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비-탄소 근원 수소 중 바이오매스 열분해로 액체 탄수화물 생산 공정(NOVEL PROCESS FOR PRODUCING LIQUID HYDROCARBON BY PYROLYSIS OF BIOMASS IN PRESENCE OF HYDROGEN FROM A CARBON-FREE ENERGY SOURCE)

전문가 제언: ○ 바이오매스를 열분해하여 얻는 액체연료는 산소 함량이 높아 에너지 밀도가 낮다. 따라서 수송 연료로서 내연기관에서 연소가 매우 어렵고 효율이 낮다. 그 밖에도 연료 중 높은 고체 함량, 높은 점도와 기존 석유 제품과 불량한 혼합성 등 수송용 액체 연료로 불리한 점이 많다.

○ 본 발명은 이 바이오매스 열분해를 수소의 존재 하에 수행해 이 문제를 해결할 수 있다고 주장한다. 아울러 필요한 경우 생산된 액체 탄수화물을 수소 첨가 탈산소 반응기에서 물의 형태로 산소를 제거하여 품질개선이 가능하다는 주장이다. 수소 없이 제올라이트 촉매로 품질개선도 가능하나 그 품질이 탈산소 반응에 못 미친다고 한다.

○ 본문에서는 수소를 “무-탄소 에너지원으로부터”로 명기하였다. 본문은 여기에 태양에너지, 풍력 같이 새로 대두되는 재생에너지 외에 수력과 원자력 에너지로 생산한 수소도 포함하고 있다. 그러나 아직까지 가장 적은 비용으로 수소를 생산하는 방법은 화석연료인 천연가스의 수증기 개질이다. 무-탄소 에너지원 수소로 제한하여 청구 범위를 스스로 제약하는 것은 이해하기 어렵다.

○ 본문에서도 바이오매스에서 액체연료를 얻는 또 하나의 경로인 생물학적 반응기와의 연결도 고려하고 있다. 미생물의 활동에 의지하는 생물학적 분해는 반응속도가 느려 체류시간이 매우 길다. 따라서 반응기의 부피가 커져 경제성에 불리하다. 그러나 본 발명이 사용하는 열분해 공정은 반응속도가 빨라 체류시간이 짧기 때문에 소형 Compact한 처리 공장 건설이 가능한 장점이 있다.

○ 그러나 본 발명이 의미하는 “재배한” 바이오매스의 연료화가 주는 환경적 영향은 논쟁의 대상이 된다. 바이오-오일이 수송 에너지 시장에 영향을 미치려면 엄청난 토지가 필요하다. 예를 들어 미국에서 콩기름으로 수송 연료를 충당하려면 미국 국토의 두 배가 소요된다. 그렇게 얻은 바이오연료로 절감하는 CO2 배출에 비해 이 땅의 수풀을 보존하는 것이 훨씬 더 환경 친화적이라는 주장이다. 식물의 탄소동화작용으로 산소로 전환되는 CO2가 비교할 수 없을 만큼 더 많기 때문이다.

저자: PURDUE RESEARCH FOUNDATION
자료유형: 특허정보