에너지와 녹색산업 정리_1

지열 에너지

1) 정의

지열 에너지 (Geothermal Energy): Geo라는 지구와 Termal이라는 열의 의미를 갖는 어원의 복합어로 지구의 열을 의미.

 

- 지열은 유일하게 태양으로부터 독립적인 재생 가능한 에너지이다.

- 근본적으로 지구 내부의 에너지에서 발생한다.

- 화산 활동이 활발한 지역에서 마그마의 분출로 지구 내부의 온도가 매우 높다는 사실을 알 수 있다.

- 많은 지역에서 오래 전부터 온천을 이용해 왔고, 온천수를 다양한 용도로 활용해 왔다.

지열 에너지	열
지각 판, 화산, 지진 등이 원인이 됨	지각 판의 운동으로 인해 지구의 고온 내부로부터 지구 표면으로 흐르게 됨

 

- 지구의 온도는 깊이에 따라 점점 증가하며, 중심부의 온도는 4200℃ 이상이다.

1. 심층에 위치한 고온 지열 에너지는 시추공을 통해 지열수가 추출되거나 물을 인위적으로 주입하여 고온의 물 혹은 수증기를 생산한 후 그 열 에너지를 전기 에너지로 변환하는 지열 발전.
2. 지중의 열을 직접 공급해 건물과 축사의 난방, 식물의 재배, 목재의 건조, 물고기 양식 등에 사용하는 냉난방 시스템에 주로 이용.

 

2) 지열 이용의 역사

- 인류는 지열 에너지를 수 세기 동안 공간난방과 온수, 요리, 의료, 목욕 등과 같은 분야에서 넓게 사용해 왔다.

- 고고학자들은 수 천년 전에 미국 사우스 다코다에서 인디언들이 온천을 치료목적, 식수, 숭배의 대상으로 사용했음을 발견했다.

- 2000년 전 로마 목욕탕 -

3000년 전	2000년 전
중국 주나라 시절 시안 부근에 화청지에서 온천을 이용했으며 그리스 문명도 온천과의 연관성이 많았음	로마시대에는 온천 열을 이용하여 대중목욕탕의 목욕과 난방에 이용하였다는  기록이 존재함.

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- 1904년 이탈리아의 라르데레로(Larderello)에 위치한 붕산제조공장에서 지놀 콘티가 지열 증기로 전기 250kW를 생산한 것이 지열 발전의 시초.

- 현재에도 535MW의 지열 발전소가 그 지역에서 운영되고 있다.

 

 

 

 

 

- 1912년 위스의 하인리히 조엘리가 지열을 끌어올리는 특허인 히트펌프시스템을 세계 최초로 출원함.

 

 

 

 

 

 

 

- 1920년대 주택과 온실의 집단 난방을 위한 온수의 사용은 아이슬란드의 라이캬비크에서 최초로 시도됨.

- 아이슬란드는 국가 에너지 공급의 53%를 지열이 담당하고 있는 지열 에너지 강국.

 

 

 

 

 

- 50년만에 1958년 두번째 지열 발전소가 뉴질랜드 북섬의 와이라케에 세워짐.

 

 

 

 

 

- 1960년대 미국 캘리포니아 북쪽에서 약 120km 떨어진 곳에 위치한 세계에서 가장 큰 규모의 지열발전소(1517MW)인 가이저 발전소가 가동됨.

 

 

 

 

- 2017년 경상북도 포항시 흥해읍에 약 6MW급 우리나라 최초의 지열 발전소가 가동되었음.

- 화산지대가 아닌 곳에 지열 발전소가 건립되는 것은 아시아에서 처음이며, 전세계적으로는 프랑스와 독일에 이어 세번째.

 

 

 

 

3) 지열의 근원: 지구과학적 지식

 

구분	내용
내핵	고체상태 지구 반경으로부터 반경 약 3,470Km
외핵	고온의 마그마로 이루어짐 지구 반경으로부터 반경 약 34,70Km
맨틀	마그마와 암석으로 이루어짐 약 2,900Km 아래
지각	지표에서 약 25~65Km 깊이에 있음

 

 

내부의 핵	마그마
암석이 녹은 마그마 상태 계속하여 고체상태의 암석을 녹임	대류현상에 의해 계속적으로 맨틀과 지표로 보내짐

- 열에 의해 지구 내부의 온도는 5,000℃ 이상

 

 

구분	온도
지각	약 15℃
2Km	약 65 ~75℃
3Km	약 90 ~ 105℃

- 평균적으로 약 2.5 ~ 3℃/100m의 온도 증가를 보이지만 화산활동이 활발한 지역은 마그마가 지표 가까이에 있으므로 지표 부근의 온도가 매우 높은 편이다.

- 평균적으로 지각의 온도는 15 ~ 540℃를 유지하며, 깊이가 깊을수록 온도는 높게 된다.

 

 

■ 지열을 많이 이용하는 곳

1. 지각판이 서로 마주치고 지진이 많이 발생하는 곳인 환태평양 주위
2. 우리나라는 백두산, 한라산에 수차례 화산이 분출됐다는 기록이 있고 한반도의 백두산부터 추가령지구대를 통해 한라산에 이르는 지대는 지열자원이 확보될 수 있는 가능성이 높음
3. 동해의 높은 지열과 한반도 전 지역에 흩어져 있는 온천의 분포도를 볼 때 일본 열도와 인접한 지역이 높은 지열이 있음이 짐작됨

 

 

 

4) 지열의 근원: 지열의 활용

- 지열의 구분 -

- 온도에 따라서 직접 난방, 히트펌프 또는 전기발전 등에 다양한 용도로 사용됨

- 발전 분야를 제외하고 이용되는 지열의 35%가 지열 열 펌프(히트펌프), 목욕에 26%, 난방에 22%, 온실에 8%, 양식업에 4%, 산업용이 3%등에 사용됨.

 

저온: 10℃~66℃ (증기이용 전기 발전)

중온: 95℃~149℃ (바이널리 지열발전: 전기생산)

고온: 177℃~370℃

 

- 중/저온 지열 에너지의 직접 이용방법 -

- 중/저온 지열 에너지의 간접 이용방법 -

 

5) 지열의 근원: 지열원

온도 180 ~ 350℃ 이상의 고온 지열유체	온도 100~180℃의 중저온 지열유체
전기 발전에 사용	필요한 곳에 직접 공급

지열유체 (Hydrothermal Fluid) [가압소금/고온암반]

- 지열수 또는 증기를 의미.

