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고온 코크스로 배출가스의 개질

전문가 제언: ○ 석유류가격 상승과 석유자원 고갈에 대비하고 환경보전 관점에서 석유 대체에너지 개발이 추진되고 있다. 그 중에서도 연료전지 개발 도입이 강하게 추진되고 있다. 연료전지를 원활하게 도입하기 위해서는 연료가 되는 수소를 효율적 및 경제적으로 제조할 수 있는 공급원 확보와 기술개발이 필요하다. 수소의 공급원 중 하나로 제철소의 코크스로에서 발생하는 코크스로 배출가스(Coke Oven Gas; COG)가 있다. COG를 수증기로 개질하면 수소를 발생할 수 있어 훌륭한 수소 공급원이 될 수 있다.

○ 일본에서는 2030년에 배출가스를 제로로 한다는 목표 아래 여러 가지 기술을 적극적으로 개발하고 있으며, 그 계획의 일환으로 COG 가스의 현열을 이용한 고효율 수소 개발 프로젝트가 추진되고 있다. 이 프로젝트는 고온 COG의 현열을 활용하여 COG 화학성분을 개질하여 클린에너지인 수소를 제조하는 것이다. 고온 COG의 주요 성분은 수소가 약 30%, 메탄이 약 20%, 타르 등의 액화, 고화성분(고온에서는 증기)이 약 30%이다. 현재는 타르성분을 물로 세척하여 냉각하고 타르성분을 수소로 전환하지 않고 있어 에너지 및 자원 활용면에서 효율이 떨어진다.

○ 이 글은 고온 COG의 개질방법을 비교 검토하고 촉매를 사용하지 않고 개질할 수 있는 기술개발을 위해 실험실 규모로 시험한 결과를 분석하고 있다. 또한 장래의 추진 방향과 경제성 분석 결과를 제시하고 있다. 고온 COG를 적절한 방법으로 개질하면 수소를 종래의 방법보다 낮은 비용과 고효율로 생산할 수 있으며, 실증 공장을 건설하여 구체적인 자료를 수집할 것을 권장하고 있다.

○ 약 800℃에서 생성되는 COG는 현재 제철소에서 냉각한 후 에너지로 이용하고 있으나, 현열은 메탄 개질 등의 화학반응에 전환 이용할 수 있고, 수소는 가솔린차를 대신하는 연료전지자동차에 이용할 수 있다. 제철소 등에서는 고온 COG를 효율이 높고 환경부하가 적은 에너지로 활용하는 방안을 적극적으로 검토할 가치가 있다.

저자: Takao HASHIMOTO, Masaki ONOZAHI
자료유형: 학술정보