[환경문제, 경제] CO2 저감 기술과 신 성장 에너지

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2009.08.18 / 2019.12.24
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목차: [목 차]
I. 서론
II. 본론
A. CO2 저감 기술 방안
a. 이산화탄소 포집 및 저장 기술 (Carbon Captured and Storage)
b. 탄산염 광물화 (Mineral Carbonation)
B. 신 성장 에너지의 현황 및 향후 전망
a. 해양 바이오매스 (Biomass)
b. 조류 발전
III. 결론

본문내용: I. 서론

 인구의 증가와 산업화로 인하여 에너지 수요가 늘게 되면서 화석연료 사용이 급속도로 증가한 결과, 이산화탄소의 방출량이 동시에 증가하면서 전 지구적인 온난화 문제가 꾸준히 제기되어 옴
 세계기상기구(WMO)는 앞으로 지구온난화 때문에 더 많은 자연재해가 더 강력하게 발생할 것으로 예상하고, 특히 우리나라의 경우 1990년대의 기상이변 발생 건수가 1950년대에 비해 약 5배 이상 증가하였으며, 이는 심각한 경제적 손실을 야기시킨 것으로 보고됨

 지구온난화를 예방하기 위한 범지국적인 ‘환경 협약’ 성격으로 채택된 기후변화협약은 이후 지구온난화를 유발하는 온실가스 감축을 위한 구체적인 수단으로 교토의정서(1997년 11월)을 채택
 교토의정서는 온실가스를 시장에서 거래할 수 있는 시장경제 개념을 도입하였다는 데 그 의미가 있으며, 이와 같은 측면에서 경제협약이라고 할 수 있음

 따라서 교토의정서 채택으로 인하여 온실가스 배출을 줄이거나 처리하는 첨단기술을 많이 보유하고 있는 국가나 기업이 세계 경제에서 우위를 차지하게 될 것이며, 이를 바탕으로 새로운 세계 경제 질서가 나타날 것으로 예상
 2004년 기준으로 전 세계 이산화탄소 배출량의 22.1%(15.1억 탄소톤)를 배출하고 있는 미국은 이를 저감할 수 있는 기술적인 대안이 없어 2002년 3월 교토의정서의 불이행을 선언
 선진온실가스 저감기술 확보만 기후변화협약을 선도할 수 있음을 보이고 있으며, 결국 경제협약의 배경에는 선진기술 확보가 중요한 역할을 할 것

 석탄 수요의 증가 역시 고려해야 할 사항으로 미국의 전력 공급 업계는 2003년부터 2030년까지 280,500 MW급의 석탄 연료 발전소를 추가 건설할 계획이며, 중국의 경우 이미 매주 1개에 해당하는 속도로 대형석탄연료발전소를 건설 중에 있음
 2030년까지 가동될 새로운 발전설비들이 배출할 전체 이산화탄소의 양은 산업혁명 초창기 이후 지금까지 소비된 석탄 배출 이산화탄소의 양보다 많을 것으로 예상

 본 보고서에서는 현재까지의 CO2 저감기술의 개발현황 등을 조사할 것이며, 신 성장 에너지 중 해양에너지에 대해 정의하고, 몇 가지의 대표적 사례를 조사하여 국내/외 현황과 경제적/기술적 분석을 제공

 무엇보다도 각종 경제 활동으로 인해 발생하는 환경적 피해 부분 중에서 가장 큰 화제로 대두되고 이산화탄소 배출과 그로 인한 각종 결과에 팀 프로젝트의 초점이 맞춰져 있고, 이산화탄소 저감기술과 관련된 연구의 현황과 전망을 보여줌과 동시에 보다 기술적인 측면에 비중을 맞춤
II. 본론

A. 이산화탄소 저감 기술

a. 탄소 포집 및 저장 (Carbon Captured and Storage, CCS)

