재생에너지를 이용하여 CO2와 물로부터 DME 최적 생산

전문가 제언

○ 이 연구는 물 전기분해로 얻는 H2를 CO2와 반응시켜 DME(Dimethyl Ether)를 생산하되 연간 최적 생산량을 검토하였다. DME를 생산하는 시설은 태양광/풍력에너지에 의한 발전 공정, 물 전기분해, 수소 및 산소 정제 공정, DME 합성 공정 및 제품정제 공정으로 구성한다. CO2는 별도로 포집된 것을 사용하는 것을 기준한다. 물 전해의 에너지원으로써 태양 전지와 풍력 터빈을 비교하여 태양전지 발전을 선택하였고, 미반응가스는 순환 사용과 에너지용 사용을 비교하여 순환사용으로 결론지었다. 이 시설의 설계와 연간 최적 가동을 위하여 수학 프로그래밍 기법을 이용하였다.

 

○ 이 연구에서 DME 생산규모는 197 kt/yr, 총투자비는 349 M€, 생산원가는 1.43 €/kg이다. 현재 DME 시가는 약 1 $/kg이다. CO2와 재생수소로부터 생산할 수 있는 화학제품으로 DME 외에도 메탄과 메탄올이 연구되었다. 한편, 바이오매스로부터 합성가스를 거쳐 DME를 생산하는 경우도 보고되었다. 지금까지의 연구에 의하면 바이오매스의 경우가 더 효율적이고 경제적이지만, 현 시점에서 어느 방법을 선택할지 여부는 단순하게 결론지을 수 없다고 연구자는 결론지었다.

 

○ 국내에서 DME에 대한 연구는 주로 메탄올의 탈수에 의한 DME 합성과 디젤연료 대체에 관한 것이다. CO2를 수소화하여 DME를 생산하는 연구보고는 “The CO2 Hydrogenation toward the Mixture of Methanol and Dimethyl Ether: Investigation of Hybrid Catalysts(한국화학회지 19권4호, 1998)” 및 “Thermodynamic Investigation of Methanol and Dimethyl Ether Synthesis from CO2 Hydrogenation(한국화공학회지 17권2호, 2000)”이 있다. 재생에너지에 의한 물 전기분해로부터 얻는 수소와 DME 생산 및 전체 공정을 연계한 연구는 없다.

 

○ 정부의 온실가스감축로드맵에는 탄소 포집, 사용, 저장(CCUS) 계획의 하나로써 “탄소자원화 기술개발 및 조기 실증. 상용화로 온실가스 감축 및 신산업 창출” 계획이 포함되어 있다. CO2를 포집하여 산업적으로 이용하는 방안이 이제는 구체적이고 실용적으로 추진되어야 할 것으로 본다.

 

 

저자

Mariano Martin

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

화학·화공

연도

2016

권(호)

13()

잡지명

Journal of CO2 Utilization

과학기술
표준분류

화학·화공

페이지

105~113

분석자

이*용

분석물

• 재생에너지를 이용하여 CO2와 물로부터 DME 최적 생산.pdf [493,505 byte]

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