📦 목차

제1장: 대기 CO2 직접 포집의 원리와 표준화가 필요한 이유

대기 CO2 직접 포집(DAC)은 설명하기는 쉽지만 회계로 입증하기는 어렵다. 기계가 주변 공기를 빨아들여 이산화탄소와 결합하는 물질에 통과시키고, 그 CO2를 농축된 흐름으로 다시 방출해 파이프라인, 주입정 또는 광물화 현장으로 넘긴다. DAC가 어려운 까닭은 이 원리 자체가 아니라 그 뒤에 입증해야 할 내용에 있다. 대기에서 실제로 몇 톤이 빠져나갔는가? 설비를 돌린 에너지 때문에 그중 몇 톤이 다시 배출되었는가? 몇 톤이 얼마나 오래 저장된 채로 남을 것인가? 이미 누가 그 톤을 자기 것으로 주장했는가? 이 질문들의 답은 모두 데이터이며, 운영사·저장소·검증기관·등록부가 제각각 만든 데이터는 공통 규칙을 따를 때에만 쓸모가 있다.

이 장은 책 전체의 토대를 놓는다. 먼저 공기에서 CO2를 포집하는 일이 굴뚝에서 포집하는 일보다 물리적으로 왜 어려운지, 세 가지 주요 기술 계열이 어떻게 작동하는지, CO2 분자 하나가 접촉기에서 저장소까지 어떤 경로를 거치는지, 그리고 신뢰할 수 있는 제거 주장이 왜 총포집량이 아니라 순제거량으로 표현되어야 하는지를 설명한다. 이어서 WIA 대기 CO2 직접 포집 표준의 식별자, 5계층 아키텍처, 7단계 데이터 흐름, 문서 구성을 소개하고, 마지막으로 이 책과 동반 시뮬레이터의 지도를 제시한다.

이 책은 세 종류의 서술을 구분한다. 명세 서술은 WIA 표준 자체가 말하는 내용으로, 문서와 절 번호로 인용한다(예: FOUNDATION §4.4). 외부 참조는 ISO 14064-2처럼 WIA 표준이 기반으로 삼되 대체하지는 않는 공개 표준이다. 이 책의 권고는 명세의 빈틈을 메우거나 불일치를 해소하기 위해 저자가 제안하는 내용으로, 항상 그렇게 표시하며 규범적 효력은 없다.

1.1 DAC, 배출원 포집, 그리고 다른 제거 방식

탄소 포집 기술은 무엇보다 CO2를 어디에서 가져오느냐로 갈린다. 배출원 탄소 포집·저장(CCS)은 발전소, 시멘트 킬른, 화학 공장의 배기가스 흐름에 포집 설비를 붙인다. DAC는 개방된 대기에서 CO2를 가져온다. 이 한 가지 차이에서 세 가지 결과가 나온다. DAC는 훨씬 묽은 원천을 다루고, 원칙적으로 어디에나 설치할 수 있으며, 이미 배출된 CO2를 다룰 수 있다.

1.1.1 묽은 공기의 문제

현재 대기에는 부피 기준으로 약 420 ppm, 즉 약 0.042 %의 CO2가 들어 있다. 석탄 보일러의 배기가스는 대체로 부피 기준 12–15 % 수준의 CO2를, 천연가스 복합화력 발전소의 배기가스는 대략 3–4 %를 함유한다. 따라서 공기는 석탄 배기가스보다 수백 배, 가스터빈 배기가스보다 약 백 배 묽다.

간단히 계산해 보면 이것이 물리적으로 무엇을 뜻하는지 알 수 있다. 420 ppm에서 CO2의 몰질량 44 g/mol과 건조 공기의 약 29 g/mol을 적용하면, 공기 1 kg에는 약 0.64 g의 CO2가 들어 있다. 포집률이 100 %라 해도 CO2 1톤을 모으려면 약 1,600톤의 공기를 처리해야 하며, 지표 부근의 전형적인 공기 밀도 약 1.2 kg/m³로 환산하면 대략 130만 m³이다. 실제 접촉기는 한 번 통과할 때 CO2의 일부만 포집하므로 실제 처리량은 이보다 크다. 모든 DAC 설계가 넓은 접촉 면적, 송풍기, 낮은 압력 손실에 좌우되는 이유가 여기에 있고, WIA 운영 레코드에서 풍량이 일급 측정값으로 다뤄지는 이유도 같다(제2장).

