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석탄 탈휘발화 및 차르 가스화

전문가 제언: ○ 세계 각국은 석유 고갈에 대비하여 대체에너지 개발에 많은 노력을 기울이고 있으나, 세계 전체 에너지에서 대체에너지 비중은 1%에 불과하다. 당분간 에너지는 석유, 석탄 등의 화석에너지에 크게 의존할 전망이다. 석탄은 천연가스, 석유 등의 다른 화석에너지에 비해 매장량이 많아 향후 약 200~300년의 가채 매장량을 확보하고 있으나, 석탄 연소 시 지구온난화 문제는 석탄 사용의 가장 큰 장애요인이 되고 있다.

○ 미국, 영국, 일본 등 일부 선진국에서는 공해 문제와 지구온난화 문제를 완화시키기 위한 청정석탄 이용기술(CCT; Clean Coal Technology) 개발을 위해 많은 노력을 기울이고 있으나, 석탄의 복잡한 물리 화학적인 특성 때문에 CCT 처리공정은 복잡하다. 석탄으로부터 청정에너지를 생산할 경우, 환경 문제는 획기적으로 완화되나, 아직도 석유, 천연가스에 비해 가격이 비싼 것이 문제가 되고 있다. 일본은 오래전부터 국가 연구소, 대학, 기업의 협력을 통하여 청정석탄 이용기술의 기초 연구와 파일롯 플랜트, 실증 플랜트 개발을 추진하여 왔다.

○ BRAIN-C 프로그램에서 청정석탄 기술의 핵심인 석탄가스화 반응 메커니즘과 실험에서 얻은 데이터를 토대로 석탄 열분해 및 차르 가스화 반응속도에 관한 광범위한 실험 데이터 수집과 모델 및 이론을 정립하고자 하였다. CCT 기술의 핵심은 석탄 열분해 및 차르 가스화 반응 연구이다. 가스화로(gasifier)의 고온 고압 하에서 석탄의 열분해/연소 및 차르의 가스화 반응이 연속적으로 일어나고 있다. 가스화 반응은 석탄의 열분해조건과 특히 차르의 가스화 반응속도에 크게 좌우되므로, 가스화 장치의 최적 설계를 위해서는 열분해 및 차르의 가스화 반응 메커니즘이 필수적으로 규명되어야 한다.

○ 그간 우리나라는 대체에너지 기술개발을 위해 석탄가스화 연구의 기초기반을 어느 정도 구축하였으나, 아직도 고온 고압 가스화 반응속도 및 모델 연구는 선진국에 비해 초보 단계를 벗어나지 못하고 있는 실정이다. 향후 상업화 규모 가스화 장치 설계 및 IGCC 발전기술 등을 국내 기술로 추진하기 위해서는 가스화 장치의 최적 설계와 가스화 반응현상에 대한 모델 연구를 지속적으로 추진해야 할 것이다.

저자: Kouichi MIURA
자료유형: 학술정보