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식물성 기름에서 바이오디젤 생산

전문가 제언: ○ 지구상에는 약 350종 이상의 오일을 함유한 농작물과 식물이 성장하고 있으며, 이들 중에서 특히 해바라기, 홍화씨, 목화씨, 유채씨, 콩, 땅콩 등의 식물성 기름은 디젤엔진의 잠재적인 대체연료로 고려되고 있다. 식물성 기름은 친환경적인 재생에너지로 디젤유와 유사한 에너지 특성을 가지고 있고, 더욱이 고갈되지 않는 재생 가능한 에너지자원이라 할 수 있다. 그동안 식물성 기름은 기존의 석유디젤연료에 비해 생산 코스트가 높기 때문에 크게 보급되지 못하였으나, 최근 유가 상승은 수송 연료로 석유디젤 대신 식물성 기름을 사용하기 위한 관심이 다시 고조되고 있다.

○ 순수한 식물성 기름은 점도가 높아 설비를 개조하지 않고 직접 디젤 엔진에 사용할 수 없다. 식물성 기름은 점도가 디젤유보다 11~17배 높으며, 휘발도가 낮아 디젤엔진 연료 분사장치와 연료 연소에 문제점이 있다. 식물성 기름의 점도를 낮추기 위한 많은 방법이 제안된 바 있으나, 현재는 식물성 기름과 알코올의 에스테르화반응에 의해 전환하는 바이오디젤이 가장 좋은 선택이라 할 수 있다. 오일의 에스테르 교환반응은 1853년 Duffy와 Patrick에 의해 발명되었다. 같은 해 Rudolph Diesel에 의해 디젤엔진이 발명되었으며, 초기에 디젤엔진은 식물성 기름으로 작동하였다. 지방산 에스테르(biodiesel)는 디젤오일과 에너지 및 물리적인 특성이 유사하며, 반응공정도 매우 단순하다. 바이오디젤 연료는 디젤엔진을 개조하지 않고 직접 연소할 수 있다. 더욱이 석유디젤에 비해 NOx, SOx 등의 공해 배출물이 적고, CO2 배출량이 현저하게 줄어든다는 장점이 있다.

○ 바이오디젤(BD)은 점도가 식물성 기름의 1/10로 줄어들며, 점도가 석유디젤에 접근하고 있다. 더욱이 바이오디젤은 재생에너지로 석유디젤보다 친환경적인 연료로서의 장점이 있으나, 연료 가격이 석유디젤에 비해 약 2배에 달하므로 경제성이 없어, 연료 가격이 상업화 보급에 장애요인으로 작용하고 있다. 향후 바이오디젤원료는 고가의 식물성 기름뿐만 아니라 음식 폐기물 중의 쇠기름, 돼지기름 등의 저가 원료로부터 바이오디젤을 생산할 수 있으므로, 석유디젤과 비교하여 저렴한 바이오디젤연료를 생산하고, 보급할 수 있는 기술개발이 요망된다.

저자: Ayhan Demirbas
자료유형: 학술정보