[에너지] 신재생에너지 및 석유대체연료

소개글

[에너지] 신재생에너지 및 석유대체연료에 대한 보고서 자료입니다.

목차

[신재생에너지]
　1. 신재생에너지란?
　2. 신재생에너지 종류
　(풍력, 태양열, 바이오 등)
　3. 신재생에너지 장단점.
　4. 신재생에너지 이용보급 현황
[석유대체연료]
　1.바이오디젤
　2. 석유 대체 연료, 물에서도 찾는다.

본문내용

의 메탄가스 이용시설 100여기
폐기물
도시쓰레기 : 목동, 부천, 일산, 다대포등 31개소(소각열이용) 산업폐기물 : 520여개소 폐기물소각열 이용
소수력
23개소 37MW
풍력
제주지역 등에 7기 약 2,000kW
대체에너지원별 비중
(단위 : 천 TOE)
구분
폐기물
바이오
태양열
소수력
태양광
풍력
계
공급량
1,577
63
44
27
4
0.4
1,715
비율(%)
91.9
3.7
2.6
1.6
0.2
-
100
[석유대체원료]
1. 바이오 디젤이란?
콩기름 등의 식물성 기름을 원료로 해서 만든 바이오연료로 바이오에탄올과 함께 가장 널리 사용된다. 보통 메탄올을 이용해 3가의 지방산에 글리세롤이 결합한 트라이글리세리드로부터 글리세롤을 분리한 다음, 지방산에스터를 만들어 내는 에스테르 교환방법을 통하여 만든다. 이때 만든 바이오디젤이 바로 지방산 메틸에스테르(FAME)이다.
바이오에탄올과 함께 가장 널리 사용되는 바이오연료이다. 콩기름·유채기름·폐식물기름·해조유(海藻油) 따위의 식물성 기름을 원료로 해서 만든 무공해 연료를 통틀어 일컫는다. 주로 경유를 사용하는 디젤자동차의 경유 첨가제 또는 그 자체로 차량 연료로 사용된다. 보통 메탄올을 이용해 3가의 지방산에 글리세롤이 결합한 트라이글리세리드로부터 글리세롤을 분리한 다음, 지방산에스터를 만들어 내는 에스테르 교환방법을 통하여 만든다. 이때 만든 바이오디젤이 바로 지방산메틸에스테르(FAME)이다. 따라서 FAME가 보통 말하는 바이오디젤인 셈이다.
메탄올을 이용하는 에스테르 교환방법에도 알칼리를 촉매로 이용하는 방법, 리파아제 지방분해효소 또는 초임계 메탄올을 이용하는 방법 등 여러 가지가 있다. 현재 알칼리 촉매법이 가장 일반화되어 있는데, 바이오연료의 필요성이 급증하면서 바이오디젤을 개발하기 위한 기술도 다양화하고 있다.
현재 바이오디젤은 디젤자동차의 경유에 혼합해서 쓰거나, 100% 순수 연료로 사용되고 있는데, 미국·유럽연합(EU) 등에서는 이미 품질기준이 마련되어 있다. 자동차 연료용 외에 난방연료용으로도 개발되어 있고, 한국에서도 경유에 바이오디젤을 섞은 연료가 판매되고 있다.
2. 석유 대체 연료, 물에서도 찾는다.
에너지 전쟁의 시대로 국제 원유가격이 치솟고, 화석연료 매장량은 바닥을 드러내고 있는데다, 지구온난화에 따른 이산화탄소 배출규제가 강화되면서 나타난 결과다. 이에 세계 각국에서는 화석연료를 대체하기 위한 신재생 에너지 개발에 열을 올리고 있다. 그 가운데 주목을 받고 있는 게 바로 바이오 연료다. 바이오 연료는 식물이나 동물, 미생물 등에서 추출한 연료를 말한다.
국제에너지기구(IEA)는 세계 바이오 연료의 수요가 2006년에서 2030년 사이 연 평균 6.8%성장할 것으로 전망했다. 또 2015년에는 2006년 대비 수요 규모가 3배나 확대되며, 2030년에는 세계 수요가 1억 톤에 달할 것으로 예측했다.
