공학과 윤리,에코이스트,친환경 연료,핵융합 발전,태양광 발전기술,풍력에너지,원자력 발전,원자력 에너지의 원리

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본문내용

극복할 수 있어 그 중요성이 커지고 있다. 가솔린(유럽에서는 흔히 ‘페트롤’이라 한다.)은 원유를 분별증류(분류)할 때 30~200˚C 범위에서 끓어 나오는 부분이다. 가솔린을 구성하는 탄화수소는 탄소가 4~12개인 지방족 화합물로 내연기관에 주로 쓰인다. 그러나 원유의 분류로 얻는 가솔린 만으로는 수요를 충족시키지 못하기 때문에, 원유의 다른 성분을 크래킹(cracking)개질(reforming)알킬화(alkylation) 및 이성질화 등을 통해 여러 가지 가솔린을 생산하고 있다.
바이오 가솔린을 만들기 위해 다양한 방법을 시도하고 있다.
현재까지 바이오 원료로부터 가솔린을 만드는 방법이 상업적 공정으로 성공한 예는 없고, 대부분 시험용 설비(파일럿 플랜트) 크기 정도로 공정 개발이 진행되고 있다. 가장 관심을 끄는 공정은 몇 가지 방법으로 구별해 볼 수 있다. 그 첫째는 바이오 포밍(bioforming) 공정으로 수용성 탄수화물을 원료로 사용한다. 수용액의 개질(수소와 반응하여 C1~C6 모노옥시화합물을 생성) 공정과 특수 촉매 사용을 통한 탈산소와 축합 반응(흔히 정유반응 공정이라 칭한다.)을 합하여 합성가솔린을 만든다. 이 공정에는 설탕글루코스프락토스솔비톨만니톨 같은 수용성 탄수화물만 사용 가능하다는 단점이 있으나, 원유가가 1배럴당 60달러 이상이 되면 이 공정은 경제성이 있다고 판단하고 있다. 더구나 발효 공정으로 바이오 에탄올을 생산하려면 최소 2일이 소요되나, 바이오 포밍은 단 한 시간밖에 걸리지 않는다는 장점이 있다.
두 번째 방법은 유전공학적으로 만든 미생물(microbe)을 사용해 당을 발효시켜 2-메틸 프로판올 (이소 부탄올)1-부탄올2-부탄올 등 분자 내 탄소를 4개 가진 알코올을 만들고서 정유 반응을 거쳐 가솔린을 합성한다. 미국의 듀퐁(DuPont)사와 영국의 BP사가 합작으로 이 방법을 사용해 파일럿 규모로 C4알코올을 생산할 예정이다.
· 셀룰로오스를 열분해 하여, 방향족 화합물을 얻기도 해…
가장 획기적 방법은 셀룰로오스를 급속 촉매 열분해시켜 직접 방향족 화합물로 전환하는 방법이다. 이렇게 얻은 방향족 화합물은 그대로 연료 혼합물 제조에 사용할 수 있으며, 수소화 공정을 거쳐 알칸(Alkane)으로 만들어 가솔린으로 바꿀 수 있다. 이 방법의 장점은 정제된 셀룰로오스만이 아니고 나무장작사탕수수 줄기 찌꺼기옥수수 여물 등 바이오 매스(biomass)를 원료로 사용할 수 있다는 데 있다. 그뿐만 아니라 탄소 화합물이 포함된 농산물은 물론 산업 폐기물까지도 이 방법을 이용해 바이오 원유(biocrude)로 만들어 바이오 연료 기름(biofuel-oil)으로 사용하거나, 다음 공정을 거쳐 가솔린과 유사한 탄화수소로 합성할 수 있다. 그러나 기술 면에서는 더욱 많은 연구가 필요하다.
더불어 셀롤로오스를 화학 분해해 5-에톡시 메틸 푸르프랄을 만드는 방법과 당으로부터 γ-발레로락톤을 만드는 방법이 최근에 와서 세계적 관심을 많이 끌고 있다.
