초록 ▼

□ 개발 목적 및 필요성
현재 국내에는 Non-CO₂ 온실가스의 측정분석과 관련된 표준화된 시험기준이나 규격 등이 거의 없으며 대부분 해외의 방법론을 사용하고 있다. 하지만 향후 우리나라가 국제적인 협상의 자리에서 유리한 위치를 차지하고 현재 시행중인 국내의 배출권 거래제도 적용에 있어서 Tier 3 및 Tier 4 수준의 배출량 산정을 위해서는 정확하고 신뢰성 높은 측정분석이 뒷받침되어야 한다. 특히 사업단 과제로 개발을 진행중인 다양한 기술들은 현재 시장에서 일반화되지 않은 새로운 기술이 대부분이며 이러

□ 개발 목적 및 필요성
현재 국내에는 Non-CO₂ 온실가스의 측정분석과 관련된 표준화된 시험기준이나 규격 등이 거의 없으며 대부분 해외의 방법론을 사용하고 있다. 하지만 향후 우리나라가 국제적인 협상의 자리에서 유리한 위치를 차지하고 현재 시행중인 국내의 배출권 거래제도 적용에 있어서 Tier 3 및 Tier 4 수준의 배출량 산정을 위해서는 정확하고 신뢰성 높은 측정분석이 뒷받침되어야 한다. 특히 사업단 과제로 개발을 진행중인 다양한 기술들은 현재 시장에서 일반화되지 않은 새로운 기술이 대부분이며 이러한 기술에 대한 평가를 위한 측정분석 기법의 개발은 기술의 가치를 입증하는 수단이 될 것이다. 따라서 본 연구의 최종목표는 Non-CO₂ 온실가스의 측정분석 표준안을 마련하고 사업단 저감기술에 대한 성능평가 및 물질/에너지수지를 작성하는 것이다.

□ 연구개발 결과
대기오염공정시험기준, KS규격, ISO규격, CDM승인방법론, EPA method, ASTM, EN규격 등에 대한 조사결과 시료채취 방법, 유량측정방법, 기기분석방법 등 일반적으로 적용 가능한 방법론이 일부 있는 것으로 조사되었지만 Non-CO₂ 온실가스에 특정된 내용은 거의 없는 것으로 조사되었다. Non-CO₂ 온실가스는 대부분 관련 연구를 진행하면서 필요에 의해 분석하고 있었으며 주로 GC와 IR을 이용해 분석하는 것으로 확인되었다.

시료채취기법 및 분석기법의 확립과 오차요인 저감을 위해 가스시료의 보관시간,백의 재질, 퍼지회수, 흡인 유량 등에 의한 분석특성 실험을 표준가스를 이용해 수행하였다. 보관시간에 따른 특성 실험결과 상대적으로 농도가 높은 시료의 경우 시간에 따른 오차율이 초기에 다소 크게 증가하기 때문에 가급적 즉시 분석하는 것이 바람직한 것으로 판단되며, 반복분석 과정에서의 가스백 밸브조작은 오차요인의 증가에 기여하지 않는 것으로 확인되었다. 백의 재질 별 실험결과를 통해 PTFE백의 경우 취급과정에서의 파손 위험이 크기 때문에 이를 사용할 경우에는 반드시 사전에 확인이 필요하며, N₂O분석의 경우 Al-PE백을 사용하는 것이 다른 백에 비해 오차가 가장 적게 나타났다. 퍼지실험 결과 시료채취전에 반드시 1회 이상 퍼지가 필요한 것으로 보여지며, 시료채취 시 단위시간당 흡인 유량은 가스시료의 경우 큰 영향을 받지 않는 것으로 확인되었다. 또, GC/ECD를 이용해 N₂O를 정량할 경우 저농도(10ppm 이하)범위에서 검량선이 휘어지는 경향이 있기 때문에 검량선을 작성하고자 표준물질의 농도를 선택 할 때에는 이점에 유의해야 할 것으로 판단된다.

NDIR 분석기는 기기마다 그 특성이 다르기 때문에 연속측정에 앞서 간섭성분의 영향이나 안정화시간, 교정값의 틀어짐 등 사용하고자 하는 기기의 특성을 충분히 테스트 한 후에 적용하는 것이 바람직하다. 특히 안정화시간은 기기마다 제시하고 있는 매뉴얼 상의 시간보다 훨씬 더 많은 시간이 필요할 수 있기 때문에 정확한 분석을 위해서는 사전에 충분히 안정화 단계를 거친 후에 사용해야 할 것으로 판단된다.