1. CCS 기술 소개

 CCS 기술은 Carbon Capture and Storage의 약자로, 이산화탄소가 대기 중에 배출되기 전에 회수를 한 후 수송하여 격리시키는 기술임
 CO2 대량 발생원으로부터 CO2를 대량으로 분리, 포집 및 수송하여 저장용량이 매우 큰 육상지중/해저의 유•가스전, 대수층, 석탄층 또는 심해에 안정적으로 장기간(수천년 이상) 저장

 연소 전의 석탄을 산소와 반응시켜 수소와 CO2 를 분리(석탄 가스화 기술)시키거나 연소 후에 화학약품을 통해 CO2 를 흡수하는 기술 등이 상용화 가능성이 높은 것으로 알려짐
 이렇게 모은 CO2 는 석유나 천연가스를 뽑아낸 땅속 빈 공간이나, 해저에 저장

2. CCS 기술의 특징

2.1 탄소 포집 기술

 CCS의 포집 기술은 기본적으로 ‘연소 후 기술’, ‘연소 전 기술’ 및 ‘순산소 연소기술’ 등 3가지 기술로 나눌 수 있다.

(1) 연소 후 기술(Post-combusition)

 연소 후 포집 기술은 연료를 연소 시킨 후 발생하는 배기가스 중 CO2만을 포집하는 기술로 배기가스 중 CO2 농도가 비교적 저 농도(3~15 volume%)인 경우에 효율적으로 사용
 연소 후 기술은 기존의 공장을 변형하지 않으면서 공정을 개선할 수 있는 큰 장점이 있으나 고비용, 고에너지 소비공정으로 대규모 장치가 필요한 단점도 존재

 이러한 연소 후 기술은 CO2가 분리 포집되는 공정에 따라 크게 흡수법, 흡착법, 막분리법, 심냉법과 기타 기술로 분류되며, 이에 대한 내용을 다음 표와 같이 정리할 수 있음

공정 특징 및 장점 단점
연소 후 기술 Amine계
흡수법 - CO2와 화학반응이 가능한 흡수제(주로 Amine계)를 이용하여 CO2를 화학 흡수시킨 후, 탈기과정을 통해 CO2를 회수하는 공정
- 다른 연소 후 기술들에 비해 상대적으로 가장 경제적 기술 - 에너지 소비 과다
(약 30%의 전력손실)

- 제반 비용 수반
(설치비 및 운전비 등)

물리 흡수 - 약 산성인 CO2를 물리적으로 용해하여 흡수하는 방법
- 화학흡수법보다 에너지소모 少 - 용매제 비용 高
- 용매 추출 개발회사에 대한 기술 의존도 高
건식 흡수 - 액체 흡수 방식의 단점(고 재생열, 부식성, 불안정성 등)을 극복하기 위해 건식 흡수제 이용
- 고흡수성, 고강도, 고밀도 - 현재 연구중
흡착법 - 전기에너지, 고체 흡착제 등을 이용하여 CO2를 탈착시켜 회수하는 공정
- 탈착가스의 온도가 높고 진공압력비가 클수록 회수율과 순도 증가 - 회수율과 순도 증가에 따라 에너지 소비 증가의 문제점 존재
막분리법 - CO2가 포함된 연소 배기가스를 통과시켜 고순도 CO2만을 선택적으로 분리하는 방법
- 설치 비용 및 운전비용 저렴
- 고효율, 친환경적 - 본격적 연구가 이루어지지 않아 상용화X
- 잠재력 존재
심냉법 - 고농도 CO2 함유 가스를 가압 냉각, 액화 분리하는 기술
- 저장 운송을 위해 필요한 기술 - 에너지 비용 高
- 대규모 공정, 저농도 배기가스 분리는 불가능

(2) 연소 전 기술 및 순 산소 연소 기술

 연소 후 기술 외에도 연료를 연소하기 전 미리 연료를 반응 처리하여 CO2와 수소

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