넷제로 실현을 위한 탄소제거CDR의 역할
배출량 감축은 여전히 기후 변화에 대한 가장 효과적이고 선호되는 1차적인 대응책입니다. 그러나 탈탄소화만으로는 중기적으로 지속될 수 있는 '감축하기 어려운hard to abate' 잔여 배출량을 줄이는 데 불충분할 수 있습니다. 탈탄소화 옵션이 모두 소진된 후에는 탄소제거CDR가 잔여 배출량을 중화시키는 데 중요한 역할을 할 수 있으므로 파리 협정에 부합하는 대부분의 시나리오는 상당한 양의 탄소제거CDR를 예상하고 있습니다.
예를 들어, 스미스 경영대학원과 미국 환경부의 이산화탄소 제거 현황 보고서에 따르면 대부분의 파리협정 넷제로 경로를 달성하려면 2050년까지 연간 6~10기가톤의 이산화탄소 감축 용량이 필요할 것으로 추정됩니다. 그러나 이러한 용량은 빠르게 달성될 수 없으므로 2050년 시나리오를 달성하기 위해서는 가능한 한 빨리 노력을 시작해야 합니다.
일부 추정에 따르면 2030년까지 연간 0.8~2.9(이산화탄소환산) 기가톤의 이산화탄소 제거 능력이 추가로 필요하며, 이는 현재 그 시점까지 현재 예상되는 양보다 3~10배 많은 양입니다. 생물학적 피드백 루프는 또한 기후 변화의 가장 심각한 영향을 더욱 가속화하여 결과적으로 탄소제거CDR 확장 속도를 증가시킬 수 있습니다.
넷제로 약속을 달성하는 데 있어 CDR의 잠재적 중요성을 고려할 때, 탄소제거는 여러 부문의 기업에서 일상적인 고려 사항이 될 수 있습니다. 예를 들어, 기업이 과학 기반 목표 이니셔티브(SBTi)의 기업 넷제로 표준에 따라 넷제로에 도달했다고 주장하려면 탈탄소화 조치를 모두 취한 후 잔여 배출량을 모두 중립화해야 합니다.
탄소제거CDR은 특히 '감축이 어려운hard-to-abate' 배출량, 즉 기술적으로나 경제적으로 감축이 불가능한 배출량과 관련된 부문에 적합할 수 있습니다.
탄소 배출량 넷제로를 달성하기 위해 제거량 격차를 줄이려면 자연 기반 제거(NBR. nature-based removals)와 기술 기반 제거(TBR. technology-based removals)로 구성된 다양한 탄소제거CDR 솔루션이 필요합니다. NBR은 생태계를 복원, 개선 또는 적극적으로 관리하여 탄소를 제거합니다. 제거된 이산화탄소 1톤당 비용이 긴급한 TBR보다 저렴하기 때문에 NBR은 단기적으로 탄소제거CDR 용량을 늘리는 데 있어서 더 비용 효율적인 경로를 제공할 수 있습니다.
NBR은 또한 장기적으로 제거 능력의 유연성과 균형을 보장하기 위해 제거에 중요한 역할을 할 수 있습니다. 그러나 TBR은 일반적으로 대기 중으로 재방출될 위험을 최소화하면서 CO2를 영구적으로 저장하여 보다 "내구성 있는durable" 제거를 제공합니다.
그리고 일반적으로 제거 노력이 장기적으로 효과를 유지하려면 내구성 있는 솔루션이 선호되므로 이러한 솔루션의 양을 늘려야 합니다. 내구성이 뛰어난 TBR의 스케일업을 가속화하려면 상대적으로 높은 비용을 줄이기 위한 단기적인 투자와 혁신이 필요합니다.