1.1.2 톤당 에너지가 큰 이유

혼합물에서 기체 하나를 분리하려면 최소한의 일이 필요하며, 목표 기체가 묽을수록 그 최소값은 커진다. 미량 성분을 이상적으로 분리할 때 몰당 최소 일은 대략 RT·ln(1/x)이며, 여기서 x는 몰분율이다. 25 °C, x = 420 ppm을 넣으면 CO2 1몰당 약 19 kJ, 1톤당 약 0.44 GJ(약 0.12 MWh)가 나온다. 12 % 배기가스에 대해 같은 식으로 계산하면 약 5 kJ/mol이다. 이 값들은 열역학적 하한일 뿐 공학적 목표치가 아니다. 실제 설비는 공기를 움직이고, 흡착제나 용매를 가열·냉각하고, 생산된 CO2를 압축해야 한다. 그래서 실제 에너지 사용량은 하한의 몇 배에 이르며, 기술·기후·설비 설계에 따라 달라진다.

데이터 시스템을 만드는 사람에게는 두 가지 결론이 나온다. 첫째, 비에너지(CO2 1톤당 에너지, MWh/t 또는 GJ/t)는 DAC 설비에서 가장 중요한 효율 지표이며, 표준은 이를 시설 레코드와 운영 레코드 모두에 싣는다. 둘째, 에너지 사용량이 크기 때문에 그 에너지의 출처가 설비가 CO2를 실제로 제거하는지 여부를 가른다. 탄소집약적인 전력으로 돌아가는 설비는 포집량의 상당 부분을 다시 배출할 수 있다. 포집 톤수만 기록하고 에너지 구성을 기록하지 않는 데이터 표준은 제거 주장을 뒷받침할 수 없다.

1.1.3 과거 배출분과 제거 방식 속 DAC의 위치

배출원 CCS는 새로운 배출을 줄인다. 그 CO2는 원래 굴뚝으로 나갔을 것이다. 이산화탄소 제거(CDR)는 이미 대기에 있는 CO2를 가져와 오래 저장한다. 영구 저장과 결합한 DAC는 CDR 방식이며, 바이오에너지 탄소 포집·저장, 풍화 촉진, 바이오차, 산림 조성 등도 CDR에 속한다. 이 방식들은 제거량을 얼마나 직접 측정할 수 있는지, 그리고 탄소가 얼마나 오래 대기 밖에 머무는지에서 서로 다르다.

표 1-1. 배출원 포집 및 다른 제거 방식과 비교한 DAC의 위치(정성적 비교)
방식CO2 원천과거 배출분 제거포집량 측정 방법주요 데이터 과제
배출원 CCS배기가스(퍼센트 수준 CO2)아니오 – 새 배출 회피포집 흐름 계량기준선: 원래 배출되었을 양
저장과 결합한 DAC주변 공기(약 420 ppm)예포집 흐름 계량 + 저장 모니터링에너지·내재 배출, 저장 영구성
바이오에너지 CCS바이오매스 연소·전환바이오매스가 지속가능하게 조달될 때 예계량 + 바이오매스 공급망 회계토지 이용, 공급망 배출
자연 기반 제거(산림·토양)광합성을 통한 대기예표본 조사, 원격 탐사, 모델측정 불확도, 역전 위험

데이터 표준 관점에서 DAC의 실질적 장점은 넷째 열에 있다. 포집된 CO2는 계량 가능한 물리적 흐름으로 설비를 떠나고, 그 계량값을 저장 이벤트에 연결할 수 있다. 덕분에 대기에서 저장소까지 이어지는 증거 사슬을 만들 수 있다. 약점은 다섯째 열에 있다. 총량은 재기 쉽지만 제거 주장은 공제 항목에 달려 있고, 그 항목들은 에너지 공급사, 자재 공급사, 저장 운영사에 흩어져 있다.

1.2 세 가지 기술 계열

WIA 기초 문서(FOUNDATION §2.2)는 DAC를 세 계열로 나눈다. PHASE-2-DATA의 시설 스키마는 이를 열거형 technology.type으로 담으며, 값은 solid-sorbent-dac, liquid-solvent-dac, electrochemical-dac, hybrid-dac이다.

