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현존 발전소에서 저 비용 CO2 포획을 위한 Oxy-연료 탄화/소성 사이클(Oxyfuel carbonation/calcination cycle for low cost CO2 capture in existing power plants)

전문가 제언: ○ 본문은 발전소 배기가스에서 CaO의 탄화반응과 CO2를 흡수하여 생성된 CaCO3의 소성반응을 통하여 높은 CO2 농도를 얻는 기술이다. 앞으로 기후변화 문제에 대처하기 위한 CO2 격리 저장을 실행하려면 CO2의 고 농축만이 그 경제성을 보장하기 때문이다. 이 기술의 장점은 탄화와 함께 탈황이 가능함으로 독립된 탈황장치가 불필요하며 추가적인 탄화 공정 등에서 추가로 초임계 수증기를 얻을 수 있다는 점이다.

○ 본문에 나오는 oxy-연료는 연료를 공기가 아닌 산소로 연소시키는 기술을 말한다. 본문이 제시한 기술에서도 흡열반응인 소성반응에 필요한 열을 공급하기 위하여 고급 석탄을 순수한 산소로 연소시키는 것으로 되어있다. 이는 CO2의 농도가 높은 배기가스를 얻기 위한 것으로 공기를 사용하는 경우 다량으로 유입되는 질소로 인하여 이것이 불가능하기 때문이다. 그러나 이 경우 자본과 에너지 집약적인 독립된 공기분리 공장이 필요함으로 투자비와 전력비용이 대폭 증가된다.

○ 본 공정에서 에너지 시스템(초임계 수증기 시스템)에서는 한 열원을 여러 서로 다른 매질의 가열에 사용한다. 이 복수의 매질의 가열이 한 열교환기에서 이루어진다면 이는 불가능한 것은 아니지만 조작 상 매우 복잡해진다. 반대로 서로 다른 매질의 가열이 서로 다른 열교환기에서 수행된다면 많은 수의 열교환기가 개입되고 투자비가 대폭 증가하여 경제성에 영향을 미칠 수도 있다.

○ 더구나 고체에서 열 회수(본문의 Q1과 Q3의 경우)는 효율이 매우 낮고 조작이 매우 까다롭다. 일반적으로 본문에서 제시한 기술 같이 고체의 순환이 개입되는 기술은 고장이 잦고 고체 취급이 조작상 매우 어렵다. 그리고 기기의 마멸과 침식으로 말미암아 수명도 짧아지는 것이 보통이며 이를 극복하기 위한 보수비도 증가하게 된다.

○ 그럼에도 불구하고 본문은 매우 촉망되는 기술을 제시했다고 생각된다. 즉 탈황을 겸한 CO2 농축 조작을 통하여 전력 생산을 증가시키고 비-CO2 배출량을 현저하게 절감하기 때문이다. CO2 대기 배출의 기존 발전소에 비교했음으로 전력 생산에서 추가비용의 발생은 당연하다.

저자: Luis M. Romeo, J. Carlos Abanades, Jesus M. Escosa, Jara Pano, Antonio Gimenez, Andres Sanchez-Biezma, Juan C. Ballesteros
자료유형: 학술정보