■ 10가지 탄소제거CDR 솔루션
▶자연 기반 제거Nature-based removals
1. 습지 및 이탄지 복원Wetland and peatland restoration
더 많은 CO2를 흡수하고 저장하기 위해 육상 습지와 이탄지 복원하기
- 영속성: <100년
- 비용(2023년 현재), CO2 톤당 15~40달러
- 잠재적 이점: △생물 다양성 증가, △수질 개선, △홍수 위험 감소, △생태 관광
- 잠재적 과제: △복원을 통한 일부 온실가스 방출 △불확실한 영구성 수준 △장기적인 모니터링 및 관리
2. 경작지, 초원, 농림지
농경지 및 초지 관리 관행을 개선하여 토양에서 CO2 흡수율을 높이고, 농림업을 통해 대기 중 CO2를 제거.
- 영속성: <100년
- 비용: CO2 톤당 10~30달러
- 잠재적 이점: △생물 다양성 증가 △토양 비옥도 및 수분 보유력 향상 △농업 생산성 향상
- 잠재적 과제: 탄소 격리 정량화 및 모니터링
3. 재조림Reforestation 및 조림afforestation
대기 중 이산화탄소 제거를 위해 삼림 벌채지 또는 삼림이 없는 땅에 나무를 심는 활동
- 영속성: <1,000년
- 비용: CO2 톤당 10~30달러
- 잠재적 이점: △생물 다양성 및 생태계 복원력 향상 △생태 관광
- 잠재적 과제: △토지 수요 증가 △격리된 CO2 방출 △특정 나무 단일재배의 위험성
4. 블루카본Blue carbon 관리
해양 및 연안 생태계의 탄소 흡수 및 CO2 저장 강화(예: 맹그로브, 해초, 갯벌 습지 복원, 미세 및 거대조류 배양)
- 영속성: <1,000년
- 비용: CO2 톤당 25~250달러
- 잠재적 이점: △해양 생태계 개선 △연안 복원력 향상
- 잠재적 과제: △연안 및 해양 생태계에 대한 모니터링, 보고 및 검증(MRV) △국제 수역의 규제 불확실성
▶ 기술 기반 제거Technology-based removals
5. 바이오 숯 및 바이오 오일
바이오매스로 생산된 바이오 숯은 토질 개선을 위해 살포, 바이오 오일은 지하에 주입.
- 영속성: <1,000년
- 비용: CO2 톤당 100~250달러
- 잠재적 이점: △토양 비옥도 및 수분 보유력 향상 △농업 공정에서 발생하는 바이오매스 잔여물 활용
- 잠재적 과제: △바이오매스 공급 원료 및 토지에 대한 수요 증가 △토양 영속성의 불확실한 정도
6. 해양 알칼리성 강화
바다에 알칼리성 물질을 추가하면 대기로부터 이산화탄소를 흡수하는 능력이 향상되어 자연적인 과정을 가속화할 수 있음
- 영속성: >1,000년
- 비용: 불확실Uncertain
- 잠재적 이점: △해양 산성화 대응
- 잠재적 과제: △알칼리성이 해양 생태계에 미치는 영향 △해양 생태계를 위한 모니터링, 보고 및 검증MRV △국제 수역에서의 규제 불확실성
7. 풍화력weathering 향상
암석과 광물을 분해하여 표면적을 넓히고 대기 중 탄소를 저장할 수 있는 프로세스 가속화
- 영속성: >1,000년
- 비용: CO2 톤당 120~800달러
- 잠재적 이점: △농업 생산성 향상
- 잠재적 과제: △환경 및 사회적 영향 △미량 금속이 지역 생태계에 미치는 영향
8. 탄소 포집 및 저장(CCS)을 통한 바이오 에너지
바이오 연료, 전기, 열, 펄프를 생산하기 위해 지속 가능한 방식으로 공급되는 바이오매스. 이 과정에서 배출되는 CO₂는 포집 및 저장됨
- 영속성: >1,000년
- 비용: CO2 톤당 120~500달러
- 잠재적 이점: △부산물(예: 전기) 생성을 통한 추가 수익 창출 △발전소 개조
- 잠재적 과제: △바이오매스 원료 및 토지에 대한 수요 증가
9. 직접 해양 포집Direct ocean capture
해양 전기 투석electrodialysis에서 추출한 산Acid을 사용하여 표층수에서 CO2를 화학적으로 추출한 다음 CO2를 장기 저장
- 영속성: >1,000년
- 비용: 불확실Uncertain
- 잠재적 이점: △해양 산성화 방지 △부산물 활용성(예: 지속 가능한 항공 연료)
- 잠재적 과제: △규모에 비해 낮은 기술 준비 수준 △해양 생태계를 위한 모니터링, 보고 및 검증MRV △높은 에너지 사용량
10. 직접 공기 포집 및 저장Direct air capture and storage
공기 중 CO2와 결합하는 고체 또는 액체 화학 필터를 통과하여 공기에서 제거되고,
필터에서 농축된 CO2는 지하 지질층에 저장.