(바이오 에탄올의 원료인 사탕수수)
아울러 수송용 연료에서 바이오 연료가 차지하는 비중도 2007년 2%에서 2030년 9.3%로 늘어날 것이라 전망했다. 이처럼 바이오 연료는 갈수록 중요해질 것으로 보인다. 특히 물에서 자라는 조류는 차세대 바이오 연료의 중요한 공급원으로 주목받고 있다. 이에 경제연구원에서는 <기지개 켜는 조류 바이오 연료 시장>이란 제목의 연구 보고서를 통해 이 분야를 전반적으로 분석했다. 다음은 보고서를 요약한 것이다.
바이오 연료 시장의 수요가 확대됨에 따라 많은 바이오 업체들이 생겨났다. 이들은 주로 콩이나 옥수수 등 연료 추출 효율성이 높은 식용 자원을 원료로 사용했다. 하지만 최근 이러한 1세대 바이오 연료에 대한 회의론이 확산되고 있다. 이들이 곡물 가격을 크게 상승시켰기 때문이다. 2008년 세계은행이 발행한 보고서에 따르면 바이오 연료는 2002~2008년 곡물 가격을 75%나 증가시켰다고 한다.
아울러 이들 원료를 재배하기 위해 울창한 숲을 파괴하면서 오히려 이산화탄소 배출량이 늘고 있다. 그 대안으로 나온 것이 목질섬유소나 바이오 폐기물을 이용한 2세대 바이오 연료다. 하지만 이것들은 식물을 둘러싼 단단한 셀룰로오스를 분해하는 과정을 거침에 따라 수율이 크게 떨어지고, 폐목재 등을 채집하는데 드는 비용이 높아 경제적이지 못하다.
(식물성 플랑크톤 등 미세조류로는 주로 바이오 디젤을 만든다.)
그 결과 주목받고 있는 게 바로 해조류나 미세조류에서 연료를 뽑아내는 3세대 바이오 연료다. 이 조류 바이오 연료는 미역, 우뭇가시리 등 대형 해조류에서 만든 연료와, 식물성 플랑크톤, 클로렐라 등 미세조류에서 만든 연료로 구분된다. 대형 해조류로는 바이오 에탄올을, 미세조류로는 바이오 디젤을 주로 만든다.
그렇다면 조류바이오 연료는 어떤 장점을 갖고 있을까. 우선, 생산 효율성이 높다. 미세조류는 1헥타아르 당 최대 9만 8500리터의 바이오 연료를 생산할 수 있다. 1세대 연료중 가장 효율이 높다는 오일 팜보다 16배 이상 높은 수준이다.
대형 해조류의 경우엔 1헥타아르 당 최대 1만 2000리터의 바이오 에탄올을 생산 할 수 있는데, 이는 사탕수수의 최대 생산능력보다 1.5배 높은 것이다.
둘째, 식용 자원 가격에 영향을 미치지 않는다. 미세조류는 물과 햇빛이 있으면 어디서나 자라고, 우뭇가사리, 다시마 등의 해조류는 재배 장소인 바다가 무한하기 때문에 식용 자원가격에 미치는 영향이 거의 없다.
(바이오 연료 원료로 크게 주목 받고 있는 우뭇가사리)
셋째, 수자원 이용과 이산화탄소 감소 측면에서 환경에 미치는 효과 또한 크다. 이러한 장점에도 불구하고 조류 바이오 연료가 넘어야 할 산은 아직 많다. 가장 큰 장애물은 과다한 생산 비용. 조류 바이오 연료가 다른 연료와 비교해 경쟁력을 갖기 위해서는 석유가 배럴당 80달러라고 할 때, 생산 비용이 리터당 0.55달러를 넘으면 안 된다고 보고 있다. 하지만 현재 해조류 에탄올의 생산 비용은 리터 당 0.77~1.1달러, 미세조류는 리터 당 1.48~5.38달러에 달한다. 이런 문제를 해결하기 위해 세계 각국은 생산성 높은 조류 재배 방식 개발, 직접생산비용 낮추는 방안 등을 모색하고 있다.

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