- 지표로부터 100m~4.5Km 사이에 위치한 대수층 암반의 틈 또는 암반의 구멍 안에 형성된 고온수나 증기의 형태 (온도와 압력에 따라 다름)로 나타남. 

증기 에너지의 획득 방법은 지표의 불침투성 암반 및 대수층을 천공하여 고온수 또는 증기를 추출

 

 

 

- 얻을 수 있는 3가지 형태의 에너지 -

■ 지열원

1. 지구의 압력으로 눌려서 가압된 대수층 퇴적암에서 발견되는 메탄이 포화된 고온 고압의 소금물
2. 소금물과 메탄은 깊이 3~6Km에서 퇴적암에 존재하며 물의 온도는 90~200℃
3. 지구의 암력으로 가압된 소금물
4. 주로 멕시코 만의 북부지역에서 이러한 가압 소금물이 발견됨

 

■ 고온암반

1. 마그마 부근의 불침투성 암반을 의미하며 물을 함유하고 있지 않아 고온 건조암이라고 함
2. 지구 표면으로부터 8~16Km 깊이에 위치함
3. 고온암반까지 깊이 시추해야하며 암반 내에 넓은 열교환 지역을 만들어야 하므로 고비용이 요구됨

 

 

 

6) 지열 발전

■ 건증기(Dry Steam) 발전

물은 없고 지열 증기만 존재하는 대수층까지 시추하여 180~350℃의 고온 가압된 건증기를 추출함

추출된 증기가 발전소의 가스터빈을 통과하면서 전기가 생산됨

터빈을 통과한 증기는 응축기에서 물로 바뀌어 배수정을 통해 그대로 지층으로 방출됨

에너지 변환 효율은 약 30%이며 건증기 내에 비응축성 가스인 이산화탄소, 수소 황화물이 포함되어 있을 경우 터빈의 효율을 감소시키며 환경 보호를 위해 이러한 가스를 제거하는데 부가적인 비용이 소요됨

건증기 발전은 단순하면서도 가장 경제적인 기술로 널리 상용화되어 있음

■ 습증기(Flash) 발전

습증기 기술: 지열원이 액체 형태로 존재하는 곳에서 사용됨

지열원인 액체보다 훨씬 저압인 플래시 탱크로 액체가 분무되면 액체는 급속히 증발되어 증기로 변함

액체에서 변환된 증기는 건증기 발전소와 같이 터빈에서 팽창되어 터빈을 구동하고 발전기와 연결되어 전기를 생한함

미네랄과 소금이 함유된 염수는 플래시 탱크에서 증발되지 않고 방출됨

■ 더블 플래시 (Double Flash) 발전

초기1차 고압 플래싱 후에 남아 있는 플래시 되지 않은 액체가 2차 저압탱크(플래시 탱크)를 지나치면서 다시 한 번 추가적인 증기를 발생하게 됨.

증기는 2차 터빈을 구동하여 발전 효율을 20~25% 상승시킬 수 있으며 이를 위한 추가적인 설치비 부담은 5% 정도임.

■ 이중 사이클 (Binary Cycle) 발전

지열원의 온도가 충분히 높지 않은 중온수 또는 지열원이 화학적 불순물을 많이 함유하여 증발하지 못하는 곳에서 사용됨

이중 사이클 과정에서 지열수는 열교환기를 통과하여 물보다 낮은 비등점을 갖는 유기혼합물인 이소부탄 또는 펜탄 등의 제 2유체를 기화시킴기화된 제 2유체는 터빈을 회전시키면서 기체로 팽창 > 팽창된 기체는 응축기를 통과하면서 다시 열교환기로 이동하여 재사용됨 > 사용된 지열수는 지하로 배출됨

이중 사이클 발전은 습증기 발전보다 비용이 많이 들지만, 높은 효율을 달성할 수 있고 낮은 온도의 열원을 사용할 수 있으며 부식 문제를 피할 수 있음.

 

■ 고온암체 (Hot Dry Rock) 발전

화산지대 가까이의 지하 약 5Km에는 마그마의 온도의 영향으로 가열된 고온의 암체가 있고 그 대부분은 화강암임

암석은 낮은 열전도율을 갖고 있기 때문에 이 열을 가져오기 위해서는 넓은 열전달 면적이 필요함

암석 내에 주입된 물이 고여 있는 고온의 인공 저류층을 만드는 기술

실제로는 여러 개의 배수정과 유입정을 뚫어 많은 양의 지열수를 끓어 올림
EGS(Enhanced Geothermal System)기술, 심부지열 발전기술, 인공저류생성발전기술이라고도 부름.

 

■ 지열 발전의 장/단점 : 환경적 측면

장점

1. 지열 에너지는  열 또는 전기를 생산하기 위해 연소를 필요로 하지 않음

2. 지열 발전소는 이산화탄소를 배출하지 않으며 적은 양의 이산화황을 배출하므로 대기오염, 환경 규제 기준을 쉽게 만족함

3. 건조 증기 발전소와 플래시 증기 발전소는 주로 수증기를 배출하며 이중 사이클 발전소는 가스 배출이 없음

4. 지역 발전소는 넓은 부지 면적을 필요로 하지 않음

5. 지열 발전소는 mw당 1~8arce 부지가 필요하므로 원자력 발전소 (5~10acres/MW), 석탄 화력발전소 (19acres/MW)와 비교하여 환경적, 경제적으로 유리함

단점

1. 여러 개의 유입정과 배수정이 필요하므로 토양에 영향을 주기 때문에 지층의 침강 등을 유발할 가능성이 존재함

2. 지열 발전소를 시공하는 동안 우물 천공할 때와 시험운전 중 고압증기 배기관에서 소음공해를 유발함.

 

 

■ 지열 발전의 장/단점: 경제적 측면

장점

1. 에너지수입 의존도를 감소시키므로 국가경제 및 에너지 안보 측면에서 긍정적

2. 안정적으로 전기를 생산할 수 있는 시간이 기존의 타 발전소보다 높음

3. 하루 24시간 운영되도록 설계되어 있고 날씨나 연료공급과 무관하게 작동

4. 지열 발전소는 모듈화가 가능하여 확장 및 축소의 유언성이 높음

5. 출력은 필요한 만큼 확장 가능하므로 초기의 높은 투자비용을 회피할 수 있으며 발전소 건설 기간이 1~2년 정도로 짧음

6. 발전소 부지면적 요구조건이 작아서 환경적 측면뿐만 아니라 경제적 측면에서도 타 발전소보다 유리함

단점

1. 초기 개발의 위험성이 존재함

2. 지열원 탐색, 시추, 표면개발 작업에 관련된 비용 지출이 크고 많은 시도 후에도 사용 가능한 열원을 찾지 못할 위험성이 큼

3. 지열 유수지의 일정 기간 사용 후 고갈 될 수 있으므로 지속적으로 지하 열원을 개발해야 함

 

 

 

7) 지열원의 직접 이용

 

저온 또는 20~150℃ 중온수의 지열원

가정, 사무실, 세탁소, 온실, 온천, 양어장, 음식물 건조 및 보관시설, 광산 등과 같이 주거용, 산업용, 목적으로 직접 열을 사용할 수있음.