- 영속성: >1,000년
- 비용: CO2 톤당 400~1,000달러
- 잠재적 이점: △부산물 활용성(예: 지속 가능한 항공 연료) △다양한 지역에서 실현 가능
- 잠재적 과제: 물과 에너지 사용량 과다
■ 수조 달러 규모의 잠재력을 지닌 탄소제거CDR 시장
넷제로 수준에서 기가톤 규모의 탄소배출 감축을 달성할 수 있는 탄소제거CDR 산업은 2050년까지 최대 1조2,000억 달러의 가치가 있을 수 있습니다. 이 산업은 투자자, 공급업체, 구매자, 거래자, 기타 중개자 등 다양한 주체들의 참여와 지원이 필요하며, 각 주체별로 상당한 잠재적 가치 풀value pools이 추정됩니다(예시 2 참조). 이는 장기적인 비즈니스 기회로, 2050년까지 규모에 맞는 제거 물량을 확보하기 위해서는 조기에 행동에 나서야 합니다.
공급업체는 이 산업에서 70~80%의 가치를 확보할 가능성이 높으며, 거래자는 시장 성숙과 시간 경과에 따라 더 많은 가치를 포착할 가능성이 높습니다.
이 보고서는 기후변화 대응에 필요한 이산화탄소 제거량, 이러한 제거량을 달성하는 데 사용할 수 있는 솔루션의 조합, 가치 사슬 전반의 플레이어가 기대할 수 있는 수익 범위 측면에서 이산화탄소 제거(CDR) 산업의 미래에 상당한 수준의 불확실성이 존재함을 인식하고 있습니다. 여기에서는 3,000억 달러에서 1조 2,000억 달러에 이르는 시장 규모를 기준으로 가능한 시나리오의 범위를 제시합니다.
예를 들어, 반대쪽 데이터는 전체 제거 솔루션의 혼합에서 자연 기반 제거(NBR)의 비중이 더 높고, 탈탄소화 노력이 더 빨라져 CDR의 출시가 더 적게 필요한 시나리오의 결과를 보여줍니다. 이러한 시나리오에서는 약 3,000억 달러 규모의 CDR 산업이 형성될 수 있으며, NBR에 더 많은 비중을 두게 됩니다. NBR의 매출 비중은 기술 기반 제거(TBR)에 비해 상대적으로 낮게 유지되는데, 이는 TBR에 비해 NBR 크레딧의 가격이 낮기 때문입니다.
이에 비해 이산화탄소 제거(CDR)를 더 많이 도입하고 기술 기반 제거(TBR)를 더 많이 사용하는 시나리오에서는 최대 1조 2,000억 달러에 달하는 훨씬 더 큰 CDR 산업이 형성될 것입니다. 고가의 TBR 옵션으로 인해 이 시나리오에서는 시장 수익도 TBR 솔루션에 훨씬 더 편중될 것입니다.