1.2.1 고체 흡착제 DAC

고체 흡착제 방식은 주로 아민으로 기능화한 다공성 지지체를 써서 상온·상압에서 CO2를 결합한다. 흡착제가 포화에 가까워질 때까지 층(bed)이나 구조화된 접촉기에 공기를 불어 넣는다. 그다음 유닛을 닫고 흡착제를 재생하는데, 흔히 층을 가열하면서 압력을 낮춰 CO2를 탈착시키는 온도·진공 스윙 흡착(TVSA) 단계를 쓴다. 명세는 재생 온도 범위를 80–120 °C로 제시한다. 이 온도대는 설비 설계에서 중요하다. 연소가 아니라 폐열, 지열, 히트펌프 같은 저온 열로 공급할 수 있기 때문이다. 고체 흡착제 설비는 보통 동일한 모듈 여러 개로 구성된다. 모듈화는 규모 확장에 유리하지만, 한 시설이 모듈마다 하나씩 병렬 사이클 레코드를 만들어 내므로 이를 일관되게 집계해야 한다는 뜻이기도 하다.

흡착제는 산화, 아민 손실, 오염물 노출로 인해 사이클이 반복될수록 열화되며, 작동 용량은 시간이 지나면서 줄어든다. 표준이 흡착제에 적재량·열화·수명 필드를 갖춘 별도 레코드 유형을 두는 이유가 이것이다(제2장 §2.4).

1.2.2 액체 용매 DAC

액체 용매 방식은 알칼리 용액, 주로 수산화칼륨(KOH)을 대형 충전 접촉기 위로 순환시킨다. 공기 속 CO2는 수산화물과 반응해 탄산염이 된다. 널리 알려진 설계에서는 이 탄산염을 칼슘 루프로 넘긴다. 탄산염이 수산화칼슘과 반응해 탄산칼슘으로 침전되고, 이것을 소성로(calciner)에서 가열해 농축 CO2 흐름을 내보내면서 산화칼슘을 재생한다. 소성 단계는 약 900 °C에서 이루어지며, 명세는 이를 "소성 시 >900 °C"로 적는다. 따라서 이 계열의 핵심 설계 질문은 고온 열이며, 그 열을 무엇으로 공급하느냐가 순제거량에 직접 영향을 준다. 액체 방식은 보통 부지당 처리량이 큰 대형 집중식 설비로 지어진다. 오랫동안 산업에서 써 온 화학을 바탕으로 하지만, 그렇다고 이 방식의 DAC 설비가 그 자체로 성숙한 것은 아니다.

1.2.3 전기화학 DAC

전기화학 방식은 온도 스윙 대신 전위를 이용해 CO2를 포집하고 방출한다. 한 산화 상태에서 CO2를 결합했다가 다른 상태에서 내놓는 산화환원 활성 운반체를 쓰는 전지, 전기화학적으로 구동되는 pH 스윙 공정 등이 그 예다. 명세는 이를 "전압 구동" 방식이자 "신흥" 기술로 설명한다. 데이터 관점에서 이 계열은 나머지 둘과 한 가지 중요한 점에서 다르다. 에너지 투입이 거의 전부 전기이므로, 전력과 그 탄소 집약도를 계량하는 것이 에너지 이야기의 거의 전부다. 반면 전류 효율이나 셀 열화 같은 전지 성능 파라미터를 담을 전용 필드는 현행 스키마에 없다. 제8장에서 이 빈틈을 다시 다룬다.

1.2.4 hybrid-dac 값

열거형에는 hybrid-dac도 있지만 명세는 이를 정의하지 않는다. 고체 흡착제에 전기화학적 재생을 결합한 설비일 수도 있고, 압축·저장 설비를 공유하는 배출원 포집 유닛과 DAC를 짝지은 설비일 수도 있다. 이 책의 권고: hybrid-dac를 쓰는 구현체는 결합된 공정을 확장 필드에 명시하고, 공정별로 에너지와 포집량 계량을 분리해 두어 공정 단위로도 순제거량을 계산할 수 있게 해야 한다.

표 1-2. 세 가지 DAC 기술 계열 비교
항목고체 흡착제액체 용매전기화학
technology.typesolid-sorbent-dacliquid-solvent-dacelectrochemical-dac
포집 매체아민 기능화 다공성 고체(다른 흡착제 계열도 존재)알칼리 용액, 주로 KOH산화환원 활성 운반체 또는 pH 스윙 전해질
방출 메커니즘온도·진공 스윙고온 소성을 포함한 칼슘 루프전위 변화
재생 온도(명세)80–120 °C약 900 °C(소성로)열 스윙 없음
주 에너지 형태저온 열 + 송풍기·진공용 전기고온 열 + 전기전기
전형적 구성동일 모듈 다수대형 집중식 설비적층 셀, 모듈화 가능성
성숙도(정성적)실증 및 초기 상업 규모로 운영실증 완료, 대형 설비 개발 중대부분 실험실·파일럿 규모
데이터 중점모듈별 사이클, 흡착제 열화열원과 연료, 용매 보충전력 계량, 셀 성능