 

 

가정과 상업용의 운영에서 지열 에너지의 직접 사용

1. 전통적인 연료의 사용보다 가격이 저렴하며 화석연료와 비교하여 80% 정도 연료비를 절약할 수 있음
2. 환경 친화적이며 화석연료를 연소시킬 때 발생하는 공해와 비교하면 아주 적은 양의 공해만을 배출함
3. 지열원을 직접 이용하기 위해서는 지열 열 펌프를 이용해야 함

 

 

■ 지열 열 펌프의 개념

 

지열 열 펌프: 펌프가 물을 낮은 위치에서 높은 위치로 퍼올리는 기계라는 의미와 마찬가지로 열 펌프란 온도가 낮은 곳을 온도가 높은 곳으로 만들기 위해 열을 이동시키는 장치

1. 고효율의 재생에너지 기술 중 하나로 1940년대 후반부터 주거용과 상업용 건물 분야에 적용됨.
2. 온수뿐만 아니라 공간의 냉난방에도 사용되며 화석연료를 연소시켜 생성되는 열의 이동보다는 천연적으로 존재하는 열을 이동시킨다는 장점 존재
3. 많은 국가들이 지역에 따라 계절의 극한 온도가 여름철에는 혹서로부터 겨울철에는 영하 이하로 내려가지만 지구 표면의 지하로 수 미터 깊이에는 상대적으로 일정한 온도가 유지되기 때문에 겨울에는 지표 위보다 따뜻하며 여름에는 지표 위보다 차가움
4. 국가가 위치한 위도에 따라 7~21℃의 지열 온도를 보이며 우리나라의 경우에는 평균 약 15℃ 정도의 지열을 유지
5. 여름과 겨울이 확연한 우리나라의 기후조건에서 지중 15℃는 여름대기(30℃)보다 차가워 열을 버리기 쉬우며 겨울대기(-10℃)보다 따뜻하므로 열을 취득하기 쉬움 (여름과 겨울이 확연한 우리나라의 기후조건에서 활용 가능성이 매우 우수)

- 히트펌프 동작 원리 -

■ 에어컨 동작 원리(공기열원에 의한 히트펌프)

 

1. 효율을 높이려면 실외 응축기에서 열을 쉽게 방출하게 해줘야함 > 에너지사용절감
2. 공기로 식히는 것보다 찬물로 식히면 에너지 소비를 37% 절감 가능
3. 지열 열 펌프의 원리: 찬물의 개용으로 차가운 지하수 또는 지하에서 차가워진 열매체를 사용하는 것

■ 난방 동작 원리(공기열원에 의한 히트펌프)

1. 효율을 높이려면 실외 증발기에서 열을 쉽게 얻을 수 있게 해줘야함 > 에너지사용절감
2. 공기로 데우는 것보다 더운물로 데우면 에너지를 절감
3. 지열 열 펌프의 원리: 더운물 대용으로 지표보다 따뜻한 온도의 지하수 또는 지하에서 따뜻해진 열매체를 사용하는 것

- 지열 열 펌프 시스템의 유형 -

1. 수평형 밀폐회로 시스템

2. 수직형 밀폐회로 시스템

3. 지표수 이용 밀폐회로 시스템

4. 지표수 이용 개방회로 시스템

 

구분	내용
지중 열교환기 파이프	시스템의 전체 성능 및 비용 등에 영향을 미치기 때문에 선택 시 신중을 기해야 함
	현재 고밀도 폴리에틸렌 또는 폴리부틸렌 파이프가 주로 사용되며 이들 재료는 유연한 성질을 갖고 있으며 열을 가하면 쉽게 연결이 가능함
지중 열교환기 파이프의 크기 결정	지중 열교환기 내부를 순환하는 유체와 토양 사이의 열전달뿐만 아니라, 유체를 순환시키는데 필요한 동력(순환펌프가 소비하는 전기 에너지)을 동시에 고려해야 함
	파이프의 직경이 커질수록 순환펌프의 크기도 커지고 작업자가 다루기도 힘들기 떄문에 비용 상승을 초래함

 

■ 수평형 밀폐회로 시스템

1. 설치 비용 측면에서 주거용 설치에 가장 효과적이며 수직형 방식에 비해 저렴함
2. 1자형 또는 두루마리형 지열루프 파이프를 지하 1.8~2.4m 깊이로 매설하는데 보통 1RT당 150~180m 길이의 지열 파이프가 매설됨 (충분한 토지를 사용할 수 있는 건축물 구조에 유용)
3. 적어도 120cm의 참호가 필요.

※  RT: 냉동톤을 말하며 1RT는 33m^2 정도의 공간을 냉난방 할 수 있는 능력

■ 수직형 밀폐회로 시스템

1. 수평회로를 설치하기 위한 토지 면적이 충분하지않은 대형 상업용 건물은 수직축 시스템을 사용
2. 수직으로 참호를 만드므로 주변경관 훼손을 최소화 할 수 있고 주차장, 조경지, 보도 아래에 설치되므로 토지 이용에도 제한을 주지 않음
3. 직경 10cm 크기의 구멍을 6m 간격으로 약 50~150m 깊이로 천공하고 각각의 구멍 안으로 U 자형 지열루프를 매설하여 연결함

■ 지표수 이용 밀폐회로 시스템

1. 땅이 아닌 연못, 호수, 그리고 강 및 바다 등을 히트소스 또는 히트싱크로 이용하는 것
2. 설치 장소에 충분한 물이 존재할 때 저비용으로 설치 가능한 방식
3. 공급 파이프관을 건물로부터 물까지 지하로 연결하고 동결방지를 위하여 적어도 표면에서 2.4m까지 두루마리형의 나선 배관으로 구성함
4. 수중 열교환기는 부력에 의해 물 위로 떠오를 수 있으므로 수중에 고정해야함
   
   

