우리나라는 석유자원에 대한 의존도가 높은 산업구조와 매년 늘어나는 차량으로 인해 석유소비량이 전 세계적으로 6위권에 육박하고 있다. 그러나 국내 석유매장량은 소비량에 비해 매우 부족하여 오랜 기간 수입에 의존하여 왔다. 이에 석유계연료의 대체에너지에 대한 연구가 다양하게 진행되고 있으며, 그 중에서도 경유의 대체연료로서 바이오디젤(Bio-Diesel)의 전망이 매우 밝다. 바이오디젤은 경유와 물성이 매우 유사하고, 혼합가능하며 ...
우리나라는 석유자원에 대한 의존도가 높은 산업구조와 매년 늘어나는 차량으로 인해 석유소비량이 전 세계적으로 6위권에 육박하고 있다. 그러나 국내 석유매장량은 소비량에 비해 매우 부족하여 오랜 기간 수입에 의존하여 왔다. 이에 석유계연료의 대체에너지에 대한 연구가 다양하게 진행되고 있으며, 그 중에서도 경유의 대체연료로서 바이오디젤(Bio-Diesel)의 전망이 매우 밝다. 바이오디젤은 경유와 물성이 매우 유사하고, 혼합가능하며 배출가스가 현격히 줄어드는 장점을 가지고 있다. 그 중에서도 차량에 적용 시 기존 인프라를 개조 없이 사용할 수 있다는 것이 연료전지나 수소에너지 등의 차량용 미래에너지와 구별되는 점이라 할 수 있다. 본 연구는 국내·외 바이오디젤 사용현황 및 연구동향을 파악하고, 원료별, 혼합율별 배출가스 추이와 경제성에 초점을 맞춰 팜유를 이용한 바이오디젤의 상용화 가능성을 분석하였으며 결론은 다음과 같다. 샘플로 사용한 'Palm Methyl Ester B100'(Malaysia)을 한국석유품질관리원에 순수바이오디젤(BD100) 품질규격검사를 한 결과 지방산메틸에스테르함량(FAME), 인화점, 메탄올, 필터막힘점 등 총 4개 항목에서 부적합하다는 결과를 나타냈다. 이는 본 샘플이 알칼리 촉매법을 이용하여 제조된 것으로 상압에서 식물유의 트리글리세라이드(Triglyceride)에 메탄올(Methanol)과 알칼리 촉매(Catalyst)를 가하여 에스테르 교환 시키고, 점도와 인화점을 낮게 하여 바이오디젤 연료(지방산메틸에스테르, FAME)를 만드는 방법이기 때문에 이 과정에서 메탄올과 촉매와의 반응이 완전히 이루어지지 않아 메탄올의 함량은 높고, 결과물인 지방산메틸에스테르함량(FAME)은 낮게 나온 것으로 보인다. 따라서 국내 실정에 맞는 원료의 품종개량 및 경작법의 확립이 필요하며, 그에 따른 연료제조법도 개발되어야 할 것으로 보인다. 환경오염물질 배출 특성을 분석한 결과 일반적인 바이오디젤에 대한 연구결과와 같이 NOx를 제외한 CO, THC, PM 등의 모든 환경오염물질들이 저감하는 것으로 나왔다. 이는 연료 내의 질소와 산소의 함량이 석유계 연료보다 높아 완전연소를 돕기 때문에 CO, THC, PM 등은 줄어들지만 NOx는 증가하는 것으로 나와 이를 위한 연구도 병행되어야 할 것으로 보인다. 또한, 팜유의 가능성을 분석하기 위해 경제성을 조사한 결과 보편적으로 바이오디젤의 제조를 위해 사용되는 유채유(Rapeseed-oil)나 대두유(Soybean-oil)의 가격에 비해 팜유(Palm-oil)의 가격은 최대 45% 가량 싼 것으로 보고되고 있으며, 동일면적당 생산효율도 다른 원료에 비해 2배 이상 높은 것으로 나타났다. 결론적으로 석유에너지의 고갈로 인한 대체에너지로서 각광받고 있는 바이오디젤은 환경오염물질의 배출을 줄일 수 있으며, 재생 가능하고, 차량의 개조가 필요 없기 때문에 환경과 경제적 측면 모두에서 그 사용이 시급하다고 보인다. 다만, 원료수급의 문제와 함께 국내 정책지원과 연구도 부족한 실정이기 때문에 바이오디젤의 차세대 원료로서 팜유를 이용한 바이오디젤의 상용화를 위해선 국내 실정에 맞는 원료의 개발 및 경작법의 확립과 더불어 국가적 정책지원과 연료특성을 개선할 수 있는 바이오디젤 제조법의 연구·개발이 필요하다.
