CCS에 대하여

소개글

CCS에 대하여에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 지구 온난화 및 기후변화협약

2. CO2배출량

3. 이산화탄소 포집 및 저장 기술(CCS)

4. CCS 세부 기술

5. 대표적 이산화탄소 저장 실증 프로젝트

6. 향후 추진 방향 및 전망

7. 발전 및 산업 부분에서 CCS 기술 적용

8. 느낀점 및 결론

9. 참고문헌

본문내용

한 결과를 다음과 같이 요약하였다.
① PC 발전인 경우 현시점에서는 언급한 바와 같이 amine 흡수법을 이용한 연소 후 기술이 가장 유리하나 향후에는 순산소 기술의 CO2 포집 비용 및 자본비용 관점에서 가장 유리하다.
② IGCC인 경우 중기적으로는 Selexol 물리흡수를 이용한 ATR 장착, 연소 전 기술이 유리하며 향후 membrane 기술이 완성되면 MSR-H2가 장착된 연소 전 기술을 이용, CO2 포집비용을 약 $US 8/tCO2까지 줄일 수 있다.
③ NGCC 공정에서 어떤 공정이 유리한가에 대해서는 가장 많은 논란이 있다. 우선 현시점에서는 amine을 이용한 연소 후 기술이 가장 유리하다. 하지만 향후에는 MSR-H2등이 장착된 연소 전 기술과 순산소기술, 특히 SOFC+GT 공정이 동반된 순산소 연소공정의 경제성이 가장 유리할 것으로 예상된다. 그러나 향후 amine 흡수효율을 현재보다 2배정도로 증가시킬 수 있는 기술이 완성되면 NGCC에서의 연소 후 기술도 향후 유리한 기술이다.
그러나 이와는 다른 주장과 다양한 논란이 있을 수 있다. 그 이유는 앞서 언급한 바와같이 연소전 및 순산소 연소기술 모두 CO2 포집에 있어서 미래에 실현가능한 기술이며 많은 불확실성이 존재하고 따라서 많은 연구자들이 설정한 여러가정과 조건들이 다양하고 기술적추측과 예측들이 상이하기 때문이다.
예를 들면 Lozza 등은 그의 논문에서 IGCC에서는 순산소 기술이 유리하고 NGCC에서는 연소 전 기술이 더 효율적이라 주장하였는데 그 이유로는 NGCC인 경우 연료인 CH4 중 많은 H2의 연소를 위해 많은 O2가 요구되고, (즉 O2 kg/kg CO2 값이 크다) 또한 NGCC에서 연소전 기술을 적용하면 배출 가스에서보다는 연료에서 이미 분리가 일어나므로 가스량을 줄일 수 있어 장치와 비용 그리고 에너지가 소모를 줄일 수 있기 때문이라고 주장하고 있다. 이와같이 두 기술에 관한 경제성 분석의 결론은 매우 다양하고 어떤공정이 더 유리하다고 명쾌하게 말하기는 불분명하며 더 많은 연구가 진행되어야 할 필요가 있다.
(2) 산업 부분
산업부분, 즉 철강, 시멘트, 화학산업에서 발생하는 CO2는 앞서 언급한바와 같이 산업에 필요한 에너지를 얻기 위해 연료를 연소하여 발생된 CO2와 공정중에 발생하는 CO2로 나눌 수 있다.
전자의 경우 1,500℃ 이상의 고온이 필요한 철강과 시멘트산업에서는 이를 위해 다량의 석탄이 사용되는데(시멘트 산업인 경우 약 87%) 이 경우 앞서 언급한 석탄발전소에 적합한 CCS 기술을 적용하는 것이 바람직하다. 화학 산업인 경우 에너지원으로 상대적으로 중유 사용량이 많은데 중유를 원료로 하는 공정에서 효과적인 CCS 기술에 관한 기술적, 경제성 분석에 대한 정보는 많지 않다. 즉 중유를 기체화하여 연소 전 기술을 이용할 것인가 아니면 중유 자체를 순산소로 연소할 것인가를 비교할 수 있는 기술 및 경제성 연구가 필요하다.
