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고체 바이오매스를 이용한 액체 바이오연료

전문가 제언: ○ 최근 석유자원의 고갈 우려와 함께 기후변화를 일으키는 주요 온실가스의 하나인 이산화탄소 배출량을 저감하기 위한 대책으로서 바이오매스로부터 액체 탄화수소 연료의 제조(BTL: Biomass To Liquid) 공법이 점차 주목을 받고 있다. 바이오매스는 인류가 사용한 가장 오래된 에너지원이었으나 값이 싼 화석연료의 개발로 에너지원으로서의 용도범위가 좁아졌다. 그러나 70년대의 1, 2차 오일쇼크와 같은 최근의 석유가격 급등과 함께 지구온난화 방지라는 환경문제가 부각되면서 친환경적인 바이오매스를 이용한 청정연료의 개발 필요성이 대두되고 있다.

○ 이 발명(WO 2009/013233 A2)은 비식용의 고체 바이오매스를 이용한 바이오연료의 제조방법 및 장치를 제공한다. 이 제조공정은 고체 바이오매스를 가스화기 중에서 일산화탄소와 수소를 함유한 미정제의 합성가스로 전환하는 가스화 공정, 합성가스를 조건화(conditioning)하는 정제공정 및 FT(Fischer-Tropsch) 합성공정으로 구성되어 있다. 따라서 이 제조공정은 고체 바이오매스를 가스화하여 액체 바이오연료로 전환하는 것이 가능하기 때문에 가스화가 가능한 고체 바이오매스는 대부분 사용이 가능하므로 식용자원과 경합되지 않는 자원의 활용이 가능하다.

○ 바이오매스 가스화기와 FT 합성 반응기와의 일체화는 액체 탄화수소의 높은 수율을 얻을 수 있도록 설계되어야 한다. 가스화기에서는 최대한으로 메탄 형성이 되지 않도록 바이오매스의 탄소질을 일산화탄소와 이산화탄소로 전환시키는 것이 중요하다. 가스화기에서 형성된 메탄은 FT 합성반응에 참여하지 않고 액체화의 전반적인 선택도를 감소시킨다. 따라서 고압 가스화기보다는 합성가스의 압축비용이 필요하더라도 상압 가스화 방법이 효율적이라 할 수 있다.

○ 현재 국내 바이오연료 제조업체들은 주로 대두유 및 채종유를 이용하여 바이오디젤을 생산하고 있지만 원료를 전량 수입에 의존하거나 해외 현지생산을 주로 하고 있다. 향후 바이오연료의 대량생산을 위해서는 무엇보다도 원료의 확보가 우선되어야 한다. 우리나라의 지형적 여건으로는 해조류의 원료화가 가시적이다. 해조류는 생장성이 우수하며, 에너지 전환율이 매우 높아 기존의 당질계 원료보다도 경제성이 크다.

저자: Upmkymmene Oyj
자료유형: 특허정보