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바이오에탄올 제조공정과 에너지절약

전문가 제언: ○ 화석연료 사용으로 인한 온난화가스 발생량을 줄이고 원유가격 상승에 대처하는 수단으로 탄소중립 연료인 바이오에탄올을 혼합한 가솔린의 도입이 적극적으로 추진되고 있다. 미국은 2017년까지 휘발유와 경유에 섞는 바이오연료 비율을 20%까지 상향 조정하고, 유럽연합은 2020년까지 20% 혼입을 목표로 설정하고 있다. 중국도 현재 10여 개 대도시에서 바이오에탄올 연료를 판매 중이고, 일본은 휘발유에 바이오에탄올 3%를 섞은 E3 가솔린의 보급 확대를 위해 연료규격 제정 등 활발하게 추진하고 있다.

○ 우리나라에서도 바이오에탄올 사용을 위한 실증 시험을 실시하고 운영내용을 평가한 결과 국내 보급에 큰 무리가 없다는 판단을 내리고 시범 보급을 서두르고 있다. 그러나 정유업계는 바이오에탄올의 경제성과 유통설비 구축에 소요되는 비용 등을 문제로 제기하고 있으며 바이오에탄올을 경제적으로 확보하는 문제도 남아 있다. 에탄올 자체를 수입하거나 원료를 수입하여 가공하는 방법 등이 검토되고 있다.

○ 바이오에탄올 제조과정에서 에너지가 다량 소비되는 부문은 바이오에탄올 발효액의 농축 공정으로서, 에탄올 함유율 6~10%의 발효액을 99% 이상의 에탄올로 농축하는 과정이다. 본고는 기존 증류탑의 운전방법 개선(3중 효용관 사용)과 제올라이트 막을 이용하여 종래보다 약 30%의 에너지 절감이 가능함을 실증 운전을 통하여 확인한 것이다.

○ 국내에서 바이오에탄올 생산은 원료 확보가 어려운 점이 문제다. 효율적인 바이오연료 생산이 가능한 사탕수수나 옥수수, 당밀 등은 지리적으로 생산에 한계가 있기 때문에 벼나 폐목재 등으로 제조하는 바이오 연료의 연구가 바람직할 것으로 생각된다. 그러나 제조된 에탄올과 기존 가솔린과의 경제성 대비 문제, 인체에 대한 영향, 안전성 등에 대한 검토 등 해결되어야 할 과제가 아직 다수 존재하고 있다.

저자: Shiro Ikeda, Soshi Inoue, Takashi Nakane
자료유형: 학술정보