지구온난화와 관련된 바이오디젤에 관한연구

지구온난화와 관련된 바이오디젤에관한연구 대 기 환 경 공 학 학번 : 2200906 이름 : 김재민

연구 배경 및 목적 전 지구적으로 극심한 기상이변과 온난화 현상 관찰 사상 유래없는 피해 발생 CO2의 감소에 대한 대책 및 기술 시급 온난화와 관련하여 바이오 디젤의 사용에 관해 연구

지구 온난화의 이해 • Natural green house effect

지구 온난화 지수(Global warming potential) (온실가스는 열축적 능력의 차이로써 온실효과를 일으키는 잠재능력) - CO2 : 1 - CH4 : 21 - NO2 : 310 - SF6 : 23,900 CO2 3% 초과시 균형파괴 지구온난화

최우선으로 화석연료 사용을 줄이고천연가스 이용 에너지효율을 높여 CO2의 발생 억제 CO2를 분리, 회수하여 이용하는 기술이용 (흡수법, 흡착법, 막 분리법, 생물학적 저장법, 화학적 저장법 심해저장법 지중 저장법, 광화학법) 대체에너지 사용 바이오 디젤연료 이용 (C2H5OH +3O2 2CO2 + 3H2O+1367(kJ) (2C8H18 +25O2 16CO2 + 18H2O) 충분한 산소공급 (2C8H18+17O2 16CO + 18H2O) 불충 분한 산소 공급 지구 온난화 방지 대책 5 /16

바이오디젤이란? • 바이오디젤( BD100 ) 동·식물성 油脂( 대두유, 유채유, 폐식용유, 우지 등)와 알코올을 반응시켜 만든 지방산메틸에스테르로서 순도가 96.5%이상 • 바이오디젤 연료유 동·식물성유지를 이용하여 제조한 연료(바이오디젤) 및 이를 석유 제품과 혼합한 연료 (BD20, BD5) • BD 20 : 경유 80% + BD 원액 20% 혼합 • BD 5 : 경유 95% + BD 원액 5% 혼합

CH2-OH R’’’ -CO-O-R CH2-O-CO-R’ 촉매 + + 3ROH CH1-OH R’’ -CO-O-R CH2-O-CO-R’’ CH2-OH R’ -CO-O-R CH2-O-CO-R’’’ Alcohols (usually MeOH) Methyl Esters (biodiesel) Triglyceride (oil or fat) 글리세린 * NaOH, KOH 바이오디젤 반응 메커니즘 에스테르화반응

바이오디젤 필요성 • 대체에너지로서의 효과 - 에너지 자원의 고갈 문제가 없고, 폐식용유 등의 폐자원(약 20만톤)을 활용 가능 • 환경적인 효과 • 석유계 경유에 포함되어있는 발암성 방향족 벤젠계 고분자가 거의 포함되지 않음 • 자연계에서 28일 경과시 90% 이상 생분해 • 분자내 다량의 산소를 포함 – 분진, 매연, 일산화탄소 등 각종 공해 물질 급감 • 기후변화협약의 대응 • 기후변화협약에 따라 선진국 등 이행국가는 1990년도 수준으로 이산화탄소 감축 의무 • 바이오디젤 1톤당 2.2톤의 이산화탄소 감축 • 농가소득 증대 및 농촌경제 향상 - 유채 등 유지 작물 재배를 통해 보리 대체 작물로서 농가 소득 향상 • 에너지 안보 • 화석연료 위주의 해외 자원 의존도 감소 • 폐식용유 등의 폐자원의 에너지화

바이오디젤 장점 • 에너지 자원의 고갈 문제가 없고, 폐식용유 등의 폐자원을 활용 가능 • 바이오디젤 사용시 발생된 CO2는 식물의 광합성작용으로 회수 • 산성비의 주범인 황산화물이 전혀 배출되지 않음 • 함산소 연료이므로 발암물질인 입자상 물질 및 CO, HC 등 유해배출가스 저감 • 세탄가가 경유 보다 높아서 디젤엔진에 그대로 적용 가능 • 경유의 윤활성 저하 대책으로 사용 가능- 경유에 1% 혼합하면 40%향상

바이오디젤 개선점 • 기존 경유에 비해 유동점이 높다( Pour Point, CFPP) - 유동점 향상제( WAFI 등 )를 투입하여 저온 유동성 향상 • 공기중의 산화반응에 의한 산화안정성 낮음 - 산화안정제( TBHQ 등 )를 투입하여 산화안정성 향상 • 경유보다 NOx 배출량 증가 및생산 원가가 높다.

바이오디젤 함유에 따른 공해물질 저감 효과 출처 : 미국 NREL/TP_580_24772 등

경유대비 바이오디젤 공해 물질 저감 효과 출처 : 미국 NREL/TP_580_24772 등

EU 바이오디젤 생산 현황 * 자료원 : EurObserv'ER-EEB 2005

EU 바이오디젤 생산 현황 2005년 6월

국내 바이오디젤 현황 • ’02년 5월 부터 ’06년 6월까지 4년간 BD20 시범보급 시행(3만KL) • 시범사업 종료 후 ’06.7월부터 BD20 대신 국제적으로 널리 보급된 BD5 상용화 • BD20은 자가 저장·정비 시설, 자가 주유용 취급소 등을 갖춘 사업장에 대하여 예외적으로 사용 허용 • ’06년 7월부터 시판 중인 경유는 BD5 (경유99.5%+ BD0.5%) • 세계에서 유일하게 BD5를 모든 정유사를 통해 주유소에 공급 • 산업자원부와 정유사간 자발적 협약에 의해 ’08년 6월까지 2년간 바이오디젤 년 9만KL 이상(BD0.5) 보급 추진 • ’07년 현재 바이오디젤 생산 등록 업체는 11개사이며, 정유사 만이 혼합 및 바이오디젤 유통 ·판매 가능 • 11개 생산업체 총 바이오디젤 생산량 년간 약 350,000KL 추정

결 론 • 현실적으로 화석 연료의 사용을 줄이는 것은 쉽지 않을 것이라는 생각 • 우리는 온실가스의 배출을 억제하는 방법과 발생된 온실가스를 제거하는 방법에 관심 • 바이오디젤 품질 향상을 위한 기술 개발 지원 • 바이오디젤 원료의 안정적인 공급을 위한 적극적인 정책 • 바이오디젤 경쟁력 확보를 위해 수입 유지의 관세율 조정 • 새로운 대체 원료 작물 개발 지원 16 /16

지구온난화와 관련된 바이오디젤에 관한연구

지구온난화와 관련된 바이오디젤에 관한연구

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