대체에너지

목차

1. 대체에너지 정의 및 필요성

2. 대체에너지 기술분야별 특성

태 양 열

태 양 광

폐 기 물

바 이 오

풍 력

연 료 전 지

석탄가스화 복합발전

소 수 력

수소 에너지

지열 및 해양 에너지

3. 국내 대체에너지 보급현황

본문내용

저온축열
(현열, 잠열)
중온축열
(잠열, 화학)
고온축열
(화학)
이용분야
건물공간난방
냉난방급탕,
농수산(건조,난방)
건물 및 농수산분야
냉난방, 담수화, 산업공정열, 열발전
산업공정열, 열발전,
우주용, 광촉매폐수처리
광화학, 신물질제조
< 중대형 태양열 시스템 >
태양광의 특징
장 점
단 점
- 에너지원이 청정무제한
- 필요한 장소에서 필요량 발전 가능
- 유지보수가 용이, 무인화 가능
- 장수명(20년 이상)
- 전력생산량이 지역별 일사량에 의존
- 에너지밀도 낮아 큰 설치면적 필요
- 설치장소가 한정적, 시스템 비용이 고가
- 초기투자비와 발전단가 높음
구성도
직류
상
용 전 력
계 통
선
교류
태양전지
어레이
전압제어
역류방지회로
직교류변환장치
(인버터)
연계보호장치
충 방 전
제어장치
시스템 제어장치
축전장치
폐기물 대체에너지의 종류
성형고체연료(RDF)
종이, 나무, 플라스틱 등의 가연성 폐기물을 파쇄, 분리, 건조, 성형 등의 공정을 거쳐 제조된 고체연료
폐유 정제유
자동차 폐윤활유 등의 폐유를 이온정제법, 열분해 정제법, 감압증류법 등의 공정으로 정제하여 생산된 재생유
플라스틱 열분해 연료유
플라스틱, 합성수지, 고무, 타이어 등의 고분자 폐기물을 열분해하여 생산되는 청정 연료유
폐기물 소각열
가연성 폐기물 소각열 회수에 의한 스팀생산 및 발전, 시멘트킬른 및 철광석소성로 등의 열원으로의 이용 등
폐기물에너지화 기술 구성도
액체연료
저온
오일화
300～500℃
산업폐기물
(유기성폐기물)
열 분 해
화학제품
원료
고온
가스화
700～1000℃
기체연료
혼합폐기물
(도시쓰레기등)
재생연료
소 각
열(전기,난방)
바이오에너지의 특징
장 점
단 점
풍부한 자원과 큰 파급효과
환경 친화적 생산시스템
환경오염의 저감 (온실가스 등)
생성에너지의 형태가 다양
(연료, 전력, 천연화학물 등)
자원의 산재 (수집, 수송불편)
다양한 자원에 따른 이용 기술의 다양성과 개발의 어려움
과도 이용시 환경파괴 가능성
단위 공정의 대규모 설비투자
바이오에너지의 변환시스템
유지작물
(유채, 콩 등)
추 출
채종유
(유채유 등)
에스테르화
바이오디젤
(에스테르)
전분작물
(보리,옥수수 등)
당 화
당 분
(포도당 등)
알콜발효
바이오알콜
(에탄올)
섬유소식물체
(나무, 볏짚 등)
효소당화
가스화
합성가스
촉매반응
메탄올
직접연소
보일러
열
발전기
전기
유기성폐기물
(음식쓰레기,
축분, 동물체 등)
혐기발효
메탄가스
가 스
바이오에너지 기술의 분류
대분류
중분류
내 용
바이오
액체연료
생산기술
연료용 바이오 에탄올 생산기술
당질계, 전분질계, 목질계
바이오디젤 생산기술
바이오디젤 전환 및 엔진적용기술
바이오매스 액화기술(열적전환)
바이오매스 액화, 연소, 엔진이용기술
바이오매스
가스화기술
혐기소화에 의한 메탄가스화 기술
유기성 폐수의 메탄가스화 기술
및 매립지 가스 이용기술 (LFG)
바이오매스 가스화기술(열적전환)
바이오매스 열분해, 가스화, 가스화발전 기술
바이오 수소 생산기술
생물학적 바이오 수소 생산기술
바이오매스
생산,가공
기술
에너지 작물 기술
에너지 작물 재배, 육종, 수집, 운반, 가공 기술
생물학적 CO2 고정화 기술
바이오매스 재배, 산림녹화, 미세조류 배양기술
바이오 고형연료 생산, 이용기술
바이오 고형연료 생산 및 이용기술
(왕겨탄, 칩, RDF(폐기물연료) 등)
시스템 구성
풍력이 가진 에너지를 흡수, 동력전달하는 기계장치, 전력으로 변환하는 전기장치, 제어장치 등으로 구성
연료전지와 화력발전의 비교
구분
화력발전
연료전지
효과
발전효율
35%
50 - 60%
에너지절약
연 료
석유, 석탄
탄화수소계열
무공해
입 지
310평/MW(원가지역)
120평/MW(도심지)
국토, 송배전투자경감
건설기간
6년
3년
경제적 건설
시스템 구성도
Air
(O2)
cathod
(연료)

