[논문]국내 전력 발전 및 산업 부문에서 탄소 포집 및 저장(CCS) 기술을 이용한 이산화탄소 배출 저감

위정호; 김정인; 송인승; 송보윤; 최경식

국내 전력 발전 및 산업 부문에서 탄소 포집 및 저장(CCS) 기술을 이용한 이산화탄소 배출 저감
Reduction of Carbon-Dioxide Emission Applying Carbon Capture and Storage(CCS) Technology to Power Generation and Industry Sectors in Korea 원문보기

대한환경공학회지 = Journal of Korean Society of Environmental Engineers, v.30 no.9, 2008년, pp.961 - 972

위정호 (가톨릭대학교 환경공학과) , 김정인 (중앙대학교 산업경제학과) , 송인승 ((주)CDM4U) , 송보윤 (환경관리공단 지구환경처) , 최경식 (환경관리공단 지구환경처)

초록
AI-Helper

2004년 기준, 온실가스(GHG; Greenhouse Gas) 총 배출량 약 5억9,060만톤(t)$CO_2$로 배출량 세계 10위권인 우리나라는 국제 환경의 변화를 볼 때 향후 반드시 GHG를 감축해야한다. 2004년 국내 에너지 부문 중, 전력 발전 및 산업 부분에서 배출된 이산화탄소(CO$_2$)량은 총 2억9,685만t으로 우리나라 GHG 전체 발생량의 53.3%를 차지하여 이 두 분야에서 CO$_2$ 배출을 감축시키는 것이 가장 시급하고 중요한 문제이다. 또한 이 두 분야는 산업의 특성상 CCS(Carbon Capture and Storage) 기술을 적용하여 효율적으로 CO$_2$를 저감할 수 있는 가장 잠재력이 높은 분야이다. 두 분야에서 효율적으로 적용될 수 있는 CCS 기술로 단기적으로는 amine을 이용한 화합흡수법이, 중, 장기적으로는 ATR(Autothermal reforming), 또는 MSR-H2(Methane steam reformer with hydrogen separation membrane reactor)가 장착된 연소 전 기술과, SOFC+GT(Solid oxide fuel cell-Gas turbine) 같은 순산소 연소 기술이 가장 유리 할 것으로 예상된다. 이와 같은 최신 연소 전 및 순산소 연소 기술을 이용하면 향후 CO$_2$ 포집 비용을 $US 8.5-43.5/tCO$_2$로 줄일 수 있으며 이를 이용하여 전력 발전 및 산업 부분에서 발생하는 CO$_2$의 10%만을 감축하더라도 약 3,000만t의 CO$_2$를 저감할 수 있겠다.

Abstract ▼ AI-Helper

In 2004, total emissions of Greenhouse Gases(GHGs) in Korea was estimated to be about 590 million metric tons, which is the world's 10th largest emissions. Considering the much amount of nation's GHG emissions and growing nation's position in the world, GHG emissions in Korea should be reduced in near future. The CO$_2$ emissions from two sub-sections of energy sector in Korea, such as thermal power plant and industry section(including manufacturing and construction industries), was about 300 million metric tons in 2004 and this is 53.3% of total GHG emissions in Korea. So, the mitigation of CO$_2$ emissions in these two section is more important and more effective to reduce the nation's total GHGs than any other fields. In addition, these two section have high potential to qualitatively and effectively apply the CCS(Carbon Capture and Storage) technologies due to the nature of their process. There are several CCS technologies applied to these two section. In short term, the chemical absorption technology using amine as a absorbent could be the most effectively used. In middle or long term, pre-combustion technology equipped with ATR(Autothermal reforming), or MSR-$H_2$(Methane steam reformer with hydrogen separation membrane reactor) unit and oxyfuel combustion such as SOFC+GT(Solid oxide fuel cell-Gas turbine) process would be the promising technologies to reduce the CO$_2$ emissions in two areas. It is expected that these advanced CCS technologies can reduce the CO$_2$ avoidance cost to $US 8.5-43.5/tCO$_2$. Using the CCS technologies, if the CO$_2$ emissions from two sub-sections of energy sector could be reduced to even 10% of total emissions, the amount of 30 million metric tons of CO$_2$ could be mitigated.