■ 지표수 이용 개방회로 시스템

1. 개방형 시스템은 호수나 연못, 강 등의 지표수를 직접 열매체로 사용하는 방식

장점		단점
지표수 이용 밀폐형 시스템과 같이 지하 매설이 없으므로 설치비용이 저렴함		수질이 나쁜 경우와 수원 규모가 작은 경우 지표수인 열원의 온도 변화가 심하여 효율 감소 등의 문제가 발생될 소지가 있음

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해양 에너지와 수력 에너지

 

해양에너지의 개념

1. 해양에너지는 파도,조석, 조류 등의 기계적 에너지와 온도 구배, 염수구배 등 열에너지로 구분되는 다양한 형태의 재생 에너지로 존재함
2. 지구 표면의 75% 이상을 점유하는 해양은 세계에서 가장 큰 태양에너지 집열기라고 할 수 있음
3. 태양열은 심층수보다는 표층수를 더 가열하기 때문에 이러한 온도 차이로 인해 열 에너지가 생성되며 해양에 획득된 열의 일부분만이 동력을 생산할 수 있음
4. 태양이 해양의 활동에 영향을 미치지만 주로 달이 미치는 인력이 조류를 구동하며 바람이 해양의 파도를 움직임

 

해양 에너지의 이용 기술

1. 해양에너지를 이용하는 기술은 해양에 존재하는 기계적에너지를 전기에너지로 변환하는 장치에 관련된 기술이라 할 수 있음
2. 해양에너지 기술은 조력발전, 조류발전, 파력발전, 해수 온도차 발전 기술로 구분됨

 

해양 에너지의 이용 조건

1. 삼면이 바다로 둘러싸인 우리나라는 다양한 형태의 해양에너지를 이용할 수 있는 좋은 입지 조건을 갖추고 있음
2. 서해는 간만의 차이가 크며 수심이 얕고 해안선의 굴곡이 심하여 다양한 크기의 만이 많음. > 만을 가로지르는 방조제를 설치하면 적은 건설비로 대용량의 조력발전이 가능함
3. 임진왜란 떄 이순신이 활약했던 울돌목은 빠른 조류로 유명 (서남해안은 리아스식 해안으로 조류가 빠른 특징이 있어 조류발전의 유망한 후보자)
4. 동해와 제주도 근해는 파도가 깊고 수심이 깊어 파력발전과 해수 온도차 발전이 유망함

 

해양 에너지 입지 조건

조력발전	파력발전	온도차 발전
평균조차: 3m 이상 폐쇄된 만의 형태 해저의 지반이 견고 에너지 수요처와 근거리	자원량이 풍부한 연얀 육지에서 거리 30km 미만 수심 300m 미만의 해상 행해, 항만 기능에 방해되지 않을 것	연중 표심층수와 온도차가 17 이상인 기간이 많을 것 어업 및 선박 항해에 방해되지 않을 것

 

해양 에너지 특징

1. 에너지량이 매우 많고 고갈될 염려가 없으나 에너지 밀도가 낮음
2. 청정에너지로 해양이나 대기오염의 염려는 없으나 건설 입지 선정이 까다로움
3. 조력발전의 경우 방조제로 바다의 일부를 차단하면 환경변화를 염려해야 함
4. 조류, 파력, 해수 온도차 등의 경우 전력의 출력 변동이 심함
5. 육상으로 전송이 어려움

 

조력발전: 조석

1. 지구와 거리가 가장 가까운 달과 질량이 가장 큰 태양 간의 상호 인력 작용에 의한 기조력 떄문에 발생하는 현상
2. 해수 표면은 하루에 2회 밀물, 썰물 현상이 나타나는데 이를 이용하여 전기를 생산하는 방법이 조력발전
3. 밀물과 해수면이 가장 높은 떄를 만조, 썰물로 해수면이 가장 낮을 때를 간조라고 하며 만조와 간조에 의한 해수면의 차이를 조차라고 함

 

조력발전: 기조력

1. 태양.지구.달이 일직선상에 위치할 때 기조력은 최대가 됨(사리)
2. 태양과 달이 지구에 대해 직각일 떄 기조력은 최소가 되어 조차가 가장 작게 됨(조금)

 

조력발전의 원리

- 조력발전의 개념도 -

1. 조수 간만의 차이를 이용해 전기를 생산하려면 적어도 5m 이상이어야 함
2. 조력발전 기술은 수력발전에서 사용하는 기술과 유사
3. 간만의 차가 크게 존재하는 강의 하구나 만을 방조제로 막아서 만조 시에 들어오는 해수를 댐 뒤의 저수원에 가둠
4. 간조 시에는 댐의 반대쪽에 적절한 높이 차이가 만들어질 때 수문을 열어 낙차에 의해 물이 터빈을 통과하면 터빈이 발전기를 회전시켜 전기를 생산함
5. 조력발전시 양방향 터빈을 사용하면 만조와 간조시에 발전을 계속할 수 있음 (복류식 조력발전)
6. 한쪽 방향으로만 발전하는 단류식은 간조시 해수를 내보내면서 발전하는 낙조식 단류발전과 만조시 해수를 채우면서 발전하는 창조식 발전으로 나뉨
7. 복류식의 경우 하루 4번 발전이 가능
8. 밀물과 썰물의 시간에는 항상 예측 가능하므로 발전 시기와 발전 가능량을 예상할 수 있다는 장점이 있음
9. 조차가 클 수록 발전량은 늘어나는데 발전량은 조차 높이의 제곱, 저수지 면적에 비례함

 

 

조력발전기의 종류: 터빈

벌브형 

1. 전구 형태의 벌브형은 내부에 발전기가 설치되어 있어 터빈과 축으로 연결되어 있음
2. 물이 수차의 축방향으로 흐르도록 설계되어 있으므로 소용돌이가 없어 손실이 적음
3. 주로 저 낙차에 적합

 

튜브형

1. 터빈과 발전기가 경사각을 이루어 축으로 연결되어 있음
2. 발전기는 물 위의 별도의 공간에서 작동함
3. 발전기가 물밖에 있으므로 고장 수리가 용이함

 

 

 

조력 발전의 현황

 

1980년대

1. 우리나라는 가로림만을 중심으로 서해안 조력발전에 대한 타당성 조사를 수행

 

2005년

1. 가로림만의 조력발전 타당성 정밀조사를 시작으로 인천만, 강화만, 아산만 지역의 해양특성 상세조사와 조력발전소 설계를 실시
2. 시사호 건설로 인해 발생한 환경문제로 인해 가로림, 인천만 등 대규모 조력 발전 계획이 보류, 재추진 여부를 논의 중
3. 조력발전은 대규모 공사로 인한 환경문제의 발생이 예상됨에 따라 상용화가 쉽지 않은 사업임.