개질기
(Reformer)
H2 발생

연료전지
(STACK)

전력변환기
(Inverter)

교류

anode
천연가스
납 사
메 탄 올
열
온수
난방
IGCC의 특징
장 점
단 점
발전효율이 높음
황성분의 99% 이상 제거 가능으로환경친화적 기술
저급연료(석탄, 중잔유, 폐기물 등)를 고부가가치의 에너지화
초기투자비가 높고, 시스템 비용이 고가
시스템 구성
기존의 석탄연소 보일러 대신 진보된 기술인 석탄가스화기와 석탄가스 정제계통, 가스터빈을 포함한 복합발전시스템으로 구성되어 있음.
석탄가스화 기술 : 가장 중요한 부분으로 원료공급방법 및 Ash처리 등이 핵심기술로 석탄 종류 및 반응조건에 따라 생성가스의 성분과 성질이 달라짐.
가스터빈 복합발전 : 정제된 가스를 사용 1차로 가스터빈을 돌려 발전하고, 배기가스열을 이용하여 보일러로 증기를 발생시켜 증기터빈을 돌려 발전.
석 탄
전 기
전 기



석탄가스화기
→
가스정제공정
→
가스터빈발전
→
증기터빈발전
→
응축수

수증기 및 공기
시스템 구성도
댐
취수구 수로
수압관로
수차발전기
제어시스템
변압기
한전계통선
수요자
소수력발전의 특징
장 점
단 점
국내 부존자원 활용
전력생산외에 농업용수 공급, 홍수조절에 기여
일단 건설후에는 운영비가 저렴
대수력이나 양수발전과 같이 첨두부하에 대한 기여도가 적음
초기 건설비 소요가 크고, 발전량이 강수량에 따라 변동이 많음
3. 국내 대체에너지 보급현황
분 야
보 급 실 적
공급비중(%)
태 양 열
태양열온수기 18만대, 급탕설비 3천대
2.2
태 양 광
하와도, 마라도 등 4개소 약 3.7MW
0.2
풍 력
제주지역 등 7개 약 6.5MW 설치,가동
0.1
바 이 오
주정, 식품공정 등 120여 개소
3.4
폐 기 물
서울, 경기, 부산, 대구 등 473기 설치
92.7
소 수 력
강원, 경북 등 24개소 42 MW설치
1.4
국내 대체에너지원별 이용기기 보급실적은 ’99말 기준 가정용 태양열온수기 (약 18만기), 태양광 발전시설(3.7MW), 폐기물 소각열 이용시설(473개소), 식품공장이나 축산폐수 등의 메탄가스 이용시설(104개소), 소수력발전(24개소), 풍력발전 등이 보급 이용되고 있다.

키워드

에너지,   대체에너지,   태양열에너지,   지열에너지,   수소에너지,   소수력,   복합발전