이 비교는 일부러 정성적으로 했다. 에너지 사용량, 비용, 용량에 관한 공개 수치는 설계와 보고 경계에 따라 편차가 크며, 이 책은 공급사의 주장을 측정된 사실처럼 옮기지 않는다. 표가 보여 주는 것은 계열마다 데이터 모델의 다른 부분에 무게가 실린다는 점이다. 한 계열에만 맞춘 표준은 나머지 계열에서 실패할 것이다.

1.3 한 장의 그림으로 보는 포집 사이클

기술이 무엇이든 CO2 1톤은 같은 물리적 단계를 차례로 거친다. 단계마다 측정값이 생기고, 그 측정값은 모두 PHASE-2-DATA가 정의한 레코드 유형 중 하나에 담긴다.

  주변 공기 (CO2 약 420 ppm)
        |
        v
 [1] 흡착 / 흡수                풍량, 입·출구 CO2, 흡착제 포화도
        |  (흡착제나 용매가 포화에 근접)
        v
 [2] 재생                       열 또는 전기 투입, 온도, 압력
        |  (TVSA, 소성, 전기화학적 방출)
        v
 [3] 농축 CO2 흐름              순도, 오염물, 유량
        |
        v
 [4] 압축 / 탈수                전력, 인수인계(custody-transfer) 계량값
        |
        v
 [5] 수송                       파이프라인·선박·트럭, 손실
        |
        v
 [6] 저장
        +-- geological-storage   주입 데이터, 주입 후 모니터링
        +-- mineralization       주입 데이터, 광물화 모니터링
        +-- utilization          제품, LCA, 수명 종료 평가
        +-- ocean-storage        (열거형에만 존재, 본문 참조)
그림 1-1. DAC의 물리적 단계와 각 단계가 제공하는 측정값

1단계와 2단계는 사이클을 이루며 번갈아 일어나고, 운영 레코드는 현재 단계를 operationalState(adsorption, regeneration, idle, maintenance, error)로 기록한다. 3단계에서 CO2 순도를 측정하며, 운영 프로토콜은 생산물이 다음 단계로 넘어가기 전에 통과해야 할 순도 기준을 둔다(제5장). 4단계에는 인수인계 계량기가 있으며, 그 계량값은 저장 측에 넘긴 양의 자연스러운 기준값이 된다. 5단계와 6단계에서 저장 이벤트 레코드가 만들어진다(제3장).

1.3.1 데이터 값으로서의 저장 방식과 영구성

시설 스키마는 저장 방식과 영구성 등급을 기록하고, 저장 이벤트 스키마는 저장 방식을 다시 기록한다. 이 값들은 열거형이며, 과학적 결론이 아니라 표준이 정의한 라벨로 읽어야 한다.

표 1-3. PHASE-2-DATA의 저장 관련 열거형
필드값읽는 법
storage.method(시설)mineralization, geological-storage, ocean-storage, utilization, hybrid시설이 쓰는 저장 경로. hybrid는 시설 레코드에만 있다.
storageMethod(저장 이벤트)mineralization, geological-storage, ocean-storage, utilization개별 인도 건 하나의 경로. hybrid 시설은 인도 건마다 구체적인 방식 하나로 보고한다.
storage.permanencepermanent, >10000-years, >1000-years, varies해당 경로에 대해 주장하는 내구성 등급. 수치는 표준의 범주 경계일 뿐 측정된 저장 수명이 아니다.

두 가지를 주의해야 한다. 첫째, 기초 문서는 지중 저장을 ">1000년", 광물화를 ">10,000년"과 연결하지만 출처를 제시하지 않으며, 실제 내구성은 부지 선정, 주입 방식, 모니터링에 달려 있다. 데이터 시스템은 등급을 선언된 그대로 저장하고 이를 뒷받침하는 모니터링 계획에 연결해야 하며, 저장 방식으로부터 등급을 추론해서는 안 된다. 둘째, 활용 프로토콜(PHASE-3 §3.3)은 활용 경로를 영구·장기·단기 그룹으로 나누고, 음료 탄산화나 합성연료 같은 단기 용도를 크레딧 대상에서 제외한다. 일부 분류는 논란의 여지가 있다. 예를 들어 폴리우레탄을 "영구(안정적인 경우)"로, 풍화 촉진과 바이오차를 "활용"으로 분류한 부분이다. 제5장은 이 분류를 명세 자체의 분류로 소개한다. ocean-storage 값은 열거형에는 있지만 PHASE-3에 전용 프로토콜이 없으므로, 이 값을 쓰는 구현체는 근거로 삼을 표준화된 모니터링 요건이 없다.

