[출연연추천기술.23] 골칫거리 회분 없앤 바이오매스

에너지연 청정연료연구실, 알칼리 이온금속 제거 저회분 바이오매스 연료제조기술 개발
100℃ 상압서 파울링·초미세먼지 감소···공정 부산물로 염분차발전·배터리 플랫폼 융합가능
출연연 기술사업화 공동마케팅·윤병철 기자 bravodv@HelloDD.com 입력 : 2019.07.18|수정 : 2019.07.18
저회분 바이오매스 연료 제조기술 효과 입증 <자료=에너지연 제공>저회분 바이오매스 연료 제조기술 효과 입증 <자료=에너지연 제공>

화석연료가 온난화를 일으키는 이산화탄소 발생의 주요인으로 지목되면서 바이오매스 연구가 증가한다. 바이오매스는 생명체 유기물로부터 추출되는 연소자원으로 이산화탄소를 줄이는 탄소 순환이 장점이다.

그러나 바이오매스의 에너지화는 고온고압의 연소조건과 약품처리 등 상용화를 위한 추가 기술이 필요하다. 특히 유기물 연소 후 남은 칼슘과 나트륨 등 회분은 발전소 공정의 여과막을 막거나 부식시키는 파울링·슬래깅 등을 낳고 초미세먼지(PM2.5)를 발생한다. 회분을 청소한 폐수 처리도 문제다. 

최영찬 한국에너지기술연구원 청정연료연구실 박사팀은 바이오매스에 포함된 알칼리 이온금속을 제거하는 저회분 바이오매스 연료(Ashless Biomass Fuel) 제조기술을 개발해 회분 문제를 해소했다. 

이 기술은 초미세먼지 원인이자 발전소 운전을 방해하는 알칼리 이온금속을 100℃ 이하 상압에서 95% 이상 연소하고, 저회분 바이오매스를 90% 이상 회수한다. 또한 회분 처리수의 재사용 공정으로 제조단가를 줄인다. 

이로써 그동안 활용을 못했던 국내외 미이용 바이오매스를 연료로 쓸 수 있다. 그리고 공정 부산물인 염화칼륨과 염화나트륨 등 전해질로 염분차 발전시스템(RED)과 칼륨이온(K+) 배터리 시장과도 융복합 실증 플랫폼 구현이 가능하다.

저회분 바이오매스 기술은 기술성숙도(TRL) 7단계로 파일럿 규모의 통합공정을 구축해 연속공정과 고효율·최적화 기술을 개발 중이다.

저회분 바이오매스의 정의와 융복합 생산공정 <자료=에너지연 제공>저회분 바이오매스의 정의와 융복합 생산공정 <자료=에너지연 제공>
관련특허 파울링 유발성분을 제거한 보일러용 연료 생산 시스템 외6건
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Keyword #바이오매스 #연료 #환경
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