사업단에서 2013년 11월부터 2017년 4월까지 개발을 완료한 또는 개발중인 Non-CO2 온실가스 저감(또는 활용)기술에 대한 성능평가를 각 연차별로 수행하였다(1차년도 3건, 2차년도 8건, 3차년도 9건, 4차년도 13건). 기술이 개발중인 과제에 대해서는 단위장치의 효율 달성도와 미흡한 사항 등을 중심으로 평가를 진행하였고, 개발이 종료된 과제에 대해서는 전체 통합공정에 대한 물질/에너지수지의 수립과 통합공정에 대한 성능 진단/평가를 진행하고 해당 기술이 실제로 적용될 경우 예상되는 온실가스의 감축량 산정과 함께 이를 온실가스 감축사업으로 등록하기 위해서 선행되어야 할 Process Design Document(이하 PDD)작성을 위한 가이드라인도 작성하였다.

신규규제 대상물질인 NF₃에 대한 국내생산량과 해외 배출원별 배출량, 배출특성 등에 대한 조사를 수행하였고, 최신 저감기술 및 연구동향 등에 대한 문헌조사를 실시하고 이를 정리하였다.

□ 활용계획
본 과제를 통해 도출된 사업단 개발기술에 대한 Non-CO₂ 온실가스 측정, 분석 기법 적용을 통해 사업단 개발 기술에 대한 신뢰도 높은 온실가스 배출량 및 저감량 산정이 가능할 것으로 전망되며, 물질/에너지수지에 근거한 성능평가서를 통해 향후 사업단 개발 기술의 성공적인 사업화에 필요한 객관적 근거자료로서 활용될 것으로 기대됨.

( 출처 : 요약서 5p )

Abstract ▼

Ⅳ. Results
◦ Investigation of domestic/international standard method
Searching domestic and international standard method from Environmental Standard test method(ES) of Korean Ministry of Environment, Korean Standard(KS), International Organization for Standardization(ISO), CDM allowed methodo

Ⅳ. Results
◦ Investigation of domestic/international standard method
Searching domestic and international standard method from Environmental Standard test method(ES) of Korean Ministry of Environment, Korean Standard(KS), International Organization for Standardization(ISO), CDM allowed methodology(AM), American Society of Testing Materials (ASTM), European Standard(EN). General test methods about air pollutants emission such as sampling method of gas, measurement of flow rate, instrumental analysis method were available. But there was little test method about Non-CO₂ greenhouse gas. Some researchers analyzed non-CO₂ greenhouse gas during their study by their own procedures in need. In case of N₂O analysis, usually GC/ECD and NDIR analyzer were used.

◦ Research of analysis and monitoring method by gas chromatograph
Experimental studying about characteristics of sampling and analysis such as storage time of gas bag, raw material of gas bag, number of times of purge, flow rate of gas sampling was performed for reducing error factors using certificated reference N₂O gas.

◦ Continuous measurement of N₂O by NDIR analyzer
Various NDIR analyzers are available in market and each instrument has a different characteristics. So before analysis N₂O or other compound by NDIR, instrumental characteristics such as zero/span drift, warming up time, stabilization and interference effect etc. must be tested. Especially most of manufacturer generally suggested that warming up or stabilizing should be more than 1hr but experimental results showed that stabilizing time should be more longer(even a few days or a week). And these characteristics completely depend on each instrument.

◦ Heat/mass balance and performance evaluation of developing technologies by CRNG Performance evaluations were carried out from 2013 to 2017(1st period : 3projects, 2^nd period : 8 projects, 3^rd period : 9 projects, final period : 13 projects). Basic operation data were collected for estimating heat/mass balance and draw up the Process flow diagram by process analysis. And GHGs reduction potentials were also predicted. Details of evaluation were described in main scripts.

◦ Investigation of current NF₃ states
Investigated productions of NF₃ in Korea, emission quantities and characteristics from other countries. Recent reduction technologies and research states about NF₃ are also carried out.

( 출처 : SUMMARY 12p )

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출서 ... 2
• 제출문 ... 3
• 요약서 ... 5
• 요약문 ... 7
• SUMMARY ... 11
• 목차 ... 14
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 15
• 1-1. 연구개발 목적 및 필요성 ... 15
• 1-2. 연구개발 범위 ... 18
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 19
• 2-1. Non-CO₂ 온실가스 측정분석 연구 및 공인시험방법 ... 19
• 2-2. 국내 온실가스 저감사업 사업장의 측정모니터링 기술현황 ... 22
• 2-3. 국외 연속모니터링 시스템 현황 ... 23
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 30
• 3-1. 연구개발의 내용(범위) 및 최종목표 ... 30
• 3-2. 연구개발 결과 및 토의 ... 30
• 3-3. 연구개발 결과 요약 ... 246
• 4. 목표달성도 및 관련분야 기여도 ... 283
• 4-1. 목표달성도 ... 283
• 4-2. 관련분야 기여도 ... 283
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 284
• 6. 연구과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 285
• 7. 연구개발결과의 보안등급 ... 290
• 8. 국가과학기술종합정보시스템(NTIS)에 등록한 연구시설·장비 현황 ... 290
• 9. 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전조치 이행실적 ... 291
• 10. 연구개발과제의 대표적 연구실적 ... 293
• 11. 기타사항 ... 293
• 12. 참고문헌 ... 294
• 끝페이지 ... 295