1.4 순제거량과 총포집량

DAC 설비가 가장 쉽게 잴 수 있는 수치는 총포집량, 즉 생산 흐름 속 CO2의 질량이다. 구매자, 등록부, 국가 인벤토리가 필요로 하는 수치는 순제거량, 즉 설비가 가동되고 그 생산물이 저장된 결과 대기 중 CO2가 얼마나 줄었는가이다. 두 값은 상당히 다를 수 있다.

순제거량(t CO2) = 영구 저장된 CO2
  − 설비 가동과 CO2 처리에 쓰인 에너지로 인한 배출
  − 설비, 흡착제·용매, 소모품의 내재(전과정) 배출 중 해당 기간 배분분
  − 포집에서 저장 사이의 공정 손실과 누출

항목마다 별도의 데이터 요구사항이 따른다.

임의로 정한 수치로 간단한 예시를 들어 보자. 어느 시설의 저장 파트너가 한 보고 기간에 CO2 1,000톤의 저장을 확인했다고 하자. 같은 기간의 에너지 사용량에 기록된 배출계수를 곱하면 150톤이 나온다. 전과정평가에서 이 기간에 배분된 내재 배출은 50톤이고, 설비에서 주입정까지 계량된 손실은 10톤이다. 그러면 순제거량은 1,000 − 150 − 50 − 10 = 790톤이다. 이것이 측정 불확도에 대한 추가 보수적 공제(제6장)를 적용하기 전에 검증기관이 크레딧 대상으로 검토할 수 있는 양이다. 같은 설비가 탄소집약도가 더 높은 전력망에 연결되어 있다면 순수치는 훨씬 더 떨어질 수 있으며, 그래서 에너지 항목을 데이터 모델에서 빼놓을 수 없다.

이러한 프로젝트 수준의 온실가스 회계는 ISO 14064-2(프로젝트 수준의 배출 감축 및 제거 증진의 정량화·모니터링·보고)를 따르고, 제3자 검증은 ISO 14064-3을 따른다. WIA 기초 문서는 ISO 27916도 나열하지만, 이 표준은 석유 회수 증진(EOR)과 연계된 CO2 저장을 다루며 DAC의 일반 검증 표준이 아니다. 이 책은 그것을 DAC 검증 표준으로 취급하지 않는다. WIA 표준은 이 회계 방법들을 새로 정의하지 않는다. 그 역할은 이 방법들이 필요로 하는 모든 수량이 형식이 정해지고, 시각이 기록되고, 추적 가능한 필드로 존재하도록 보장하는 데 있다.

1.5 데이터 요구사항으로 본 여섯 가지 원칙

FOUNDATION §4는 여섯 가지 원칙을 제시한다. 정책으로 읽으면 선언처럼 들리지만, 공학적으로 읽으면 각 원칙은 구체적인 필드, 절차, 검사를 요구한다. 이 책은 줄곧 후자의 방식으로 읽는다.

표 1-4. 여섯 가지 원칙과 각 원칙이 데이터에 요구하는 것
원칙명세의 내용데이터·절차상 요구이 책의 위치
투명성포집률, 톤당 에너지, 흡착제 효율, 저장 방식, 검증 상태를 표준 형식으로 보고포집·에너지·흡착제 블록을 갖춘 운영 레코드, 단계별 접근을 둔 공개 집계제2장, 제7장 §7.5
검증가능성감사, 연속 모니터링, 변조 방지 기록, 공개 API로 주장을 독립적으로 검증검증 보고서 레코드, 포집에서 크레딧까지 잇는 안정적 ID, 서명된 증거와 해시 앵커링제3장, 제6장
상호운용성다른 시설, 저장 인프라, 등록부, 에너지 시스템, 기후 회계와 통합공유 스키마, 발견 엔드포인트, 문서화된 API, 등록부 형식으로의 필드 매핑제4장, 제7장
정확성CO2 포집 ±5 %, 에너지 ±3 %, 저장 검증 신뢰도 >95 %, 시간 단위 이상의 해상도수량 옆의 불확도 필드, 교정 기록, 샘플링·집계 주기제2장 §2.6, 제6장 §6.3
영구성장기 모니터링 계획을 갖춘 영구 저장영구성 등급과 연결된 모니터링 계획, 설비보다 오래 가는 보존 규칙제3장 §3.1, 제5장 §5.5
추가성통상적 수준을 넘는 제거, 이중 계산 금지, 명확한 기준선1톤-1크레딧 연결, 전파되는 폐기 상태, 방법론 필드의 기준선 문서제3장 §3.4, 제6장 §6.4