 

우리나라

1. 서해한 시화호 부근은 평균 약 5.6미터와 최대 9미터의 조차를 보이는 지역
2. 2011년 시화호 방조제에 조력발전소가 완공되어 현재 254MW의 전기를 생산중이며 이는 소양강 수력발전의 약 1.5배
3. 연간 약 86만배럴의 원유 대체효과, 31.5만톤의 이산화탄소 저감효과를 얻고 있음
4. 시화호 조력발전소는 세계에서 제일 큰 발전용량을 가지고 있으며 단류식 창조발전으로 외해에서 바닷물이 호수방향으로 유입될 때 발전이 이루어짐
5. 발전소의 정격 낙차는 5.8미터임

 

 

조류발전의 원리

1. 조력발전이 방조제 등의 조력댐을 만들고 저수지와 외해 사이의 낙차를 이용하여 발전하는 것과는 다름
2. 조류발전은 바닷물의 흐름, 즉 조류가 빠른 곳을 선정하여 그 시점에 수차발전기를 설치하고 자연적인 조류의 흐름을 이용하여 설치된 수차발전기를 가동시켜 발전하는 기술임
3. 조류발전에서 얻는 출력은 바닷물의 운동에너지를 이용하므로 풍력발전과 같이 바닷물 속도의 세제곱과 바닷물이 발전기를 통과하여 지나가는 면적에 비례 (유속이 빠른 곳이 조류발전에 유리)
4. 바닷물의 밀도는 공기의 밀도보다 약 1000배 크기 때문에 터빈의 반경은 풍력 발전기에 비해 훨씬 작음
5. 조류 발전은 유속이 초속 1미터 내외인 곳에서도 가능하지만 경제성 있는 발전을 위해서는 최소한 초속 2미터 이상인 곳을 후보지로 선정 

 

 

조류발전의 장단점

 

장점

1. 해양에 대규모 댐을 건설할 필요 없이 발전에 필요한 수차와 발전 장치를 설치하기 때문에 비용이 적음
2. 발전기를 통과해 지나가는 해수유통이 자유롭고 해양환경에 미치는 영향이 거의 없어 조력발전보다 더 환경 친화적

 

단점

1. 조류가 빠른 지역에 발전장치를 설치해야하기 때문에 적격지에 해당하는 해역은 제한적
2. 조력발전과 같은 대규모의 적용이 어려움
3. 발전을 적절히 조절할 수 있는 조력발전에 비해 자연적인 조류의 흐름의 세기에 따라 발전량이 결정됨

 

 

조류발전 사례

1. 국내 최초의 조류발전소가 시험운영되고 있는 울돌목은 전남 해남군 우수영, 진도군 녹진 사이의 해협에 위치
2. 협수로의 길이는 약 1000미터 폭은 500미터
3. 이 지역 중에서도 가장 좁은 영역인 최협부의 길이는 100미터 폭은 300미터 수심은 20미터
4. 조류 속도는 최대 초속 6미터 시속 20킬로미터로 매우 빠른 물살을 보임

 

 

조류 발전기: 수평축 터빈

1. 터빈의 회전축과 해류의 흐름이 평행하고 구조가 간단, 안정적
2. 선박의 프로펠러 또는 풍력발전기에 적용된 기술과 유사
3. 기술의 신뢰성이 높고 장치의 유지보수가 간편
4. 1개의 수평축에 1개의 터빈만을 장착 가능하므로 발전효율에 제약이 따름
5. 단방향 조류의 흐름에만 발전이 가능
6. 조류 유속의 변화시에도 출력이 안정적

 

조류 발전기: 수직축 터빈

1. 회전축과 해류의 방향이 수직을 이루는 구조
2. 해류의 흐름 방향과 무관하게 고정된 수직축을 중심으로 회전 (흐름의 방향이 변하는 조류의 경우에도 유리)
3. 다수의 수차를 한 개의 수직축에 설치하는 것이 가능
4. 조류 유속에 따라 출력 변동이 발생

 

 

파력발전

1. 바다에는 항상 파도가 있으므로 무한한 청정에너지임
2. 해면에 바람이 불면 해면과 바람과의 경계면에서 마찰에 의해 바닷물이 바람 방향으로 움직이면서 파도가 형성되고 파도의 전진 속도가 바람의 속도보다 느려지면 계속하여 바도가 형성 (이 과정에서 바람은 에너지를 잃고 바닷물은 에너지를 얻음)
3. 반대로 지구의 중력은 파도의 형성을 억제
4. 바람의 속도, 바람이 부는 기간 및 바다 표면이 열려있는 공간이 증가하면 파도의 높이는 증가
5. 일반적으로 큰 파도가 가지고 있는 에너지는 매우 크며 파력은 파도의 높이 속도 길이 및 물의 밀도 등에 따라 그 크기가 결정됨
6. 파도의 높이의 제곱에 비례하고 파도의 주기에 비례함 (파도가 높고 이동속도가 빠를수록 큰 파력을 가짐)
7. 파도의 움직임은 느리며 힘은 크지만 힘의 방향이 일정하지 않음

 

 

파력발전: 정의

• 파람에 의하여 형성된 파도가 상하 및 좌우로 운동할 떄 가지는 운동 에너지를 이용해 전기를 생산하는 것

 

 

파력발전: 종류

1. 파도로부터 힘을 추출하는 방법에 따라 공기터빈형, 부이 연결형 및 폰툰형등으로 나뉨
2. 공기를 압축하거나 바닷물을 끌어올려 수차를 회전시킴

 

 

파력발전의 종류: 공기터빈형

 

1. 우리나라에서 공기터빈형 발전소가 제주도 서쪽 용수리 1.2km 앞 해상에서 시험가동 중
2. 발전소의 규모는 50킬로와트급, 연간 약 580메가와트 규모 전력을 생산해 지역 주민 약 120가구에 전력 공급 가능

 

 

파력발전의 종류: 부이연결형

1. 부이가 파도를 따라서 상하운동을 하며 부이 아래에 설치된 펌프, 자석 선형 발전기를 작동해 발전하는 방식
2. 부이 아래에 직선운동을 하는 실린더 펌프가 부착되어 부이가 상하운동을 하면 고압의 물을 부이 안에 들어있는 수차로 보내 발전을 하는 방식이 있고 부이 아래의 펌프가 해수를 고압으로 해변으로 이송해 해변에 설치된 수차를 회전시켜 발전하는 방식이 있음
3. 부이 아래에 영구자석 선형발전기가 연결되어 있어 상하로 운동하는 선형발전기가 직선운동을 하면서 직접 발전을 함

