CO2 포획용 냉각 암모니아 공정

전문가 제언

○ 지구온난화를 방지하면서 가장 싼 화석연료인 석탄을 퇴역시키지 않으려면 화력발전소 등의 배기가스로부터 CO2를 포획하여 적당한 방법으로 대기에서 격리해야 한다. 세계는 안정목표라는 대기 중 CO2 450ppm를 대략 300Giga-톤을 남겨두고 있다. 현재 연간 탄소배출량이 약 8Giga-톤으로 5Giga-톤(CO2 18 Giga-톤)이 대기함량의 1ppm을 올림으로 40년이면 그 상태에 이르게 된다. (Sioshansi, F.P., Utilities Policy, 17, 2009, pp.217~224)

○ 탄소포획 격리는 연소 전 CO2 분리(Pre-Combustion), 연소단계에서 순 산소연소(Oxy-fuel), 연소 후 CO2 분리포획(Post-Combustion Capture) 세 가지로 나눈다. CO2 포획은 비용 및 에너지 집약적이다. IPCC에 의하면, 아민-기반의 연소-후 흡수 CO2 포획기술을 천연가스 복합 화력발전에 적용하면 약 8%의 에너지 손실과 CO2 기반시설을 제외하더라도 두 배의 투자비가 소요되며 또한 운전보수비와 관련된 전력요금(COE; Cost of electricity)을 40%나 증가시킨다고 한다.

○ 아민 등의 현재의 상업적 CO2 분리공정은 화석연료의 가스화 등 순수한 산소를 산화제로 사용하여 CO2 함량이 30% 정도인 가스라인을 대상으로 한 것이다. 공기를 산화제로 사용하는 발전소 등은 질소의 대량 유입으로 CO2 함량이 10% 이하이므로 이들 상업적 CO2 포획공정의 효율은 아직 확증되지 않았다.

○ 그런 의미에서 다른 비용 효율적인 CO2 흡수제로 냉각암모니아를 사용하려는 시도는 매우 시의적절하다. 본문은 흡수된 CO2를 탈착시키는 공정에서 아민용제에 비해 소요열량을 현저히 절약할 수 있다고 주장한다. 그러나 발전소로부터 배기가스 전량을 냉각시키는데 필요한 에너지까지 포함하려면 상당한 연구의 진전 후 결론이 가능할 것이다.

○ 본 시스템은 탈착탑이 흡수탑보다 더 고압이다. 일반적으로 흡수현상은 저온, 고압에서 그리고 탈착은 고온, 저압에서 더 효율적임이 상식이다. 본 시스템이 이 상식에서 괴리되는 것은 암모니아 증발을 방지하여 용제의 손실을 최소화하기 위한 것으로 이해된다.

저자

Darde, V., Thomsen, K., van Well, W.J.M., Stenby, E.H.

자료유형

학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

에너지

연도

2010

권(호)

4

잡지명

International Journal of Greenhouse Gas Control

과학기술
표준분류

에너지

페이지

131~136

분석자

김*설

분석물

• CO2 포획용 냉각 암모니아 공정.pdf [359,107 byte]

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