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시멘트, 철강 및 화학 산업이 직면한 환경 문제: 심층 분석

시멘트, 철강, 화학 물질은 세계에서 가장 많이 생산되는 소재 중 하나로 수많은 산업에 필수적입니다. 그러나 이러한 소재는 미국 전체의 연간 탄소 배출량을 능가하는 전 세계 탄소 배출량의 주요 원인 중 하나이기도 합니다. 이 문서에서는 이러한 소재의 생산과 관련된 환경 문제를 종합적으로 살펴보고 잠재적인 해결책을 모색합니다.

콘크리트의 기본 구성 요소인 시멘트는 전 세계에서 가장 많이 생산되는 자재입니다. 시멘트는 콘크리트에서 차지하는 부피는 10~15%에 불과하지만, 콘크리트 탄소 배출량의 무려 90%를 차지합니다. 2022년에는 전 세계적으로 40억 톤 이상의 시멘트가 생산될 것으로 예상되며, 이는 2010년 대비 27% 증가한 수치입니다. 이를 한 변의 길이가 4,500피트가 넘는 정육면체를 만들 수 있는 양입니다.

가전제품부터 인프라에 이르기까지 모든 분야에서 필수적인 구성 요소인 철강은 현대 사회에서 중추적인 역할을 담당하고 있습니다. 2022년에는 전 세계적으로 19억 톤의 철강이 생산될 것으로 예상됩니다. 화학 물질은 다양한 산업 분야에서 사용되지만 화석 연료에서 추출한 원료에 크게 의존하고 있습니다. 2022년 암모니아 및 메탄올과 같은 1차 화학물질의 생산량은 거의 7억 톤에 달해 알루미늄을 비롯한 다른 많은 소재를 능가했습니다.

이러한 산업은 산업 공정에서 발생하는 전 세계 탄소 배출량의 4분의 1 이상을 차지하며, 이는 모든 운송 수단의 배출량을 합친 것보다 더 많은 양입니다. 철강 생산이 가장 탄소 집약적이며, 시멘트가 그 뒤를 잇고 화학 물질이 산업 배출량의 15%를 차지합니다.

그러나 이러한 분포는 국가마다 다릅니다. 예를 들어 미국은 국내 철강이나 시멘트 생산보다 화학 산업에서 더 많은 탄소 배출량을 발생시킵니다. 제강 방법의 선택과 인프라 개발과 같은 요인이 이러한 변화에 영향을 미칩니다.

이러한 산업의 공통적인 과제는 생산에 필요한 높은 열로 인해 전기로 대체하는 데 장애물이 된다는 것입니다. 특히 철강은 매우 높은 온도의 공정에 크게 의존하기 때문에 상당한 탄소 배출을 유발합니다. 가능한 해결책으로는 전기 아크로의 사용을 늘리고, 재활용 강철을 사용하며, 철 생산에 친환경 수소를 실험하는 것 등이 있습니다.

특히 시멘트 생산은 가열 공정으로 인해 상당한 양의 CO2를 배출하며, 청정 에너지원을 통해 열을 생산하더라도 포틀랜드 시멘트 생산의 화학 반응은 여전히 CO2를 방출합니다. 시멘트 배출량을 줄이려면 시멘트질 보충재를 사용하고 탄소 배출 제로 시멘트 생산 방법을 모색해야 합니다.

생산, 전기 사용, 공급 원료에 걸쳐 배출량이 분산되어 있는 화학 물질은 복잡한 과제에 직면해 있습니다. 공급 원료를 다양화하고, 전기화를 통해 열 및 공정 배출을 줄이고, 화석 기반 재료의 대안을 모색하는 데 중점을 두고 있습니다.

이러한 문제를 해결하기 위해 저탄소 소재의 채택을 장려하는 정책과 인센티브가 도입되고 있습니다. 미국에서는 특히 수소 생산 세액 공제 및 탄소 포집 및 격리 세액 공제를 통해 산업 탈탄소화를 지원하는 연방 인센티브가 시행되고 있습니다. 산업 실증 프로그램은 중공업 분야의 탈탄소화를 위해 노력하는 기업에 상당한 자금을 할당합니다.

이러한 노력에도 불구하고 이러한 산업은 향후 10년 동안 현재와 마찬가지로 많은 양의 CO2를 배출할 것으로 예상됩니다. 산업 부문은 2035년까지 미국에서 가장 큰 배출원이 될 것으로 예상됩니다. 이 문제를 해결하려면 정책, 기술 발전, 기후 위기에 대한 긴박감을 포함한 다각적인 접근 방식이 필요합니다.

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