화학 산업에서는 CCS 기술 이외 화학반응의 온도 등을 낮추는 등의 저에너지 소비 공정을 개발하여 CO2 발생 자체를 억제할 수 있는 연구도 필요하다.
산업 공정중에 발생하는 CO2인 경우, 상대적으로 작은 양이고, CO2 농도도 다양하기 때문에 여러 가지 CCS 기술적 이용이 가능할 수 있다. 이 경우 가장 중요한 인자는 CO2 농도로 15% 이하인 경우 일반적으로 amine계를 이용한 화학흡수법이, 또한 중, 장기적으로는 물리 흡수법과 막 분리법 공정 적용이 고려되어야 한다.
이러한 기술들의 현재 기술 수준은 화학흡수법보다는 낮으나 이론적으로는 amine계를 이용한 화학흡수보다 훨씬 효율적이라고 알려져 있고 또한 본 기술들에 대한 활발한 연구와 개발이 진행되고 있으며 또한 소규모로 사용될 경우 효율적일 수 있다. 또한 여러 개별적 기술들을 혼합한 혼성(hybrid)기술 등도 향후 상당한 기술적 가치가 있다 하겠다.
제철소나 석유화학공장과 같이 공정중에 고농도의 CO2(30%이상)를 배출하는 경우 중, 장기적으로는 물리흡착법인 PSA법은 공정 사이클이 수초에서 수십초 사이로 짧고 에너지 소모가 적어 경제적일 수 있고 막 분리법도 고압 공정에서 상당한 잠재력이 있다.
8. 느낀점 및 결론
교토의정서 2차 공약기간 중에 우리나라는 교토의정서상의 온실가스 감축의무국가로 지정될 가능성이 높다. 이에 따른 경제, 산업 피해를 최소화하여야만 한다. 이를 위하여 최근 기후변화 대응기술의 새로운 대안기술로서 대두되고 있는 이산화탄소 포집 및 저장(CCS) 기술 개발을 중점 추진할 필요가 있다.
현재 CCS 기술은 앞서 언급한 여러 가지 CO2 감축 및 저감 기술 중, 가장 유효하고 효율적인 기술로 알려져 있고 따라서 많은 선진국들은 이미 CCS 기술 개발에 가장 많은 투자와 연구를 집중하고 있다.
여러 논문을 읽어본 결과 탄소배출권과 관련하여서도 CCS기술은 여러 가지로 큰 기술 기여를 할 것으로 예상된다. 특히 우리나라는 유리한 조건이 있음을 알 수 있었다. 이 조건이 바로 우리나라는 삼면이 바다로 둘러싸여 있다는 것이다. 지반을 매개로 한 이산화탄소의 저장기술도 중요하지만 우리나라가 선진국에게 경쟁력을 갖추기 위해서는 이 ‘해양’을 잘 이용하여 이것을 매개로한 이산화탄소의 저장기술을 개발하면 좋겠다는 생각을 하였다.
앞서도 언급한 바와 같이 우리나라는 곧 교토 의정서 2차 공약 기간 의무감축국에 속하게 될 가능성이 높다. 이제는 범 국가적인 차원에서 대규모 투자와 집중적인 연구 개발을 통해 CCS 기술 수준을 최대한 끌어 올려 선진국 수준에 진입하여야 할 것이다.
9. 참고문헌
[1] 위정호 외 4명, 국내 전력 발전 및 산업 부문에서 탄소 포집 및 저장(CCS) 기술을 이용한 이산화탄소 배출 저감, 대한환경공학회지, 2008. 9. 30권 9호, pp961-972
[2] 강성길, 기후변화 대응을 위한 이산화탄소 해양처리기술, NICE, 2006, 제 4권 제 5호, pp424-432
[3] 박상도 외 1명, 기후변화협약 대응기술로서 이산화탄소 포집 및 저장기술의 중요성, Journal of the KSME, 2007. 7, pp44-47

키워드

CCS,   이산화탄소 배출권 ,   이산화탄소 저감,   CO2저감