 

 

파력발전의 종류: 폰툰형

1. 폰툰이란 바다 위에 띄워 놓은 대형의 길이가 긴 물체를 의미
2. 파도의 상하운동에 따라 폰툰이 운동할 때 생기는 동력을 이용해 발전
3. pelamis 장치는 길이가 30미터이고 직경이 3.5미터인 원통 네개가  서로 연결되어 있음
4. 여러 조각으로 연결된 폰툰이 파도 진행방향과 평행하게 설치되어 파도가 진행되면서 파도의 주기에 따라 폰툰의 일부는 상승하고 일부는 하강하면서 골절된 연결부분에 설치된 유압펌프가 작덩하면서 발전하게 됨
5. 포르투칼과 영국해안에 설치되어 시험운영 중

 

 

파력발전의 종류: 파도저장형

1. 파도가 쳐서 넘어오는 해수를 해수저장소에 저장하였다가 일시에 저장소 아래로 방출하면서 터빈을 돌려 발전하느 방식
2. 해수가 바로 터빈을 회전시키므로 구조가 단순, 에너지 변환에 의한 손실이 없다는 장점이 있음

 

파력발전의 종류: 해수온도차 발전

1. 해수 표면의 온도와 심해 (700m 깊이)의 온도차를 이용하여 발전하는 방식
2. 해양의 상층부는 온도 분포가 연간 20~30℃로 거의 일정한 온도이며 심층(500~1000m)의 온도는 2~7℃ 정도임
3. 해수 온도차 발전은 먼저 열교환기인 기화기에서 표층수를 이용해 액체상태의 암모니아를 가열하여 기화시키면 고압 상태의 암모니아 기체는 터빈에 들어가서 터빈을 회전시켜 전력을 얻음
4. 터빈을 나온 저압의 암모니아 기체는 열교환기인 응축기에 들어가서 1000미터 아래의 심해에서 끌어올린 4℃의 차가운 바닷물과 열교환하며 열을 잃고 액화됨
5. 액화된 암모니아를 다시 펌프를 사용해 기화기에 보내는 과정 반복
6. 해수 온도차 발전은 낮은 효율로 고가의 설치비용이 필요한 단점이 존재

 

수력발전이란

1. 1차 에너지로 하천 저수지 호수 등에서 물이 갖는 위치 에너지를 수차를 이용해 기계에너지로 변환하고 이를 다시 발전기에 의해 전기에너지 즉 전력으로 변환하는 발전 방식
2. 수력발전량은 세계 총 전력 생산량의 16%이고 재생에너지 생산량의 90%임
3. 일부 국가들은 수력발전이 매우 중요한 전력 공급원임
4. 현재 재생에너지 이용 중 수력발전이 차지하는 비율이 높은 국가는 노르웨이 98, 브라질 84, 아이슬란드 90, 캐나다 60, 스위스 55

 

수력발전은 설치용량에 따라 대수력(100MW 이상), 중수력(10~100MW 사이), 소수력으로 구분

1. 소수력의 기준은 국가별, 지역별로 상이, 하천이나 저수지, 호수 등을 이용한 수력발전을 의미
2. 다수 국가에서 소수력발전을 신재생에너지에 포함시킴
3. 대수력발전은 댐 건설과 대형 저수지를 개발해야 하므로 주변 환경을 해칠 수 있으나 수력발전의 경우 심한 환경 파괴, 사회적 문제를 일으키지 않음
4. 소수력 발전은 지자체 단위로 소규모 프로젝트를 수행해 손쉽게 전기를 공급 가능한 장점이 있음

 

수력발전의 장점

수력발전의 단점

 

수력발전의 원리

1. 수력발전이 생산하는 출력은 낙차와 수차를 통과하는 수량에 비례
2. 일반적으로 하천의 상류부에서는 낙차는 커지나 수량이 작으며 하류부에서는 낙차가 작은 대신에 수량은 큰 값을 얻을 수 있음

 

수력발전의 분류: 수로식

1. 하천의 상/중류부의 경사가 급하고 굴곡진 곳을 막고 수로로 물을 우회시켜 수로 끝에 상수조를 만들어 저장하고 상수조로부터 아래의 발전소까지 높은 낙차를 이용해 발전하는 방식
2. 물의 이동경로는 취수구 - 침사지 - 수로 - 상수조 - 수압관 - 발전소 - 방수로

 

 

수력발전의 분류: 댐식

1. 하천을 가로질러 높은 댐을 쌓아 댐 상류측 수위를 높여 하류측간에 낙차를 얻고 이 낙차를 이용해 발전하는 발전소
2. 경사는 완만하지만 댐에 저장되는 수량이 풍부한 한강 중.하류부에 이 형식의 발전소가 많이 건설되고 있음
3. 춘천댐, 의암댐, 팔당댐, 소양강 발전소 등이 있음

 

 

수력발전의 분류: 댐수로식 

1. 댐식과 수로식을 병용한것, 댐으로 얻어진 낙차 하류부의 경사를 함계 이용하는 발전소
2. 우리나라 수력발전소는 거의 댐식이지만 북한강 상류에 위치한 화천발전소는 상류에 댐을 축조, 여기서 저수한 물을 수로를 통해 하부의 발전소로 유도해 발전하고 있으므로 대표적인 댐수로식 발전소임

 

 

수력발전의 분류: 유연변경식

1. 어느 하천에 인접해 다른 하천이 있고 이 두 하천 사이에 큰 낙차를 얻을 수 있을 때 두 하천을 수로로 연결해 그 낙차를 이용하는 발전소 (취수지역과 방수지역이 서로 다름)
2.  섬진강, 강릉, 보성강 발전소 등이 유역변경식 발전소임

 

 

소수력 발전개념

1. 소수력은 물의 유동을 이용한 설비용량이 10메가와트 이하인 수력발전을 말함
2. 국내에선 보통 3메가와트 미만의 발전소 운영
3. 일반적으로 대규모 수력발전과 원리면에서 차이가 없지만 지역 조건에 따라 규모가 적고 단순한 수력발전임
4. 공해가 없는 청정에너지고 다른 대체에너지에 비해 높은 에너지 밀도를 가져 개발가치가 있는 부존자원임
5. 소규모 하천, 저수지뿐만 아니라 수도관로, 하수종말처리장, 화력발전소의 냉각수 등을 이용한 소수력의 개발도 추진 중

 

