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바이오매스 가스화를 위한 타르 특성, 분석, 개질 메커니즘 및 모델 검토

전문가 제언: ○ 화석에너지 자원의 한계성과 화석에너지 사용에 따르는 지구 온난화 문제는 21세기에 지구 차원에서 인류가 당면한 시급하고도 절박한 해결 과제이다. 그간 바이오매스의 에너지 활용은 주로 후진국이나 개발도상국에서 이용되어 왔으나, 최근 선진국에서 재생에너지로서 바이오매스 에너지 사용이 증가하고 있으며 2010년까지 선진국의 바이오매스 에너지는 일차 에너지의 약 15%까지 증가할 것으로 전망하고 있다.

○ 바이오매스는 중요한 일차 에너지 자원일 뿐만 아니라 세계 각국에 널리 분포되어 있는 재생에너지 자원이다. 바이오매스를 에너지로 전환하기 위한 가장 신뢰할 수 있는 기술로서 바이오매스 가스화 기술이 관심을 얻고 있다. 가스화 기술은 석탄 가스화 기술을 모태로 실용화된 지 약 200년이 되며, 아직도 새로운 기술로 발전되고 있으나 가스화 기술의 신뢰성은 이미 확립되었다.

○ 바이오매스는 주성분은 셀룰로오스, 헤미셀룰로오스, 리그닌으로 구성되어 있으며, 바이오매스가 산소 또는 증기와 가스화 반응 시엔 합성가스로서 CO, CO2, H2O, H2, CH4, 기타 탄화수소 화합물, 타르, 회분, 차(char) 등이 생성된다. 합성 가스 중에 포함된 타르 성분은 응축되어 하단의 냉각기 또는 열교환기 등을 막히게 하며 생산 공정에 문제를 일으킨다. 타르는 열 또는 물리, 화학적인 방법으로 쉽게 제거되지 않는다. 타르의 생성은 반응 조건에 의해 크게 좌우되며 타르의 생성량은 반응 온도가 높을수록 감소한다.

○ 타르의 억제 및 전환은 바이오매스 가스화 공정에서 생성되는 합성 가스의 성공적인 응용을 위해 해결해야 할 가장 중요한 과제이다. 본 논문은 바이오매스 가스화에 관해 상세히 검토했으며, 특히 바이오매스 가스화의 걸림돌이 되고 있는 타르에 관한 화학 및 물리적인 특성 및 개질 메커니즘과 반응 속도에 관하여 상세히 검토하였다. 향후 바이오매스 가스화 연구 수행자들은 본 논문에서 검토한 타르에 관한 기초 이론과 데이터를 충분히 검토하고 활용함으로써 바이오매스 에너지 이용 기술 보급을 촉진할 수 있기를 기대한다.

저자: Chunsan Li, Kenzi Suzuki
자료유형: 학술정보