혁신을 지원하여 비용을 절감하고 프로젝트 개발을 지원하려면 투자가 필요합니다. 맥킨지의 분석에 따르면 2050년 넷제로를 달성하는 데 필요한 CDR 누적 투자액은 6조 달러에서 16조 달러로 추산됩니다(도표 3 참조).
◇넷제로를 위한 CO2 제거 능력을 확보하려면 6조 달러에서 16조 달러가 필요할 것으로 예상됩니다. 2050년까지 예상 수준보다 훨씬 낮은 16조 달러의 누적 투자가 필요할 것으로 예상됨.
투자 필요액은 필요한 제거량과 사용 가능한 CDR 솔루션의 범위에 따라 달라집니다. 그러나 현재의 투자 궤적을 기반으로 한 추정치에 따르면 투자가 이러한 수준에 상당히 미치지 못할 수 있습니다. 실제로 2050년 넷제로 목표 달성을 위해 2030년까지 CDR을 정상 궤도에 다다르게 하는 데 필요한 투자와 예상 투자 간의 격차는 4,000억 달러에서 1조 6,000억 달러 사이입니다.
■ 시장 동향: 탄소제거CDR 혁신을 통한 비용 절감
CDR 시장은 현재 높은 가격과 소규모로 거래되고 있으며, 특히 신흥 기술 기반 제거TBR의 경우 더욱 그렇습니다. 내구성이 높은 CDR 솔루션의 높은 가격은 소용량과 높은 생산 비용에 기인하는 것으로 보입니다.
혁신은 CDR을 대규모로 제공하는 데 필요한 더 많은 양과 더 낮은 가격을 촉진하는 데 핵심적인 역할을 합니다. 지속적인 수요와 투자, 혁신으로 인해 TBR 비용은 2035년까지 최소 30%에서 최대 60%까지 감소할 것으로 예상되며, 산업 규모가 커짐에 따라 더디기는 하지만 2050년까지 계속 하락할 것으로 전망됩니다(도표 4 참조).
◇기술 기반 제거 비용은 시간이 지남에 따라 감소할 것으로 예상되는 반면, 자연 기반 제거 비용은 증가할 가능성이 높음.
현재 비용이 높은 솔루션의 비용이 가장 빠르게 감소할 것으로 예상되지만, 이 시나리오는 필요한 수준의 투자와 혁신을 달성할 수 있다는 가정을 전제로 한 것입니다. 반면에 토지 자원의 제약이 심해짐에 따라 자연 기반 제거NBR 비용은 시간이 지남에 따라 상승할 수 있습니다. NBR 비용은 2035년까지 20~60%, 2035년에서 2050년 사이에는 15~40% 증가할 수 있습니다.
■ 탄소제거CDR 확장의 장벽을 낮추기 위한 노력
CDR을 확장하여 넷제로를 위한 제거를 달성하는 것은 복잡성과 미묘한 차이로 가득 찬 어려운 작업입니다. 실제로 업계가 직면한 위험과 과제는 이미 널리 알려져 있으며, △구매자 인센티브 강화, △표준화, △관행 및 서비스의 투명성 개선, △공공 부문의 명확한 신호, △저비용 솔루션을 위한 혁신, △제거 용량 증대 등의 필요성이 제기되고 있습니다.
이러한 요구를 충족시키기 위해 탄소제거CDR 가치 사슬 전반의 이해관계자가 취할 수 있는 조치를 살펴보면 다음과 같습니다.
기존 및 개발 중인 정책 수단과 공공 자금은 비용을 절감하고 미래 수익원을 개선하는 프로젝트 수준의 경제성 향상과 함께 투자를 가속화할 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다. 정부, 자선단체, 비정부기구는 민간 부문과 협력하여 혁신을 촉진할 수 있습니다. 예를 들어, 환경, 사회, 거버넌스(ESG) 및 탄소 회계 프레임워크carbon-accounting frameworks에 탄소제거CDR을 통합하는 방법과 탄소 배출권 거래제cap-and-trade 또는 탄소세carbon tax 제도에 탄소제거CDR을 통합하는 방법을 모색할 수 있습니다.