소수력 발전 입지조건

1. 가능한 용량이 큰 곳일수록 유리
2. 유역면적이 크고 산림이 풍부
3. 낙차가 크고 하천의 폭이 가능한 좁은 곳
4. 경제성과 자연환경보전을 위해 새로운 취소부 등의 설치 없이 기존의 조정지댐, 보, 수로, 자연터널을 그대로 사용 가능한 곳
5. 토지 보상비가 적고 인근에 도로가 있어 개발 시 교통이 편리한 곳

 

 

오스트리아 10킬로와트 회오리형 소수력 발전기

 

 

폐기물 에너지와 바이오매스에너지

 

자원순환사회의 필요성

1. 우리나라는 광물자원의 90%, 에너지의 96% 이상을 해외에서 수입해야하는 자원과 에너지 다소비 국가
2. 하루 평균 원자재 수입량이 1조원, 우리나라 주력 수출품인 반도체, 철강, 자동차 등의 하루 수출액을 모두 합한것에 두배에 이름
3. 매립되거나 단순 소각으로 처리되는 폐기물 중 에너지 회수가 가능한 물질이 56%로 개선이 필요 > 단위 면적당 폐기물 발생량이 OECD 국가 중 4위인 우리나라는 좁은 국토에 매립지를 추가로 건설하는건 불합리적
4. 대량생산, 소비, 폐기가 주류를 이루는 현재의 사회경제 시스템으로 현재 당면한 환경.자원.에너지 위기의 극복에 한계가 있음
5. 생산.유통.소비.폐기 등 전 과정에서의 폐기물 발생을 억제하고 발생된 폐기물과 순환이 가능한 자원을 경제활동의 순환계로 되돌려 자원과 에너지 사용을 최소화하는 자연순환사회로의 전환이 시급

 

선진국의 자원순환사회 전환 (1990년대 이후)

 

독일

1. 매립제로화 정책 시행
2. 2005년부터 생활폐기물의 직매립을 금지 최근에는 0.4% 이하로 낮춤

 

일본

1. 매립률을 3% 이하로 낮춤

 

※ 다수의 EU 국가는 매립세 또는 직매립금지와 같은 각력한 조치 도입

 

 

자연선순환 체계로의 전환 및 방안

1. 폐기물 중 순환자원을 인정하여 천원자원을 대체할 수 있게 함
2. 생산.유통.소비.폐기 등 모든 과정에서의 폐기물의 발생을 억제, 순환이용을 장려하기 위한 인센티브 필요
3. 폐기물 중 재활용 가능 자원이 단순히 매립.소각되는 대신 최대한 재활용되도록 폐기물 처분 부담금제도 필요
4. 순환자원거래소가 수요자와 공급자 간 연결을 확대시켜 폐기물과 순환자원의 거래활성화 역할을 하게 만듦

※ 재활용을 극대화하고 직매립을 최소화해 천연자원과 에너지 소비를 줄이는 순환형 경제사회구조 의미

 

 

폐기물

1. 사람의 생활, 사업활동에 더는 필요하지 않게 된 액체, 고체의 물질
2. 폐기물을 재활용 또는 에너지화해 환경오염 문제, 에너지 부족 문제 해결 가능

• 제철, 제강폐기물, 비철금속제련 폐기물, 폐타이어, 폐전지
• 폐석탄회, 종이, 캔, 유리병, 폐가전제품
• 중유회, 폐플라스틱, 폐산, 폐알칼리
• 음식물, 유기성 쓰레기, 폐목재, 폐촉매
• 도금 찌꺼기, 포장쓰레기, 농촌폐기물

재활용이 아닌 에너지로의 전환을 생각하는 경우 폐기물의 재료가 유기물을 많이 포함하는지가 중요

 

 

폐기물과 관련된 자원절약 및 환경보존 방법

1. 폐기물의 발생 억제, 감량화
2. 사용한 제품 재사용
3. 회수된 물질을 원재료로 재활용하는 재생품 생산기술
4. 기술적으로 또는 환경적 측면에서 적절치않으면 폐기물에너지화 기술을 사용해 대체에너지자원으로 전환해 사용

 

재생품 생산기술의 정의

1. 사용 후 버려진 유리, 금속, 캔, 건전지, 종이, 유기용매류, 폐플라스틱부터 원래 물질을 회수해 재생품을 생산하는 것
2. 이러한 물질은 쓰레기 속에 섞여 배출되므로 반드시 분리해야함

 

재생품 생산기술의 과정

1. 여러가지 쓰레기가 섞인 혼합쓰레기를 종류별로 분리
2. 분리 방법엔 수작업에 의한 수선별, 기계에 의한 자동선별이 있음
3. 현재 생활 폐기물은 분리수거시 플라스틱, 종이, 캔, 유리로 분리수거되며 중간에 다시 세부분리가 이루어짐

 

폐기물 에너지의 정의

1. 사업장 또는 가정에서 발생하는 가연성 폐기물을 가공.처리하여 얻어지는 고체.액체.기체 형태의 연료
2. 폐기물을 연소 또는 변환시켜 발생되는 열, 온수, 증기, 전기 등과 같은 에너지

 

 

폐기물 에너지의 특성

1. 국내 가연성 폐기물이 보유한 에너지 잠재량은 약 850만 TOE > 우리나라 총 1차 에너지 생산량의 3%
2. 폐기물 에너지는 국내 신재생에너지 공급량의 약 60%, 신재생에너지 발전량 비중으로는 54% 차지. 국내에서 중요한 신재생 에너지 자원임

 

폐기물 에너지의 장점

1. 청정 처리 및 자원 재활용 효과가 우수한 에너지원으로 단기간에 상용화, 대량 보급 가능
2. 원료인 폐기물이 저렴하고 폐기물 수거비용을 받을 수 있어 경제성 높음
3. 쓰레기 매립 문제 완화 및 폐기물 발생을 줄여 이에 따른 환경오염 방지 및 온실가스 감축 효과 얻음

 

폐기물 에너지의 단점

1. 폐기물 소각과정, 연료를 생산하는 과정에서 발생하는 배기가스, 잔류물, 악취, 화재 등 2차 환경오염 물질의 처리 필요
2. 님비현상으로 설명되는 대표적인 기피영역으로 사업화를 촉진, 대량보급을 추진하는데 어려움이 존재

 

 

폐기물에너지화 기술: 고형연료 기술

• 가연성 고체폐기물로부터 수분, 불연성 성분을 제거하고 분쇄.분리.선별.건조.성형 등의 가공을 통해 고체연료로 젼환시켜 산업.발전용 연료로 활용하는 기술

 