주제어

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	CO2 포집에 연소 전 기술을 이용하는 경우 장점은 무엇인가?	- 연소 후 기술보다 배출되는 CO2의 농도가 높아 amine이나 Selexol 등을 이용한 CO2 흡수 효율이 높다. - SR, PO, WSR 등에 관한 축적된 기술이 많다. - 수소에너지 시대에 대비한 적응기술로 전기 생산용 H2이외에 이용 가능한 H2를 얻을 수 있다.
	CCS 기술은 무엇인가?	CO2 배출 감축 및 저감 기술로는 에너지 절약, 고효율 에너지 이용 기술, 신에너지 및 청정에너지와 같은 비화석 연료 사용, 재생에너지 및 화석연료간의 전환 기술, CO2 포집 및 저장 기술(CCS; Carbon Capture and Storage(or Sequestration)), 산림 흡수원 등 생태 또는 생물학적 처리 기술 등이 있다. 이 중 CCS 기술은 연료를 연소 또는 처리하는 과정에서 발생하는 CO2를 대기 중에 방출하지 않고 포집, 회수 하여 저장 또는 격리하는 기술로 현재 CO2 감축 및 저감 기술 중, 가장 유효하고 효율적인 기술로 알려져 있고 따라서 많은 선진국들은 이미 CCS 기술 개발에 많은 투자와 연구를 집중하고 있다. 현재 우리나라에서는 정부산하 국가에너지위원회를 중심으로 ‘기후변화대응 신 국가전략’ 등을 수립하여 에너지절약, CCS 기술 등의 GHG 처리 기술, 신재생에너지 및 원자력 기술 등을 이용하는 저탄소에너지 사용 기술 개발에 지속적인 투자를 확대하는 등 많은 노력을 기울이고 있으나 CCS 기술은 상대적으로 선진국에 비해 기술 수준이 낙후되어 있어 이에 대한 기술 개발과 적용 연구가 매우 시급하다.
	CO2 배출 감축 및 저감 기술로는 무엇이 있는가?	CO2 배출 감축 및 저감 기술로는 에너지 절약, 고효율 에너지 이용 기술, 신에너지 및 청정에너지와 같은 비화석 연료 사용, 재생에너지 및 화석연료간의 전환 기술, CO2 포집 및 저장 기술(CCS; Carbon Capture and Storage(or Sequestration)), 산림 흡수원 등 생태 또는 생물학적 처리 기술 등이 있다. 이 중 CCS 기술은 연료를 연소 또는 처리하는 과정에서 발생하는 CO2를 대기 중에 방출하지 않고 포집, 회수 하여 저장 또는 격리하는 기술로 현재 CO2 감축 및 저감 기술 중, 가장 유효하고 효율적인 기술로 알려져 있고 따라서 많은 선진국들은 이미 CCS 기술 개발에 많은 투자와 연구를 집중하고 있다.

참고문헌 (20)

Richard, B., 'APEC Business and Climate Change,' in Proceedings of the 2nd Asia Region Climate and Energy Workshop, Seoul, pp. 5(2005)
Klemes, J., Bulatov, I., and Cockerill, Y., 'Technoeconomic modelling and cost functions of $CO_2$ capture processes,' Comput. Chem. Eng., 31(5-6), 445-455(2004)

상세보기
Kosugi, T., Hayashi, A., Matsumoto, T., Akimoto, K., Tokimatsu, K., Yoshida, H., Tomoda, T., and Kaya, Y., 'Time to realization: Evaluation of $CO_2$ capture technology R&Ds by GERT(Graphical Evaluation and Review Technique) analyses,' Energy, 29(9-10), 1297-1308(2004)

