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제목 2017-1학기 2차 콜로퀴엄 '바이오가스를 활용한 신재생 에너지 사업' 강연내용
글쓴이 관리자 작성일 2017-04-12 12:28:38
수정일
2017-04-12 12:29:34

2017-1학기 2차 유기신소재 콜로퀴엄 내용정리

 

일시 : 2017.04.10.18:00 ~ 19:15

장소 : 베어드홀 103

강연주제 : 바이오가스를 활용한 신재생 에너지 사업

연사 : 김영민 상무(에코바이오 홀딩스)

 

◆목차 :

바이오가스의 개념

바이오가스 관련 정책

바이오가스 지원화 기술개념

바이오가스 지원화 사업 사례

 

1. 바이오가스의 개념

 

◆바이오가스란?

point!! 바이오가스 : 생물 유기체를 변환시켜 얻을 수 있는 기체 (CH4 : 50~60%, CO2 : 30~40%, etc.)

바이오가스 구성성분 : 무취 - CH4, CO2

악취 유발 성분 - H2S, NH3

 

자세히!! 바이오가스는 생물 유기체를 변환시켜 얻어지는 기체이다. 바이오가스는 메탄 50~60%, 이산화탄소 30~50% 그리고 기타성분(황화수소, 암모니아 등)으로 이루어져있다. 일반적으로 바이오가스에서 악취가 나는 것의 원인은 황화수소, 암모니아 같은 소량의 구성성분에 의한 것이고 바이오가스의 대부분을 차지하는 메탄과 이산화탄소는 무취이다. 이산화탄소는 지구온난화를 유발하는 주범이다. 그러나 메탄은 지구 온난화 지수가 이산화탄소 보다 낮기 때문에 만약 우리가 바이오가스를 잘 이용해 메탄가스를 사용한다면 이산화탄소를 21배 낮추는 효과가 있다. 또한 우리가 요즘 잘 이용하는 천연가스와 LFG와 소화가스 즉, 바이오가스는 구성성분이 비슷하여 활용분야도 넓다.

 

바이오가스의 필요성 :

point!! CH4 gas 사용 시 화석연료 사용할 때 보다 CO2 배출량 21배 감소

지리적으로 신재생에너지 개발에 불리한 대한민국 상황에 미생물과 폐기물을 이용한 바이오가스 활용은 상대적으로 유리

 

자세히!! 우리나라는 지리적으로 신재생에너지를 개발하기에 좋지 않다. 하지만 바이오가스는 미생물과 폐기물을 이용하는 것이기 때문에 활용이 가능하다. 바이오가스는 악취가 나지 않으므로 지역 님비현상도 완화될 것이고, 다른 에너지원에 비해 지속적인 공급이 가능할 것으로 보인다. 바이오가스를 잘 활용한다면 전국에 바이오유전을 갖게 되는 것이라고 할 수 있다.

 

바이오가스 생성 메커니즘

point!! 가수분해단계 산 발효과정 메탄생성단계

 

) 통성 혐기성균(facultative anaerobic bacteria)

바이오가스 생성 시 가수분해단계와 산 발효과정에서 분해에 이용되는 균으로 산소가 존재하는 호기성이나 산소가 없는 혐기성 조건 모두에서 살아갈 수 있는 미생물이다.

 

) 절대 혐기성균(obligate anaerobic bacteria)

바이오가스 생성 시 메탄생성단계에서 분해에 이용되는 균으로 유기호흡에 의해 생성되는 산화물을 분해하는 SOD(superoxide dismutase)가 없어 산소와 단시간의 접촉에 의해서도 사멸하는 미생물이다.

 

 자세히!!바이오가스는 가수분해단계 산발효과정 메탄생성단계 순으로 생성되며 가수분해단계와 산발효과정에서는 산소의 유무에 상관없이 잘 작용하는 미생물인 통성혐기성균(facultative anaerobic bacteria)’을 이용해 분해하고, 메탄생성단계에서는 산소를 싫어해 조금의 산소가 들어와도 분해 효율이 떨어지는 절대혐기성균(obligate anaerobic bacteria)’을 이용해 분해해서 최종적으로 바이오가스를 만들어낸다.

 

2. 바이오가스 관련 정책

전 세계적으로 환경문제로 인해 화석연료를 대체하는 신재생에너지를 권장하고 다양한 에너지 관련 정책들을 수립 중에 있다.

 

3. 바이오가스 자원화 기술개념

 

바이오가스 기술 발전 과정

 point!!1세대(1990년대 초) : 악취가 나는 가스 방출 및 냄새 단순 조작

  2세대(1990년대 말) : 타 국가의 바이오가스 발전에 자극 받아 개발 시작

  3세대(2000년대 초) : 불순물을 제거한 메탄 함량 50%의 연료가스 생산 (중질가스)

  4세대 : 메탄 함량 50%로 보일러에서 수증기 생산 (스팀터빈)

  5세대 : 메탄을 선택적으로 분리, 도시가스나 자동차 연료로 사용 (고질가스)

 현재 : 메탄에서 수소 선택적 분리, 연료전지 및 수소연료전지 개발 진행

 

자세히!!1990년대 초에는 바이오가스를 그냥 악취라 생각, 태워버리거나 향수를 뿌려 냄새를 숨겼다(1세대 : 가스 방출 및 단순 조작). 1990년대 말 바이오가스 산업 발전을 보고 우리나라도 점차 바이오가스를 개발하기 시작하였다(2세대 : 가스엔진). 그 후 2000년대 초, 근래까지는 불순물을 제거한 메탄함량 50%의 연료가스 생산(3세대 : 중질가스), 메탄 함량 50%로 보일러에서 수증기 생산(4세대 : 스팀터빈), 그리고 메탄을 선택 분리(97%)해서 도시가스나 자동차 연료로 사용(5세대 : 고질가스)까지 이르렀다. 그리고 현재는 메탄에서 수소를 선택적으로 분리, 연료전지 및 수소를 생산하는 수소 연료 전지의 개발 프로젝트가 진행 중이다.

 

4. 바이오가스 자원화 사업 사례

 

수도권 50MW 매립가스 발전소

대구 방천리 매립가스 발전소

서남 물 재생센터

 

Q&A

) 바이오가스에서 막분리법을 하는데 여기에 사용되는 고분자는 어떠한 것이 있으며 어떤 성능을 키워야 하는가?

멤브레인 종류의 고분자를 사용한다. 멤브레인의 pore size가 중요하다.

 

) 호주와 대한민국의 쓰레기가 다르다 하셨는데 어떠한 점이 다른가?

가스의 수분함량이 다르다. 호주의 쓰레기는 수분이 적고, 대한민국의 쓰레기는 수분이 많다.




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