폐기물에너지화 기술: 열분해 기술

• 무산소 조건하에 외부에서 열을 가하여 고분자를 구성하는 탄소사슬을 끊어내 저분자로 만드는 열분해 과정을 통하여 액체연료로 변환시켜 주로 산업용 석유 대체연료로 활용하는 기술

 

폐기물에너지화 기술: 열분해 가스화 기술

• 탄화수소로 구성된 폐기물을 부분산화 및 수증기 반응에 의해 CO, H2, CH4로 구성되는 혼합가스 형태로 전환해 화학원료 합성, 전력, 증기생산 등에 활용하는 기술

 

폐기물에너지화 기술: 소각열 회수 기술

• 가연성 폐기물을 소각로에서 소각 처분할 때 발생하는 인소열을 이용해 증기, 냉온수 전기와 같이 이용 가능한 에너지로 회수하여 활용하는 기술

 

폐기물에너지화기술: RDF

1. 쓰레기를 충격파쇄기로 수 cm 정도의 크기로 파쇄함과 동시에 중량차를  이용해 유리 제거
2. 자력 선별기를 사용해 강철을 분리, 회전식 건조기에 보내 열풍건조로 수분을 제거하고 유도전류를 사용해 알루미늄 분리
3. 유리, 철, 알루미늄과 같은 불연성 성분을 제거한 건조 쓰레기를 더 작게 파쇄함
4. 석회를 첨가함 > 쓰레기가 부패하면서 가스가 생성되는것을 막고 성형성을 높이며 연소 시 발생하는 염화수소와 황산화물을 중화하는 효과 있음
5. 성형기를 통과시키면서 더 잘게 잘라냄과 동시에 압축하여 지름 2~3cm, 길이 5~10cm 고체연료를 성형해 만듦

 

폐기물에너지화기술: TDF

1. 자동차 증가로인해 폐타이어 발생량은 증가. 이를 이용한 재생연료 및 재생재료 등으로 사용이 증가
2. 1990년대 중반까지 토목공사용으로 재활용, 2000년대에 열이용연료로 사용이 급증. 특히 시멘트 소성로의 보조연료로 75% 사용 중
3. 폐타이어를 원료로 사용해 이를 분말 타이어 혹은 타이어시편으로 성형해 많이 사용함 (TDF를 발전용 연료로 사용할 경우 석탄과 함꼐 혼합해 연소하는 방법으로 사용함)

 

폐기물에저지화 방식별 에너지대체효과 및 온실가스 저감효과

 

 

바이오매스의 정의, 특성

1. 일반적으로 생테계를구성하는 생물유기체는 모두 바이오매스 범주에 포함
2. 생물유기체가 살아가면서 생산하는 물질, 사멸하면서 발생하는 동식물의 사체도 포함
3. 화석연류의 경우 이산화탄소 배출을 증가시킨다는 점에서 재생 가능하지 않음

 

바이오매스의 장점

1. 저장, 재생이 가능
2. 물, 온도 등의 성장조건이 맞는 곳이면 어디든지 구하기가 쉬움
3. 전통적으로 안정적이고 확립된 기술
4. 환경적으로 안전

 

바이오매스의 단점

1. 넓은 면적의 토지가 필요
2. 에너지 밀도가 낮아 경제성 문제 발생
3. 식량을 원료로 사용해 곡물 가격 상승
4. 자원 부존량에 대한 지역차이 큼
5. 수집,가공,저장 등의 에너지 투입 필요
6. 문란한 확장 시 환경장애 초래
7. 생물 다양성의 감소를 가져옴

 

바이오매스 기술: 에스테르화

1. 유채씨, 대두, 팜, 코코넛, 해바라기씨 같은 콩과 식물의 열매 육류가공시 발생되는 폐동물성지방, 폐식용우 등에서 직접 기름성분을 추출해 이용 > 직접 추출된 기슴에 촉매, 에탄올, 메탄올을 넣어 반응시키면 바이오디젤 연료
2. 일반 경유와 달리 물리.화학적 특성이 동일해 5~30%까지 경유와 혼합해 차량에 이용 가능

 

바이오디젤의 장점

1. 심각한 대기오염을 감소시키는데 효능을 발휘
2. 순수 바이오디젤 BD100 사용 시 일반 경유보다 미세먼지는 15~40%, 매연은 15~30% 감소시킴

 

바이오디젤의 단점

1. 빈곤국가와 저소득층의 식량난을 가중시킴
2. 지구온난화를 가속시킴
3. 석유자원과 유사하게 대외적인 상황변화에 크게 의존함

 

 

알코올 발효

1. 당을 에탄올로 변환하기 위해 사용
2. 당질계 작물에서 당을 추출해 알코올 발효, 곡물의 탄수화물을 당으로 변환 후 발효시켜 얻음
3. 산소가 없는 상태에서 포도당을 미생물로 발효
4. 에탄올은 액체 바이오연료 중 가장 일찍 개발. 수송용으로 사용
5. 현재는 대부분 곡물에서부터 얻어지는 전분, 열대작물에서 얻는 당류.
6. 미국, 브라질이 세계 최대의 생산국 미국은 옥수수전분의 포도당을 브라질은 사탕수수의 설탕을 원료로 씀
7. 브라질은 전체 수송룡 중 연료 20% 점유, 전세계 공급량의 44% 점유

 

우드펠릿

1. 폐목재 고형연료로 일정 크기의 원통모양으로 만든 목재연료
2. 목재가 가진 리그닌 성분이 접착제 역할을 하는 무공해 연료
3. 90%가 유렵, 북미에서 생산. 이 중 80%는 EU에서 난방. 발전용으로 씀
4. 도시가스나 석탄보다는 비싸지만 경유와 등유에 비해선 50~80% 저렴
5. kg당 4550kcal로 등유 1L와 동일한 발열량을 내려면 2kg이 필요

 

가스화

바이오매스를 공기, 산소, 수소, 수증기, 이산화탄소 존재 하에 가열하여 반응시켜 가스 상태로 변환시키는 것

 

 

 

메탄발효

1. 여러 성분이 혼합된 불균일한 유기성 슬러지는 열화학적 처리에는 부적합
2. 유기성 슬러지는 자연계에서 혐기성 소화과정을 거치면 다른 방법들에 비해 상대적으로 반응 속도가 느리지만 편리하게 사용할 수 있는 메탄가스가 생성됨
3. 혐기성 소화과정은 음식 찌꺼기, 가축분뇨와 같은 유기물 쓰레기를 공기를 차단한 상태에서 박테리아를 이용해 분해하는 것
4. 메탄이 50% 이상 함유된 가스 회수 가능. 열병합 가스발전기의 연료로 이용