상세보기
Rao, A. B., and Rubin, E., 'A technical, economic and environmental assessment of amine-based $CO_2$ capture technology for power plant greenhouse gas control,' Environ. Sci. Technol., 36, 4467-4475(2002)
류청걸, '연소 후 배가스의 $CO_2$ 회수 기술의 최근 동향,' 이산화탄소 포집 및 저장기술/정책워크 초록집, 고려대학교, pp. 57(2006)
심재운, 문승현, '활성탄소 섬유상에서 전기변동법을 이용한 $CO_2$ 의 흡/탈착,' Korean Chem. Eng. Res., 43(3), 432-437(2005)
Powell, C. E. and Qiao, G.G., 'Polymeric $CO_2/N_2$ gas separation membranes for the capture of carbon dioxide from power plant flue gases,' J. Membr. Sci., 279(1-2), 1-49(2006)

상세보기
Ho, M. T., Allinson, G., and Wiley, D. E., 'Comparison of $CO_2$ separation options for geo-sequestration: are membranes competitive?,' Desalination, 192(1-3), 288-295(2006)

상세보기
Davison, J., 'Performance and costs of power plants with capture and storage of $CO_2$ ,' Energy, 32(7), 1163-1176(2007)

상세보기
Abraham, B.M., Asbury, J.G., Lynch, E.P., and Teotia, A.P.S., 'Coal-oxygen process provides carbon dioxide for enhanced recovery,' Oil Gas J., 80(11), 68-70(1982)
이창하, '저가 고순도 $O_2$ 제조용 PVSA 공정 기술 개발,' NICE, 24(1), 54-60(2006)

상세보기
Buhre, B.J.P., Elliott, L.K., Sheng, C.D., Gupta, R.P., and Wall, T.F., 'Oxy-fuel combustion technology for coal-fired power generation,' Prog. Energy Combust., 31(4), 283-307(2005)

상세보기
Mimura, T., Shimojo, S., Suda, T., Iijima, M., and Mitsuoka, S., 'Research and development on energy saving technology for flue gas carbon dioxide recovery and steam system in power plant,' Energ. Convers. Manage., 36(6-9), 397-400(1995)

상세보기
Bolland, O., Undrum, H., 'Removal of $CO_2$ from gas turbine power plants: evaluation of pre-and post-combustion methods. In: Greenhouse gas control technologies,' in Proceedings of the 4th international conference on greenhouse gas control technologies, Interlaken, pp. 125-130(1998)
Ohta, H., ' $CO_2$ separation and removal technologies in measures to cope with global warming,' The Sep. Technol., 27(5), 312-319(1997)
Teramoto, M., Ohikshi, N., Takeuchi, N., Kitada, S., Matsuyama, H., Matsumiya, N., and Mano, H., 'Separation and enrichment of carbon dioxide by capillary membrane module with permeation of carrier solution,' Sep. Purif. Technol., 30(3), 215-227(2003)

상세보기
Damen, K., Troost, van M., Faaij, A., and Turkenburg, W., 'A comparison of electricity and hydrogen production systems with $CO_2$ capture and storage. Part A: Review and selection of promising conversion and capture technologies,' Prog. Energy. Combust., 32(2), 215-246(2006)

상세보기
Kvamsdal, H. M., Jordal, K., and Bolland, O., 'A quantitative comparison of gas turbine cycles with $CO_2$ capture,' Energy, 32(1), 10-24(2007)

상세보기
Singh, D., Croiset, E., Douglas, P. L., and Douglas, M. A., 'Techno-economic study of $CO_2$ capture from an existing coal-fired power plant: MEA scrubbing vs. $O_2/CO_2$ recycle combustion,' Energ. Convers. Manage., 44(19), 3073-3091(2003)

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Lozza, G. and Chiesa, P., 'Natural gas decarbonization to reduce $CO_2$ emission from combined cycles-Part I: Partial oxidation,' J. Eng. Gas Turb. Power, 124(1) 82-88(2002)

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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