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무 배출발전을 위한 CO2분리막 연구: 독일 MEM-BRAIN계획

전문가 제언: ○ 2050년 온실가스 배출량의 감축계획(IEA, 2008)은 발전부문의 CO2 포집저장(CCS)에서 10%, 산업체의 CCS로 9%, 발전효율 향상과 연료의 대체로 7%, 신재생에너지로 21%, 원자력발전으로 6%, 최종에너지 및 연료 사용효율 향상에 의해 36%를 차지하므로 화석연료 발전플랜트의 감축과 신재생에너지의 개발이 우선적으로 필요하다.

○ 발전의 40% 이상을 차지하고 있는 석탄발전의 CO2 감축을 위하여 발전효율을 50% 이상 높일 수 있는 석탄연료전지 복합발전(IGFC)을 2020년대에 상용하기 위해 경쟁하고 있다. 이를 위해서는 IGCC기술, 연료전지 기술과 분리막 기술 등을 복합적으로 연계하고 협력, 연구해야 한다.

○ 독일은 German Helmholtz Association을 중심으로 2020년대 석탄발전의 CO2 무배출을 목표로 2007년 “MEM-BRAIN”계획으로 IGCC 등의 연소 전 포집 및 순산소 연소에 의한 포집기술을 위해 운전온도와 가스조성 등을 고려하여 분리막의 안정성, 투과도 및 수명 향상을 위한 재료개발 등 다양한 연구를 복합적으로 진행하고 있다.

- 연소 후의 배기에 대한 분리막은 200℃의 고분자막(Pebax/PEG50), 연소 전 공정의 400℃용은 미세기공 제올라이트 막(ITQ-29와 H-SOD), 그리고 순산소공정의 1000℃용에는 이온전자 혼합전도성(MIEC)의 치밀한 세라믹 막(BSCF와 BCFZ)을 개발하고 있다.

○ 우리나라는 2014년에 300MW의 한국형 IGCC 실증플랜트 건설을 목표로 연구 중이며, IGFC에 대해서도 미국의 Future Gen 프로젝트에 참가해서 연구, 개발하고 있다. OECD에서 많이 뒤지고 있는 신재생에너지의 개발, 육성에 배가의 투자와 노력이 필요하다.

저자: M. Czyperek, P.Zapp,
자료유형: 학술정보