난분해성 물질을 이용한 바이오연료 제조방법 및 시스템

목차

1. 서론
바이오에너지란?
바이오연료 정책 및 문제점
2. 본론
목질 계 바이오연료 및 필요성
목질 계 바이오연료의 장⦁단점 및 생산 공정
3. 결론
바이오에너지의 연구 개발 추진 방향

본문내용

수분함량
wt%
20.5
0.1
탄소
%
48.8
86.3
수소
%
6.4
12.8
산소
%
42.5
0.9
황
%
0
0.15~0.30
목질 계 바이오매스
목재펠릿(Woodpellets)
미활용 목재 및 부산물의 펠릿화
유럽 중심으로 발전
목재펠릿의 연소 효율 비교 :
다른 방법에 비해 펠릿의 효율이 높다는 것을 보여 준다.
연소
방법
Open fire
Wood burning
stove
Pellet stove
연소
효율
10 - 20%
30 - 65%
80 - 95%
목재 펠릿과 타 연료와의 비용 및 CO2 배출 비교
연료형태
목재펠릿
가스
석유
석탄
필요열량(GJ/년))
2,590
2,590
2,590
2,590
톤당에너지
(GJ/톤)
16.8
49.4
43.5
29.0
사용량(톤/년)
154.2
52.4
59.5
89.3
가격($/톤)
114
353
372
135
총열량비용
(GJ/년)
17,500
18,500
22,150
12,000
총CO2방출
(톤/년)
18.1
140.0
204.8
210.0
목재펠릿의 친환경성을 보여준다.
우리나라의 목재펠릿 이용현황
국내 목재 펠릿 연구 및 기술 개발 현황
펠릿 제조 방법 및 난방장치 개발
난방기 개발
연료 : 목재 펠릿
주요 용도 : 소규모 전원주택용 CO2 : 50 ppm
O2 : 17.2%
배기가스 온도 : 175 ℃ 실내배출 공기온도 : 135 ℃
유럽의 목재 펠릿 보급 현황
1. Denmark
- 덴마크 의회의 석탄 사용 화력발전소 건설 중지에 의해 석탄보일러를 개조하여 펠릿이용
생산량 : 235,000 톤, 자국내 소비량 : 59,000톤
2. Avedore 발전소는 년간 30만톤의 목재 펠릿 이용
- 전기 50%, 열 50%로 회수 U천연가스에 비해 저가
3. Koege Biopllefabrick
- 가구 제조시 폐기되는 80%의 폐재료를 이용하여 펠릿 제조
- 시간당 50톤의 칩 처리, 최종적으로 30톤의 펠릿 제조
< 결론 >
목질 계 바이오 연료의 이용 효과
1. 저렴한 에너지의 공급과 유해성 폐기물 처리비용의 감축 및 환경오염 방지
지금까지 폐기처리에 어려움을 겪어왔던 독성의 난분해성 물질을 미생물 분해를 통해서 바이오연료 및 바이오에너지 제품을 생산함으로써 저렴한 에너지의 공급과 유해성 폐기물 처리비용의 감축 및 환경오염을 방지할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
2. 에너지원 다변화를 통한 국가 에너지 자원 확보
3. 기후변화협약 관련
① 바이오매스 에너지 이용시 CDM사업을 통해 탄소배출권 획득 가능
- 바이오에탄올 사용시 휘발유 대비 TOE당 1.8~2.9t 이산화탄소 저감효과
②교토의정서 발효 후 탄소배출권 가격 두배 상승
- 2013년에는 40유로/톤까지 상승 전망(현재 7-8유로)
- 유럽배출권거래시스템(EU Emissions Trading System), Chicago Climate Exchange, EUX 등에서 거래 : 1억7백만톤(2006년)
4. 지역 경제 활성화
① 조림, 수집 등의 생산시스템 구축으로 지역 기반 고용 창출 가능
② 지역 특성화 사업으로 연계 가능
5. 임업 활성화
① 산림 부산물의 활용 숲 가꾸기 사업의 효용성 증대
② 산촌마을의 바이오에너지 공급 시스템 구축 가능
국내연구현황
1. 70년대 대학과 연구소를 중심으로 시작하여 ‘88년 대체에너지 개발촉진법에 따 라 정부차원에서 지원 시작
2. 1988~2004년까지 바이오에너지 분야의 연구에 376억원 투자
3. 2006년 산자부의 신재생에너지기술개발 연구사업 중 태양열 및 바이오에너지 분야 등에 351억원 투자
4. 1988년 이후 전분 및 목질 계 에탄올 생산 기술 개발에 치중
① 파일로트 플랜트 운전 및 기술개발 축적
5. 목질 계 바이오매스의 당화 최적 효소 개발
① 목재 부후 균으로부터 목질 바이오매스의 당화에 적합한 효소 탐색
② 형질전환을 통한 고효율 효소 개발 및 대량생산
: 동시당화발효(SSF)를 기반으로 한 분자생물학적 접근 집중
6. 목질 계 바이오매스에 적합한 전처리 기술의 개발
① 기존의 폭쇄 처리 공정의 개선
② 화학적, 물리적, 생물학적 방법을 이용한 고리그닌 바이오매스의 전처리를 위한 새로운 기술 개발(경제성 문제)
7. 초임계수에 의한 목질 계 바이오매스의 당화
▲초임계수 목분 분해 장치 (연속식)
목질 계 바이오에탄올 이용 및 보급현황
세계 바이오에탄올 생산 추이 및 전망
목질 계 바이오 에너지 이용의 추진 방향과 과제
추진방향
1. 열에너지 이용 시스템 보급
2. 지역 순환 형 시스템 확립
3. 산림관리토지이용 시스템 정비
현재는 전분질 계 바이오에탄올이 주로 생산되고 상용화 예정이지만,
궁극적인 지향 목표는 목질 계 바이오에탄올의 상용화
과제
1. 목질 바이오매스 자원 량 파악의 곤란
2. 목질 바이오매스의 수집 비용
3. 에너지 변환기술의 미흡
목질 계 바이오매스 에너지 기술개발 방향
기술적인 관점에서 바이오매스 에너지 이용의 고도화를 위한 과제와 상정 가능한 해결책
1. 에너지 효율 향상
2. 에너지 변환효율의 향상
3. 요소기술 및 주변기술의 개발
열화학적 변환 (펠릿, 바이오오일) 기술 개발
- CO₂저감효과가 우수한 목질 계 바이오에너지 기술 개발을 통한 기후변화 협약 대응
바이오에탄올 생산 및 공정기술 개발
- 전처리 및 당화 기술, 균주 개발, 동시당화발효
4. 기술혁신
5. 소규모 화
목질 계 바이오 에너지의 향후 계획
연구 개발 추진 방향
1. 정부
연구개발 및 정책적 지원 (국가 프로젝트 시행 및 세제 혜택 등과 같은 정책 실 시)
2. 기업 및 연구기관
- 목질 계 바이오에탄올 생산 및 상용화를 위한 연구 및 지원 (전처리 공정 및 당 화 효소 개발)
참고문헌 및 사이트
1. 한겨레 김외현 기자, ‘유엔, 바이오 연료 페혜 지적’ (2007-05-09)
2. 박순철, ‘바이오에너지이용’, 바이오에너지기술연구회 (www.bera.or.kr/bio)
3. KISTI, ‘유채와 옥수수에 이어서 새로운 바이오 연료로 등장한 미세해초’ (2007-01-11)
4. http://www.nile-bioethanol.org/index.html.

키워드

난분해성,   물질,   바이오,   연료,   제조방법,   시스템