이들은 직접 땔감으로 사용되기도 하고, 후속 화학 반응을 통해 디젤(바이오 디젤)이나, 가솔린 유사제품으로 변형되기도 한다. 또한, 조류(Algae)로부터 바이오 디젤, 바이오 부탄올, 바이오 가솔린 등을 만드는 연구도 많이 진척되어 있으며, 최근에는 유전공학을 통해 변형시킨 시아노 박테리아를 이용하여, 기후온난화의 주원인인 CO2를 사용한 C4알데히드 합성할 수 있다는 보고가 있어 세계적 관심을 끌고 있다.
· 더 이상 미래의 일이 아닌, 바이오 연료로 살아가는 세상
세계에서 가장 빨리 자라는 나무나 풀을 찾아내, 이들을 경작하고 나서 바이오 가솔린을 만들고, 오염된 물에서도 빠른 속도로 자라는 조류나 수초로부터 바이오 연료를 만드는 지속 가능한 기술이 화학자들의 노력으로 성공하는 그날을 상상할 수 있다. 사실 우리는 이미 그 문턱에 와있다. 화학자들의 창조력이 석유의 고갈을 염려하지 않고 더 효율적이고 지속공급이 가능한 에너지원과 기술을 찾을 시간적 여유를 인류에게 제공하기 시작했다.
2-2. 국내·외 사례
(국내)친환경 연료전지 설치로 인해 전기세를 내린 경우SK건설은 친환경 연료전지를 적용해 관리비를 40% 가량 대폭 줄인 경기 용인시 기흥구 중동의 최고급 타운하우스 ‘동백 아펠바움 2차’를 선착순 할인분양한다.
연료전지는 도시가스를 사용해 전기와 온수를 동시에 생산하는 친환경·고효율의 발전시스템이다. 이산화탄소(CO2) 저감효과가 30%에 달하는데다 발전 연료비 역시 크게 절약된다는 장점이 있다. SK건설이 연료전지를 ‘동백 아펠바움’에 적용한 시뮬레이션 결과 전기·가스요금이 40% 가량이나 줄어드는 것으로 나타났다.
(출처)
http://blog.yahoo.com/_J362XIVZGCG4YXHACRIDQYCLLU/articles/103150
(국외) 소똥을 이용해 연료를 만드는 경우
<네팔 \'소똥\' 바이오가스 각광>
네팔 농촌의 소똥을 이용한 바이오가스 지원프로그램(BSP)이 온실가스 감축을 위한 성공적인 모델 사례로 각광받고 있다고 영국 BBC 방송 인터넷판이 22일 보도했다.
축산업이 주요 생계수단인 네팔 농촌에서 흔히 볼 수 있는 소똥을 연료로 이용하는 이 프로그램...(이후 생략) -연합뉴스
(출처)
http://news.naver.com/main/read.nhn?mode=LSD&mid=sec&sid1=104&oid=001&aid=0001105106
3. 친환경 연료의 현재의 문제점
친환경 연료를 만드는 핵융합 발전소나 원자력 발전소의 경우에는 현재 이 건물들을 새로이 지을 공장부지가 현저히 부족하고 기술자가 수요에 비해 공급이 부족한 현실이 있다.
그리고 현재 경제적으로 이루어지지 않고 비경제적이라 효율성이 떨어지는 경향을 보이는데 이러한 점을 고치기위한 정부의 지원과 기업의 적극적인 연구 노력이 요구된다.
친환경 연료를 만드는 발전소들의 공장부지를 지방의 자치단체의 원만한 협의를 통해 부지를 확보하여 짓고 외국의 전문가들을 스카우트해오고 국내에 전문가를 기르기위해 원자력공학과나 물리학과 등 관련 학과들의 지원을 정부차원에서 확보하여 인재를 길러 향후를 기약하는 것이 시급하다.

키워드

공학과 윤리,   에코이스트,   친환경 연료,   핵융합 발전,   태양광 발전기술,   풍력에너지,   원자력 발전,   원자력 에너지의 원리