CCUS Value chain 별 시장 규모 분석

■ CCUS Value chain 구성
- Carbon Capture(포집): 산업 배출원으로부터 발생된 이산화탄소를 선별하여 포집
- Transportation(운송): 파이프, 선박 등을 활용하여 포집한 이산화탄소를 운송
- Utilization(활용): 화학적 전환, 생물학적 전환, 광물화(Mineralization) 등을 통하 이산화탄소를 경제적으로 가치 있는 제품으로 변환
- Storage(저장): 지중 공간(염수층, 폐유전 등)에 CO2를 주입하여 저장
※ 경제성 등의 이유로 대부분의 포집 CO2는 저장 처리될 것으로 전망됨

(Source: https://m.hankookilbo.com/News/Read/A2022061312060004827)

■ 글로벌 CCUS 시장 규모 및 처리량
- Global CCUS 시장은 '25년까지 $3.5B 규모로, '20년 이후 연평균 약 17% 성장 전망
- Global CCS 처리량은 '25년까지 1.5억톤 규모로, '20년 이후 연평균 약 21% 성장 전망
※ CCU로 처리되는 양은 상대적으로 적은 규모로, 포집된 CO2는 대부분 CCS로 처리될 것으로 전망

구분	2020	2025	연평균성장률(CAGR)
Global CCUS 시장규모	$1.6B	$3.5B	17.0%
Global CCS 처리량	4,066만톤	1억 471만톤	20.83%

(Source: MarketsandMarkets, Carbon Capture, Utilization, and Storage Market, 2020)

■ Valuechain 별 시장 규모
- 포집 시장은 '25년까지 전체 CCUS 시장 규모의 약 78%를 차지하며, Valuechain 중 가장 큰 비중을 차지
- 저장 시장은 '25년까지 연평균(CAGR) 30%로 성장하여 가장 빠른 시장 성장률을 보임

구분	2020		2025		연평균성장률 (CAGR)
	시장규모	비중	시장규모	비중
포집 (Carbon Capture)	$1,193.9M	73.9%	$2,764.7M	78.0%	18.3%
운송 (Transportation)	$245.4M	15.2%	$413.5M	11.7%	11.0%
활용 (Utilization)	$131.7M	8.2%	$198.1M	5.6%	8.5%
저장 (Storage)	$44.7M	2.8%	$166.1M	4.7%	30.0%
합계 (CCUS)	$1,617.7M	100%	$3,542.4M	100%	17.0%

(Source: MarketsandMarkets, Carbon Capture, Utilization, and Storage Market, 2020)

■ 포집 시장 상세 시장 규모
- CO2 포집 시장은, 공정 중 CO2가 포집되는 공정상의 위치에 따라 ① 연소 후 포집, ② 연소 전 포집, ③ 순산소 연소, ④ 기타로 분류됨
- 연소 후 포집은 현재 가장 상용화에 가까운 기술로 현재 시장규모가 가장 큼
- 연소 전 포집은 '25년까지 연평균 (CAGR) 29.4%로 성장하여 포집 시장 내 64.6% 비중을 차지할 것으로 전망됨

구분	2020		2025		연평균성장률 (CAGR)
	시장규모	비중	시장규모	비중
연소 후	$570.7M	47.8%	$800.4M	29.0%	7.0%
연소 전	$492.6M	41.3%	$1,785.2M	64.6%	29.4%
순산소 연소	$47.5M	4.0%	$73.1M	2.6%	9.0%
기타	$83.1M	7.0%	$106.0M	3.8%	5.0%
합계	$1,193.9M	100%	$2,764.7M	100%	18.3%

(Source: MarketsandMarkets, Carbon Capture, Utilization, and Storage Market, 2020)

※ 참고. 이산화탄소 포집 기술 구분
① 연소 후 포집 (Post-Combustion)
- 연소 공정을 거친 후 배출되는 배가스(Flue gas)에서 CO2를 분리하는 기술
- 대기압, 저온에서 운전이 가능하며 상대적으로 상용화에 근접한 기술
- 에너지 비용이 높고, 배가스 내의 SOx, NOx 등 불순물을 제거해야 함
② 연소 전 포집 (Pre-Combustion)
- (i) 화석연료를 부분산화(가스화)하여 합성가스(수소(H2)+일산화탄소(CO))를 생산 후, (ii) Water gas shift reaction을 거쳐 수소와 이산화탄소로 구성된 가스 中 이산화탄소를 분리하여 포집하는 기술
- 포집 단계에서 CO2 농도는 20~40%, 압력은 2~7 Mpa로, 고온고압 조건에서 운전되므로 설비 규모를 줄일 수 있는 장점
- CO2 포집뿐 아니라 수소 생산하기 위한 핵심 기술로 평가됨
③ 순산소 연소 (Oxy-fuel Combustion)
- 고순도의 산소를 연소기에 공급함으로써 연소 효율을 향상하고, 배가스(Flue gas)의 CO2 농도를 높여 CO2의 포집을 용이하도록 하는 기술
- 순산소 연소 시 배가스 내 CO2 농도는 80% 이상으로, 포집이 용이
- 순산소에서 연소하게 되는 경우, 고온에 견딜 수 있는 설비 개선 등이 필요함

