학번 : 2200906

이름 : 김재민

대 기 환 경 공 학

2/16

연구 배경 및 목적

사상 유래없는 피해 발생

CO2 의 감소에 대한 대책 및 기술 시급

온난화와 관련하여 바이오 디젤의 사용에 관해 연구

전 지구적으로 극심한 기상이변과 온난화 현상 관찰

3 /16

지구 온난화의 이해

Natural green house effect

4 /16

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

5 /16

지구 온난화 방지 대책

최우선으로 화석연료 사용을 줄이고 천연가스 이용

에너지효율을 높여 CO2 의 발생 억제

CO2 를 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

6 /16

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

바이오디젤이란 ?

7 /16

3ROH

CH2-O-CO-R’

CH2-O-CO-R’’

CH2-O-CO-R’’’

CH2-OH

CH1-OH

CH2-OH

R’’’ -CO-O-R

R’’ -CO-O-R

R’ -CO-O-R

+ +

Triglyceride(oil or fat)

Alcohols(usually MeOH)

글리세린 Methyl Esters(biodiesel)

촉매

* NaOH, KOH

바이오디젤 반응 메커니즘

에스테르화반응

8 /16

바이오디젤 필요성

대체에너지로서의 효과- 에너지 자원의 고갈 문제가 없고 , 폐식용유 등의 폐자원 ( 약 20 만톤 ) 을 활용 가능

환경적인 효과- 석유계 경유에 포함되어있는 발암성 방향족 벤젠계 고분자가 거의 포함되지 않음- 자연계에서 28 일 경과시 90% 이상 생분해- 분자내 다량의 산소를 포함 – 분진 , 매연 , 일산화탄소 등 각종 공해 물질 급감

기후변화협약의 대응- 기후변화협약에 따라 선진국 등 이행국가는 1990 년도 수준으로 이산화탄소 감축 의무- 바이오디젤 1 톤당 2.2 톤의 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

9 /16

바이오디젤 장점

에너지 자원의 고갈 문제가 없고 , 폐식용유 등의 폐자원을 활용 가능

바이오디젤 사용시 발생된 CO2 는 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

10 /16

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 및 생산 원가가 높다 .

바이오디젤 개선점

11 /16

바이오디젤 함유에 따른 공해물질 저감 효과

출처 : 미국 NREL/TP_580_24772 등

12 /16

배출  물질  BD100 BD20

미연소탄화수소 (THC) -36.7 -7.3

황산화물 (SOx) -100 -17.6

   질소산화물 (NOx) +8.9 +1.8

일산화탄소 (CO) -46.2 -9.3

입자상물질 (PM) -68.1 -13.6

   오존발생잠재도 (OFP) -50 -10

   발암성방향족 화합물 (PAH) -80 -13

   질화 발암성방향족 화합물(nPAH)

-90 -50

Life Cycle CO2 저감량 -78.45 -15.66

경유대비 바이오디젤 공해 물질 저감 효과

출처 : 미국 NREL/TP_580_24772 등

13/16

EU 바이오디젤 생산 현황

* 자료원 : EurObserv'ER-EEB 2005

14 /16

EU 바이오디젤 생산 현황

2005 년 6 월

15 /16

국내 바이오디젤 현황

’02 년 5 월 부터 ’ 06 년 6 월까지 4 년간 BD20 시범보급 시행 (3 만 KL)

시범사업 종료 후 ’ 06.7 월부터 BD20 대신 국제적으로 널리 보급된 BD5 상용화

- BD20 은 자가 저장 · 정비 시설 , 자가 주유용 취급소 등을 갖춘 사업장에 대하여 예외적으로 사용 허용

- ’06 년 7 월부터 시판 중인 경유는 BD5 ( 경유 99.5%+ BD0.5%)

- 세계에서 유일하게 BD5 를 모든 정유사를 통해 주유소에 공급

산업자원부와 정유사간 자발적 협약에 의해 ’ 08 년 6 월까지 2 년간 바이오디젤 년 9 만KL 이상 (BD0.5) 보급 추진

’07 년 현재 바이오디젤 생산 등록 업체는 11 개사이며 , 정유사 만이 혼합 및 바이오디젤 유통 · 판매 가능

- 11 개 생산업체 총 바이오디젤 생산량 년간 약 350,000KL 추정

16 /16

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