우리나라는 석유자원에 대한 의존도가 높은 산업구조와 매년 늘어나는 차량으로 인해 석유소비량이 전 세계적으로 6위권에 육박하고 있다. 그러나 국내 석유매장량은 소비량에 비해 매우 부족하여 오랜 기간 수입에 의존하여 왔다. 이에 석유계연료의 대체에너지에 대한 연구가 다양하게 진행되고 있으며, 그 중에서도 경유의 대체연료로서 바이오디젤(Bio-Diesel)의 전망이 매우 밝다. 바이오디젤은 경유와 물성이 매우 유사하고, 혼합가능하며 배출가스가 현격히 줄어드는 장점을 가지고 있다. 그 중에서도 차량에 적용 시 기존 인프라를 개조 없이 사용할 수 있다는 것이 연료전지나 수소에너지 등의 차량용 미래에너지와 구별되는 점이라 할 수 있다. 본 연구는 국내·외 바이오디젤 사용현황 및 연구동향을 파악하고, 원료별, 혼합율별 배출가스 추이와 경제성에 초점을 맞춰 팜유를 이용한 바이오디젤의 상용화 가능성을 분석하였으며 결론은 다음과 같다. 샘플로 사용한 'Palm Methyl Ester B100'(Malaysia)을 한국석유품질관리원에 순수바이오디젤(BD100) 품질규격검사를 한 결과 지방산메틸에스테르함량(FAME), 인화점, 메탄올, 필터막힘점 등 총 4개 항목에서 부적합하다는 결과를 나타냈다. 이는 본 샘플이 알칼리 촉매법을 이용하여 제조된 것으로 상압에서 식물유의 트리글리세라이드(Triglyceride)에 메탄올(Methanol)과 알칼리 촉매(Catalyst)를 가하여 에스테르 교환 시키고, 점도와 인화점을 낮게 하여 바이오디젤 연료(지방산메틸에스테르, FAME)를 만드는 방법이기 때문에 이 과정에서 메탄올과 촉매와의 반응이 완전히 이루어지지 않아 메탄올의 함량은 높고, 결과물인 지방산메틸에스테르함량(FAME)은 낮게 나온 것으로 보인다. 따라서 국내 실정에 맞는 원료의 품종개량 및 경작법의 확립이 필요하며, 그에 따른 연료제조법도 개발되어야 할 것으로 보인다. 환경오염물질 배출 특성을 분석한 결과 일반적인 바이오디젤에 대한 연구결과와 같이 NOx를 제외한 CO, THC, PM 등의 모든 환경오염물질들이 저감하는 것으로 나왔다. 이는 연료 내의 질소와 산소의 함량이 석유계 연료보다 높아 완전연소를 돕기 때문에 CO, THC, PM 등은 줄어들지만 NOx는 증가하는 것으로 나와 이를 위한 연구도 병행되어야 할 것으로 보인다. 또한, 팜유의 가능성을 분석하기 위해 경제성을 조사한 결과 보편적으로 바이오디젤의 제조를 위해 사용되는 유채유(Rapeseed-oil)나 대두유(Soybean-oil)의 가격에 비해 팜유(Palm-oil)의 가격은 최대 45% 가량 싼 것으로 보고되고 있으며, 동일면적당 생산효율도 다른 원료에 비해 2배 이상 높은 것으로 나타났다. 결론적으로 석유에너지의 고갈로 인한 대체에너지로서 각광받고 있는 바이오디젤은 환경오염물질의 배출을 줄일 수 있으며, 재생 가능하고, 차량의 개조가 필요 없기 때문에 환경과 경제적 측면 모두에서 그 사용이 시급하다고 보인다. 다만, 원료수급의 문제와 함께 국내 정책지원과 연구도 부족한 실정이기 때문에 바이오디젤의 차세대 원료로서 팜유를 이용한 바이오디젤의 상용화를 위해선 국내 실정에 맞는 원료의 개발 및 경작법의 확립과 더불어 국가적 정책지원과 연료특성을 개선할 수 있는 바이오디젤 제조법의 연구·개발이 필요하다.