■ 최종 사용자 사업별 CCUS 시장 규모 전망
- 현재 CCUS 시장은 석유 및 가스(Oil & Gas) 산업을 중심으로 형성되어 있음
- 친환경 에너지 수요 및 기존 화석연료 기반 발전의 탈탄소화 수요 증가에 따라 발전 영역에서의 CCUS는 25년까지 연평균 39.2% 성장하여, 전체 CCUS 적용 산업 중 가장 큰 규모인 시장규모 약 $1.5B에 도달 전망
- 철강/시멘트/정유화학 등 중공업 분야의 CCUS 적용도 빠르게 증가할 것으로 예상되며, 그중 시멘트 산업에 적용되는 CCUS 시장은 25년까지 연평균 약 34.8%의 속도로 성장할 예정

구분	2020		2025		연평균성장률 (CAGR)
	시장규모	비중	시장규모	비중
석유 및 가스	$832.3M	51.5%	$1,037.2	29.3%	4.5%
석유화학	$335.4M	20.8%	$656.6	18.5%	14.4%
발전	$282.6M	17.5%	$1,477.1	41.7%	39.2%
철강	$70.3M	4.4%	$75.3	2.1%	1.4%
시멘트	$18.5M	1.2%	$82.2	2.3%	34.8%
기타	$76.6M	4.7%	$214.0	6.0%	22.8%
합계	$1,615.7M	100%	$3,542.4M	100%	17.0%

(Source: MarketsandMarkets, Carbon Capture, Utilization, and Storage Market, 2020)


■ 지역별 CCUS 시장 규모 전망
- 북미는 현재 CCUS 산업의 최대 시장이며, '25년까지도 CCUS 시장의 약 56%를 차지할 전망
- 현재 상용화된 CCUS 프로젝트의 대부분은 CO2-EOR(Enhanced Oil Recovery, 원유 회수 증진)이며, CO2-EOR 산업은 북미를 중심으로 발전되어 있음. CO2-EOR을 수행하며 개발된 기술과 구축된 인프라를 활용하며 북미를 중심으로 CCUS 시장이 발전하게 될 것으로 전망됨
- 유럽은 현재 CCUS 시장 규모는 아시아 태평양 지역보다 작지만, '25년까지 연평균 68.7% 성장하여 CCUS 산업에서 두 번째로 큰 시장으로 자리매김할 전망. 유럽은 탄소세 및 탄소배출권 거래제를 활용한 적극적인 탄소 중립 기반을 마련하고 있음

구분	2020		2025		연평균성장률 (CAGR)
	시장규모	비중	시장규모	비중
아시아-태평양	$188.9M	11.7%	$404.9	11.4%	16.5%
유럽	$68.9M	4.3%	$941.8	26.6%	68.7%
북아메리카	$1,211.0M	75.0%	$1,982.2	56.0%	10.4%
중동 및 아프리카	$125.9M	7.8%	$190.2	5.4%	8.6%
라틴아메리카	$21.0M	1.3%	$23.1	0.7%	1.9%
합계	$1,615.7M	100%	$3,542.2M	100%	17.0%

(Source: MarketsandMarkets, Carbon Capture, Utilization, and Storage Market, 2020)


■ CCUS 시장 성장 Driver 및 제약 조건
(1) 시장 성장의 Driver
① 탄소 감축에 대한 국가/산업/기업 단위의 관심 증가
② 정부의 지원 (미국: 45Q Credit 등)
③ CO2-EOR(Enhanced Oil Recovery, 원유 회수 증진) 기술 수요 증가 등

(2) 시장 성장의 장애요인
① 경제성
- 포집 비용이 높고 CCUS 프로젝트 통한 수익 창출이 정부 지원 외에는 제한적
② 규모의 경제 확보 어려움 (Scale-up 한계)
- 아직 소규모 Pilot 규모 중심으로 기술개발이 진행되고 있음
- Industrial Scale의 경제성 확보를 위해서는 CCUS Cluster 구축을 통해 대규모 인프라와 저장소 개발이 선행되어야 함
③ 규제
- CCUS 산업의 발전은 규제에 대한 의존도가 높음
- 현재의 규제는 산업 발전 속도를 지원하기에 충분하고 명확하지 않아, 규제의 Gap 발생
④ 공공 지원의 부재: 부정적인 인식
- CCUS 장점에 대한 인지 부족
- CO2 저장 시 NIMBY 현상 (Not In My Back Yard)
- CCUS가 화석 연료 기반의 산업의 수명을 연장시킨다는 시각 존재