두 원칙은 덧붙여 설명할 필요가 있다. 정확성은 수치가 붙은 유일한 원칙이며, 그 수치는 보고되는 모든 수량이 불확도와 이를 뒷받침하는 교정 기록을 함께 가질 때에만 의미가 있다. 불확도가 없는 포집 수치는 ±5 % 목표와 대조할 수 없다. 추가성은 대부분 데이터보다는 경제성과 방법론의 문제다. 데이터가 강제할 수 있는 부분은 이중 계산 금지 하나다. 같은 1톤이 두 크레딧을 뒷받침해서는 안 되고, 폐기된 크레딧이 다시 나타나서도 안 된다. 이것은 참조 무결성 문제이며, 제3장에서 설명하는 ID 사슬로 해결한다.

1.6 WIA 아키텍처

1.6.1 하나의 표준, 두 개의 식별자

이 표준은 두 이름으로 등장한다. 슬러그 direct-air-capture는 소프트웨어가 표준을 찾아야 하는 모든 곳에 쓰인다. 서명 매니페스트의 standardSlug 필드, 발견 경로 /.well-known/wia/direct-air-capture, 명령행 도구 direct-air-capture.sh, 저장소 폴더가 그렇다. 표준 번호 WIA-ENE-050은 명세 문서의 제목에 나오며, 이 표준을 WIA 시리즈의 에너지(ENE) 범주에 위치시킨다. 둘은 같은 표준을 가리킨다. 이 책의 권고: 기계가 읽는 산출물에는 매니페스트와 발견 메커니즘이 실제로 검사하는 슬러그를 쓰고, 사람이 읽는 문서에서는 "WIA-ENE-050(direct-air-capture)"처럼 둘을 함께 인용해도 된다.

1.6.2 다섯 계층

FOUNDATION §3.2는 다섯 계층을 설명한다. 이 계층들은 설비 자체 소프트웨어에서 흔히 뒤섞이는 관심사를 분리한다.

 +--------------------------------------------------------------+
 | 5 응용 계층      대시보드, 탄소 시장, 규제·자발적 보고,       |
 |                  연구 데이터                                  |
 +--------------------------------------------------------------+
 | 4 검증 계층      제3자 감사, 자격증명 발급,                  |
 |                  해시 앵커링, 등록부 제출                     |
 +--------------------------------------------------------------+
 | 3 통합 계층      저장 부지, 파이프라인, 에너지 시스템,       |
 |                  MRV 시스템                                   |
 +--------------------------------------------------------------+
 | 2 데이터 표준화  WIA 스키마 변환기, 검증, 집계,               |
 |   계층           API 게이트웨이                               |
 +--------------------------------------------------------------+
 | 1 시설 계층      센서·IoT 장치, 공정 제어,                    |
 |                  로컬 시계열 저장소                           |
 +--------------------------------------------------------------+
그림 1-2. WIA DAC 아키텍처의 다섯 계층(FOUNDATION §3.2 기반)

시설 계층은 설비 고유의 영역이다. 센서, 흡착과 재생을 전환하는 공정 제어 시스템, 로컬 히스토리안이 여기에 속한다. 표준은 이 계층의 내부 작동 방식을 규정하지 않는다. WIA가 시작되는 곳은 데이터 표준화 계층이다. 변환기가 공급사 고유 태그를 WIA 레코드로 바꾸고, 검증기가 스키마 대조를 하고, 집계기가 모듈 데이터를 시설 합계로 묶고, API 게이트웨이가 그 결과를 노출한다. 통합 계층은 설비를 저장 운영사, 파이프라인망, 에너지 공급사, MRV 시스템 같은 상대방과 연결한다. 검증 계층에서는 독립 당사자가 증거를 검토하고, 인증서와 검증가능 자격증명이 발급되며, 레코드가 해시 앵커링되어 등록부에 제출될 수 있다. 응용 계층에는 그 위에 세워지는 모든 것이 있다. 공개 대시보드, 거래 플랫폼, 규제·자발적 보고서, 연구 데이터셋이 그렇다.