In the last years, the world has been confronted with an energy crisis. The most used fuel, petroleum, is becoming scarce and its use is associated with the increase of environmental problems. The use of alternative fuels, in this case, must be studied. Among some possibilities, one should stand out...
In the last years, the world has been confronted with an energy crisis. The most used fuel, petroleum, is becoming scarce and its use is associated with the increase of environmental problems. The use of alternative fuels, in this case, must be studied. Among some possibilities, one should stand out for the fuels produced from biomass and residues, that can be used for the engines mechanical operation. These alternative fuels can, still, be mixed with the diesel and in this way, reduce the demand on diesel oil and try to minimize the emission of gases that contribute to the greenhouse effect. Alternative fuels for Diesel engines have become increasingly important due to increased environmental concerns, and several socioeconomic aspects. Therefore, vegetable oils and animal fats represent a promising alternative to conventional Diesel fuel. However, several chemical properties of oils and fats, among them are the high viscosity and high molecular weight, cause poor fuel atomization and low volatility, leading to incomplete combustion and severe engine deposits, injector coking and piston ring sticking. In this study, I research a condition of world biodiesel market and research to make certain possibility of a commercial use for Palm-biodiesel. In this sense, I examined the sample, Palm Methyl Ester B100(Malaysia), to confirm whether it corresponds Korean BD100 Quality standard. Moreover, we examined characteristics of air pollutant emission from a diesel engine. The properties, Fatty Acid Methyl Ester, Flash point, Methanol, Cold Filter Plugging Point, were below to the standard, and all air pollutants, CO, THC, PM, CO2, were decreased from the diesel engine except NOx as the tests. Palm-oil is much more cheaper than any other raw materials, Rapeseed-oil, Soybean-oil, Sunflower-oil, as 45%, and its production efficiency per hectare is much higher than any other raw materials. Palm-oil has a big price competitiveness for biodiesel. As a result, we need to improve of plant breeding and development a manufacture method of biodiesel for Korea conditions. Moreover, we need to research NOx solutions, such as EGR(Exhaust Gas Recirculation)system, to use biodiesel for an alternative petroleum and the clean future.
In the last years, the world has been confronted with an energy crisis. The most used fuel, petroleum, is becoming scarce and its use is associated with the increase of environmental problems. The use of alternative fuels, in this case, must be studied. Among some possibilities, one should stand out for the fuels produced from biomass and residues, that can be used for the engines mechanical operation. These alternative fuels can, still, be mixed with the diesel and in this way, reduce the demand on diesel oil and try to minimize the emission of gases that contribute to the greenhouse effect. Alternative fuels for Diesel engines have become increasingly important due to increased environmental concerns, and several socioeconomic aspects. Therefore, vegetable oils and animal fats represent a promising alternative to conventional Diesel fuel. However, several chemical properties of oils and fats, among them are the high viscosity and high molecular weight, cause poor fuel atomization and low volatility, leading to incomplete combustion and severe engine deposits, injector coking and piston ring sticking. In this study, I research a condition of world biodiesel market and research to make certain possibility of a commercial use for Palm-biodiesel. In this sense, I examined the sample, Palm Methyl Ester B100(Malaysia), to confirm whether it corresponds Korean BD100 Quality standard. Moreover, we examined characteristics of air pollutant emission from a diesel engine. The properties, Fatty Acid Methyl Ester, Flash point, Methanol, Cold Filter Plugging Point, were below to the standard, and all air pollutants, CO, THC, PM, CO2, were decreased from the diesel engine except NOx as the tests. Palm-oil is much more cheaper than any other raw materials, Rapeseed-oil, Soybean-oil, Sunflower-oil, as 45%, and its production efficiency per hectare is much higher than any other raw materials. Palm-oil has a big price competitiveness for biodiesel. As a result, we need to improve of plant breeding and development a manufacture method of biodiesel for Korea conditions. Moreover, we need to research NOx solutions, such as EGR(Exhaust Gas Recirculation)system, to use biodiesel for an alternative petroleum and the clean future.
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