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브라질 제당산업과 알코올산업에서 수소생산 일체화에 대한 열역학 및 경제적 분석

전문가 제언: ○ 브라질은 전통적으로 대규모 사탕수수 재배를 통한 에탄올 생산에서 독보적 지위를 차지해 왔으며 사탕수수는 전체 에너지소비의 16%를 담당하며 가솔린에 이어 제2의 에너지원으로 부상하고 있다. 브라질의 에탄올 생산은 1975년 정부의 에탄올 에너지 국가 계획에 따라 본격적으로 추진됐다. 육상교통에 주로 의존하던 브라질은 1973년과 1979년 두 차례의 오일쇼크를 겪으며 대체에너지 개발의 필요성을 절감했다.

○ 개질(steam reforming)로 알려진 프로세스는 연료전지 과학자들에게 새로운 기회를 제공하고 있다. 이 기술은 특별한 촉매의 존재 하에서 바이오에탄올을 분해함으로써 연료전지 시스템이 탑재된 자동차 내에 직접적으로 수소가스를 생성시킨다. 이 방법은 대체에너지 수송 장치에 전력을 공급하는 현재의 가솔린 이송구조에서 사용되고 있다.

○ 2012년 미국, 일본 그리고 유럽은 니켈을 전해질로 이용한 용융탄산염형 연료전지(MCFC)를 상용화하였으며 특히 미국은 세라믹을 전해질로 이용한 차세대 고체산화물형 연료전지(SOFC)의 상용화에 성공하였다. MCFC 발전시스템은 다른 전원 종류와 비교해 볼 때 CO2, NOx 배출량이 적으므로 환경적합성이 뛰어나다. 또한 폐기물가스나 석탄가스 등 사용연료의 유연성 외에도 고부하 연속운전에도 적합하기 때문에 가까운 장래의 분산전원으로서 더욱이 화력발전을 대체하는 대용량 전원으로도 기대할 수 있다.

○ 오는 2015년에는 100% 국산화된 용융탄산염 연료전지가 시장에 본격적으로 공급될 전망이다. 포스코에너지는 최근 300㎾와 2.5㎿ 등 2종류의 용융탄산염 타입의 연료전지 제품을 소개하고 있다. 특히 MCFC 타입은 액화천연가스(LNG)는 물론 하수찌꺼기에서 발생하는 바이오가스를 연료로 전력을 생산할 수 있어 친환경성이 뛰어나다. 또한 서울시는 '원전하나 줄이기 종합대책'으로 230㎿ 규모의 연료전지발전소 건립을 추진하고 있어 국내에서도 수주에 박차를 가할 전망이다.

저자: Jose LuzSilveira
자료유형: 학술정보