이 계층화에는 실무적 의미가 있다. 설비는 블록체인이나 등록부 연동을 전혀 운영하지 않고도 데이터 표준화 계층에 적합할 수 있고, 등록부는 원시 센서 데이터를 보지 않고도 검증된 레코드를 소비할 수 있다. 적합성 등급(제8장)은 이 분리를 바탕으로 설계되어 있다.

1.6.3 일곱 단계

FOUNDATION §3.3은 데이터 흐름을 일곱 단계로 설명한다.

표 1-5. 7단계 데이터 흐름과 단계별 산출 레코드
단계내용주요 산출물
1 CAPTURE센서와 공정 제어가 원시 공정 데이터를 만든다공급사 고유 시계열
2 STANDARDIZE원시 데이터를 WIA 스키마로 매핑하고 검증한다실시간 포집 레코드, 흡착제 레코드
3 STORE검증된 데이터를 시계열 DB에 쓰고 보관한다보존 규칙에 따라 보관된 레코드
4 VERIFY포집·에너지·저장 데이터가 MRV와 제3자 감사로 넘어간다검증 보고서
5 CERTIFY검증된 수량을 자격증명으로 표현하고, 해시를 앵커링할 수 있다검증가능 자격증명, 앵커링 영수증
6 REGISTER인증서를 탄소 등록부에 제출하고 크레딧이 발행된다일련번호가 있는 탄소 크레딧 레코드
7 PUBLISH집계 데이터를 공개 API와 대시보드로 공개한다공개 데이터 집계

CO2의 물리적 저장은 별도 단계로 나타나지 않는다는 점에 유의해야 한다. 3단계의 "STORE"는 데이터의 저장을 뜻한다. CO2 자체의 저장 이벤트는 통합 계층에서 생성되어 4단계에서 증거로 흐름에 들어온다. "저장"의 이 두 의미를 구분하면 흔한 모델링 실수, 즉 데이터베이스 쓰기를 CO2 주입의 증거로 취급하는 실수를 피할 수 있다.

1.6.4 문서 구성

표준의 README는 데이터 형식, API 인터페이스, 프로토콜, 통합을 다루는 네 개의 PHASE 문서를 설명한다. 그러나 저장소에는 실제로 여섯 개의 파일이 있고, 그 역할이 이름과 정확히 일치하지 않는다.

표 1-6. 명세 파일과 실제 내용
파일실제 내용이 책에서의 주 용도
PHASE-1-FOUNDATION.md목적, 용어, 아키텍처, 원칙, 정확도와 보존, 관련 표준, 거버넌스, 로드맵제1장, 제2장 §2.6, 제8장
PHASE-1-DATA-FORMAT.md범용 템플릿: 매니페스트, 적합성 등급, 발견, 시간, 버전 관리. DAC 스키마는 없음제4장 §4.1, 제8장
PHASE-2-DATA.mdDAC 스키마: 시설·운영·흡착제·저장·검증·크레딧 레코드, API 봉투, 검증 규칙, 스키마 버전 관리제2장, 제3장
PHASE-2-API-INTERFACE.mdPHASE-1-DATA-FORMAT과 같은 범용 템플릿에서 단계 이름만 바꾼 문서제4장 §4.1
PHASE-3-PROTOCOL.md운영, 저장, 안전, MRV, 데이터 관리, 유지보수 프로토콜제5장, 제6장
PHASE-4-INTEGRATION.mdREST·GraphQL·WebSocket 인터페이스, 저장·에너지·등록부·자격증명·기업·공개 데이터 통합제4장, 제6장, 제7장

여기서 세 가지 결론이 나온다. 첫째, 가장 구체적인 스키마는 DATA-FORMAT이라는 이름의 파일이 아니라 PHASE-2-DATA에 있다. 둘째, 실제 API 정의는 PHASE-4 §2와 PHASE-2-DATA §8에 있으며, 함께 배포되는 api/openapi.yaml은 뼈대(stub)에 불과하다. 제4장에서 완전한 OpenAPI 3.1 문서를 도출하는 방법을 보여 준다. 셋째, FOUNDATION §9의 로드맵은 "Phase 1"부터 "Phase 5"를 또 다른 의미, 즉 기초에서 생태계에 이르는 도입 단계로 쓴다. 이 책에서 "PHASE-2-DATA"라고 하면 파일을, "Phase 5"라고 하면 로드맵 단계를 가리킨다.