정부와 자선가들은 초기 단계의 기술 개발에 직접 자금을 지원하거나 민간 투자를 촉진하는 데 도움이 될 수 있는 혁신적인 자금 조달 방안을 설계하는 것도 고려할 수 있습니다.
■탄소제거CDR 업계에서 '얼리 무버'의 이점
투자와 혁신을 확대하는 데 따르는 어려움이 적지 않지만, 탄소제거CDR 산업을 확장하기 위한 중요한 단기적 노력에 참여하는 사람들에게는 잠재적으로 가시적이고 장기적인 혜택이 주어질 수 있습니다. 실제로 맥킨지의 분석에 따르면 다른 이해관계자들과 함께 이러한 과제를 해결할 준비가 되어 있는 얼리 무버는 전략적, 경쟁적 이점을 누릴 수 있는 것으로 나타났습니다.
▶투자자Investors의 경우
'얼리 인베스터'는 시장이 성장할 때까지 기다렸다가 참여하는 투자자보다 먼저 새로운 기회를 발견하고 잠재력을 평가하는 귀중한 경험을 얻을 수 있습니다. 또한 탄소제거CDR 프로젝트는 제거를 시작하는 데 오랜 시간이 걸릴 수 있으며, 일부 기술 기반 제거TBR은 첫 번째 CO2 제거를 시작하는 데 최대 6~8년이 걸릴 수 있습니다.
성장 기업에 대한 초기 제휴와 지원은 산업이 성숙하고 규모가 커짐에 따라 투자자들이 참여할 수 있는 권리를 확보하는 데 도움이 될 수 있습니다. 또한 맥킨지의 가치 풀value pools 분석에 따르면 초기 투자자들은 필수적인 넷제로 산업net-zero industry을 창출하는 데 앞장서서 2050년까지 200억~800억 달러의 탄소제거CDR 시장 수익을 실현함으로써 기후 리더로서의 명성을 높일 수 있습니다.
▶공급업체Suppliers의 경우
공급업체(포집 및 저장 활동을 기반으로 탄소배출권carbon credits을 창출하는 탄소제거CDR 프로젝트 개발업체)는 2050년까지 예상되는 탄소제거CDR 시장 수익의 73~82%(2,500억~9,000억 달러)를 벌어들일 수 있습니다.
공급업체는 탄소 포집, 운송, 저장과 같은 물리적 제거 활동을 수행하고 다른 시장 플레이어는 이러한 노력을 지원하기 때문에 업계 수익에서 가장 큰 비중을 차지할 수 있습니다. 예를 들어 탄소배출권 거래제에서 탄소제거CDR가 인정되는 등 수요가 확대되면 공급업체는 이를 충족하기 위해 신속하게 대응할 수 있어야 합니다.
기술, 인재, 자본 자원에 대한 독보적인 접근이 가능하기 때문에 기존 공급업체는 프로그램을 빠르고 성공적으로 확장하는 데 상당한 이점을 가질 수 있습니다. 얼리 무버는 후발 주자보다 더 빨리 학습 곡선을 따라잡을 수 있는 접근 방식을 개발하여 얼리 무버의 비용을 절감할 수 있는 위치를 차지할 수 있습니다.
▶구매자Buyers의 경우
공급업체와 향후 상쇄 계약offtake agreements을 체결하는 초기 구매자는 수요가 증가하는 경우에도 향후 안정적인 상쇄 공급을 확보할 수 있다는 확신을 가질 수 있습니다. 예를 들어 탄소 상쇄carbon offsets에 관한 규정이나 지침이 변경되어 기업이 배출량을 상쇄하기 위해 탄소제거CDR을 구매해야 하는 경우, 탄소제거CDR 크레딧에 대한 수요가 급격히 증가할 수 있습니다.
