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목질섬유소 바이오매스 이용을 위한 열분해기술

전문가 제언: ○ 바이오매스는 현재 우리가 사용하고 있는 연료의 원료물질과 에너지제품을 대체할 수 있고 탄소의 고정을 통해 이산화탄소 배출량을 감축할 수 있는 재생 가능한 에너지원이다. 특히 나무, 에너지곡물, 농업과 임업의 부산물 등이 유망한 바이오매스자원이 되고 있다. 그 밖에도 생분해가 가능한 생활폐기물(MSW)과 상공업 폐기물도 바이오매스에너지의 자원으로서 활용가치가 높다.

○ 바이오매스로부터 기상, 액상, 고체상의 연료를 생산하는 방법은 매우 다양하며 이것을 생물학적 방법과 급속 열분해와 같은 열적 전환 방법으로 크게 구별할 수 있다.

○ 에너지 생산을 위한 바이오매스의 열적 전환방법은, 1) 열에너지를 공급하는 직접 연소(증기 생산을 통해 전력 생산 가능), 2) 연료가스를 생성하는 가스화 공정(생성된 연료가스는 열에너지 생산을 위해 직접 연소 및 전력 생산에 이용 가능), 3) 액상연료 생산을 위한 급속열분해(화석연료 대체가 가능하며 전력 생산과 화학물질의 생산으로도 활용 가능) 등이 있다.

○ 급속열분해는 바이오매스 전환기술 중에서 가장 최근에 개발된 형태이다. 급속열분해는 액상연료 생산과 함께 연료의 저장이나 수송이 간편하다는 장점이 있다. 바이오매스의 화학적 구성에서 주성분은 셀룰로오스, 헤미셀룰로오스 등의 탄수화물고분자(65~75%)와 리그닌(18~35%) 등이며 소량의 무기물(4~10%)이 존재한다. 바이오매스의 구성성분은 다양하기 때문에 단일 셀룰로오스, 헤미셀룰로오스, 리그닌 등을 열분해할 때보다 훨씬 복잡한 조성의 최종 생성물이 얻어진다.

○ 우리나라에서도 바이오매스 열분해기술의 연구개발이 활발하게 이루어지고 있으며 많은 분야에서 열분해의 최적화, 시뮬레이션 및 상용화 등에 대한 연구를 진행하고 있다. 바이오매스의 열분해기술은 현재까지 유럽과 미국 등이 주도하고 있지만 바이오매스 열분해기술의 다양한 용도를 고려하면 앞으로 이 기술의 활용도가 크게 높아질 것으로 예상되므로 우리나라에서도 이 분야의 연구를 더욱 강화할 필요가 있다.

저자: Kazuhiro Mae
자료유형: 학술정보