부속서 여러 개(Annex E–I)는 여섯 파일 모두에 거의 글자 그대로 반복된다. 구현 노트, 도입 로드맵, 테스트 벡터와 적합성 증거, 버전 관리와 폐기, 상호운용 프로파일을 다루며, 이 책은 이를 제8장에서 한 번만 다룬다. 일부 부속서는 "Annex A"와 "Annex D"를 참조하지만 이 부속서는 어느 파일에도 없다. 반복되는 부속서와 본문이 서로 다를 때, 예를 들어 폐기 유예 기간이 다를 때는 조용히 하나로 정리하지 않고 불일치를 그대로 밝힌다.

1.7 이 책의 구성

각 장은 CO2 1톤이 데이터 시스템을 통과하는 경로를 따라, 설비 레코드에서 적합성 주장까지 이어진다.

표 1-7. 장별 구성
장주제주요 출처
1기초, 순제거량, 아키텍처, 문서 지도FOUNDATION
2데이터 형식 I: 시설·운영·흡착제 레코드, 단위, 측정 요건, 일관성 검사PHASE-2-DATA §2–4, FOUNDATION §5.1
3데이터 형식 II: 하나의 증거 사슬로서의 저장 이벤트·검증 보고서·탄소 크레딧, API 봉투, 검증 규칙과 버전 관리PHASE-2-DATA §5–10
4API: 발견, 인증, REST, GraphQL, WebSocket, 완전한 OpenAPI 문서 작성PHASE-4 §2, PHASE-1-DATA-FORMAT, PHASE-2-API-INTERFACE
5운영 프로토콜: 데이터 이벤트로서의 포집 사이클, CO2 수집, 저장, 안전, 데이터 관리PHASE-3
6MRV, 불확도, 등록부, 검증가능 자격증명, 온체인 앵커링PHASE-3 §5, PHASE-4
7저장 부지·에너지 시스템·기업 보고·공개 데이터와의 통합, 참조 아키텍처와 보안PHASE-4
8적합성 등급, 매니페스트, 증거 패키지, CLI, 인증, 거버넌스, 향후 방향Annex E–I, FOUNDATION §8–9, cli/

역할에 따라 읽는 경로가 다를 수 있다. 설비 소프트웨어·제어 엔지니어는 제2장, 제5장, 제7장을 꼼꼼히 읽기 바란다. MRV·등록부 개발자는 제3장과 제6장에 집중하면 된다. 검증기관과 감사인은 제3장, 제6장, 제8장에서 증거 요건을 찾을 수 있다. 제품 관리자는 이 장과 제8장으로 전체 그림을, 제6장으로 크레딧이 만들어지는 과정을 파악할 수 있다.

1.7.1 동반 시뮬레이터

표준에는 다섯 개 탭으로 된 브라우저 기반 시뮬레이터가 함께 제공된다. 이것은 교육용 도구이지 참조 구현이 아니다. 코드 예제에는 최대 흡착제 적재량이나 사이클 수명 같은 고정 예시값이 쓰이는데, 이를 실제 성능의 전형적인 값으로 읽어서는 안 된다.

표 1-8. 시뮬레이터 탭과 관련 장
탭보여 주는 내용관련 장
Data Format시설·포집 레코드 예시제2장, 제3장
Algorithms흡착제 효율·수명 계산, 포집률 최적화제2장 §2.4·§2.7, 제5장 §5.3, 제7장 §7.3
Protocol포집 운영과 저장 프로토콜 단계제5장
Integration설비·저장·모니터링 사이의 통합 아키텍처제4장, 제7장
QR & VC검증가능 자격증명과 QR 코드로 표현한 탄소 제거 인증서제6장 §6.5

1.7.2 예시에 관하여

명세의 예시에는 실제 운영사와 부지 이름이 나오지만, 함께 제시된 운영 수치는 공개된 데이터가 아니며 일부는 서로 모순된다. 이 책은 그 수치를 재사용하지 않는다. 시설이 필요한 예시에는 dac-example-reykjanes-01 같은 가상의 식별자를 쓴다. 수치가 필요한 예시에는 계산하기 쉬운 값을 골라 예시임을 밝힌다. 명세에서 실제 서비스처럼 적힌 엔드포인트는 example.com 주소로 바꾸거나 예시로 표시한다.

요약