공개적으로 넷제로를 약속한 기업은 정해진 기한이 다가옴에 따라 긴급하게 탄소제거CDR을 확보해야 할 수도 있습니다. 초기 구매자는 감축이 어려운 부문에서 잔여 배출을 중화하고 넷제로 목표를 달성하는 데 필수적인 신뢰할 수 있는 고품질 탄소제거CDR 크레딧을 확보할 가능성이 더 높습니다. 또한, 탄소제거CDR에 기반한 잘 고려된 ESG 전략은 인재 채용 및 그린 프리미엄과 같은 비즈니스 목표를 지원할 수 있습니다.
▶마켓플레이스 및 중개자의 경우
다른 시장에서도 볼 수 있듯이, 탄소제거CDR 거래량이 증가함에 따라 제거 물량 거래는 소수의 주요 마켓플레이스를 중심으로 '승자독식' 구조로 통합될 수 있습니다. 이러한 역학 관계는 중개 비용이 감소하고 소수의 마켓플레이스를 통해 운영되는 업계의 유동성이 증가하기 때문에 발생할 수 있습니다.
맥킨지의 가치 풀 분석에 따르면, 시장 중개자들은 2050년까지 예상 탄소제거CDR 시장 수익의 9~14%인 400억~1,400억 달러를 벌어들일 수 있습니다. 마켓플레이스는 △기술 전문성, △품질 보증, △가격 책정 지식, △다각화 능력에 대한 확고한 평판을 구축하기 위해 조기에 움직여 신규 및 미래 구매자를 유치하는 것을 목표로 할 수 있습니다. 한편, 주요 탄소제거CDR 기술에 대한 고도의 무결성 방법론high-integrity methodologies을 개발하는 발빠른 표준 설정자standards setters는 자발적 탄소 제거 시장voluntary carbon market이 운영되는 핵심 표준에 대한 정보를 제공할 수 있습니다.
▶정부의 경우
탄소제거CDR 산업을 지원하기 위해 조기에 움직이는 정부는 국가적으로 결정한 기여 약속NDC을 파리 협정에 맞추고, 다른 친환경 약속을 이행하며, 국가 공급을 확보하기 위해 국내 탄소제거 능력을 강화할 수 있습니다.
특히 탄소제거CDR은 글로벌 기회가 될 수 있습니다. 예를 들어, 저비용 재생에너지에 접근할 수 있는 국가는 직접 공기 포집direct air capture과 같은 에너지 집약적인 탄소제거CDR을 사용하여 비용 이점을 누릴 수 있습니다. 마찬가지로, 육상 기반 자연 자산land-based natural assets이 많은 국가는 잠재적으로 자연 기반 제거NBR 확대로 혜택을 볼 수 있으며, 해안 및 도서 국가는 새로운 블루카본 솔루션을 통해 이점을 얻을 수 있습니다. 또한 탄소제거CDR을 지원함으로써 정부는 기술 개발과 일자리 창출을 촉진하여 재생 에너지원으로의 정의로운 전환just transition을 촉진할 기회를 얻을 수 있습니다.
■ 결론
맥킨지의 분석에 따르면 탄소제거CDR 역량은 정부, 투자자, 기업 모두에게 핵심적인 전략적 관심사가 될 수 있습니다. 이 보고서는 CDR의 시장 잠재력에 대한 분석, CDR을 빠르게 확장하기 위한 잠재적 조치, CDR 이해관계자들이 장단기적으로 얻을 수 있는 이점에 대한 기회를 제공하고 있습니다.
비즈니스 리더는 여기에 제시된 분석과 데이터를 반영하여 탄소제거CDR에 대한 기초적인 이해와 조직의 넷제로 전략 및 전반적인 목표에 탄소제거CDR가 어떻게 영향을 미칠 수 있는지 파악할 수 있습니다.
지금 과감한 조치를 취하면 글로벌 넷제로 요건을 충족하기 위해 탄소제거CDR 역량을 확장할 수 있을 것입니다.
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