산림 및 농업폐기물의 태양열 열분해를 통한 바이오연료 생산

전문가 제언

○ 바이오매스 열분해를 통해 바이오오일과 바이오가스를 생산하는 전통적 기술에는 유동상(Fluidized Bed), 회전로(Rotary Kiln), 자유낙하 반응기(FFR: Free Falling Reactor) 등 여러 가지 기술들이 사용되고 있는데 급속 열분해(Flash Pyrolysis) 기술의 경우는 바이오 오일 수율이 45wt%에 이른다는 연구결과도 있다.

 

○ 그러나 바이오매스 열분해는 전기 가열 등 많은 에너지가 투입되어 에너지 효율이 낮아지고 환경적 편익이 줄어드는 문제점이 있다. 이 자료는 친환경 에너지원인 태양광선을 집광하여 고온의 태양열을 만들고 이를 이용하여 고온 열분해함으로 이 문제의 해결 방안을 제시하고 있으며 바이오매스 태양열 열분해 기술의 특성을 분석하고 있다.

 

○ 바이오매스 열분해에서 수율에 영향을 미치는 중요 인자는 온도와 가열 속도이다. 예를 들면 바이오매스 열분해로 일차 생성된 타르(tar)는 섭씨 500도 부근에서 쉽게 깨져 저분자량의 가스로 변하기 때문에 온도에 따라 액상 생성물(타르나 차르)의 수율이 감소하고 가스 수율이 증가하게 된다. 또한 급속한 가열 속도에서는 가열 및 질량전환 한계치가 감소하고 결합분해반응(bond-scission)이 우세해지므로 일차 생성되는 휘발성 물질들(타르 및 가스)의 수율이 증가한다.

 

○ 이러한 바이오매스 열분해 기술은 우리나라에서도 대학, 정부연구기관 등에서 바이오매스 이용기술의 하나로 연구하고 있지만 아직까지 산업화에는 이르지 못하고 있다. 그러나 미국, 캐나다 및 유럽 등에서는 풍부한 산림자원을 이용한 산업화가 진행되고 있다.

 

○ 전통적 바이오매스 열분해는 반응온도를 1,000도 이하로 하지만 바이오매스 태양열 열분해는 반응온도를 2,000도 이상까지 올릴 수 있고 가열 속도를 5도/분-450도/분까지 폭넓게 설정할 수 있어 공정상의 장점이 많다. 우리나라에서도 고온 반응과 고속 가열 속도를 통해 바이오가스의 특성을 크게 개선할 수 있고 또한 태양열 이용을 통해 환경적 편익을 높일 수 있는 바이오매스 태양열 열분해기술에 대한 연구개발을 강화하고 산업화를 조속히 추진할 필요성이 높다.

 

저자

Rui Li, Kuo Zeng, Jos
e Soria, Germ
an Mazza, Daniel Gauthier, Rosa Rodriguez, Gilles Flamant

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

에너지

연도

2016

권(호)

89()

잡지명

Renewable Energy

과학기술
표준분류

에너지

페이지

27~35

분석자

김*철

분석물

• 산림 및 농업폐기물의 태양열 열분해를 통한 바이오연료 생산.pdf [483,617 byte]

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