플라즈마 친환경 기술, 폐기물 처리

2011/07/19 17:32

  플라즈마 상태를 이용하는 친환경 기술들이 점점 나오고 있는데요. 이전 글에서 플라즈마가 무엇인지, 현재 어디에 쓰이고 있는지 간단히 보실 수 있습니다.

플라즈마

  일단 먼저 간단히 플라즈마에 대해 한번 더 소개 할게요.

  플라즈마는 고체, 액체, 기체 상태 외의 제 4의 물질 상태로, 고온에서 가스 입자가 이온과 전자로 분리되 있는 이온화 상태를 말하죠. 미래 환경 기술 분야의 중요 기술로 주목받고 있는 플라즈마는 우주의 99% 이상을 차지하고 있습니다. 요즘은 핵융합, 신소재 개발, 산업공정 등에서도 많이 사용되고 있습니다.

  이런 플라즈마 상태가 폐기물 처리에 이용되는 시스템을 대게 '플라즈마 컨버터(plasma converter)라고 부르는데요. 이 시스템에는 밀봉된 실린더에 질소나 공기와 같은 가장 안정적인 기체들을 채우고 두 전극사이에 큰 전류를 통과 시키면, 공기에서 전자가 방출되 기체가 플라즈마로 변환됩니다. 여기에 전류를 계속 흘려 주면, 번개와 같은 강렬한 에너지장이 형성되구요.

  형성된 에너지 장에서 나오는 복사 에너지는 아주 강력합니다. 때문에 많은 분자들이 합쳐 형성된 고분자 화합물의 분자 사이의 결합을 끊어 놓는 식이지요. 예를 들면, 'CH2CHCl' PVC 파이프를 플라즈마 장치에 넣으면 탄소,수소 등의 기체만 남게 되는 방식입니다.

공정 

  아래에 공정에 관련된 그림이 있습니다.

 


  간단히 설명드리면, 기존의 소각시스템과 유사하다고 보시면 됩니다. 고온의 열을 이용해서 폐기물을 소각하는 것이지요. 하지만, 큰 차이점의 부산물에 있다고 보시면 됩니다. 소각의 경우, 연소 과정이기 때문에 산소와 폐기물의 원소가 결합되어 나오는 잔재물이 넣었던 폐기물의 약 15% 정도 입니다. 이것은 매립할 수 밖에 없고, 중금속이 포함되게 되면 더 문제가 심각해 지지요. 하지만 플라즈마 방식의 경우, 위에서 설명 드렸듯이 분자 사이의 결합을 끊어 내는 작용을 통해 부산물이 되는 화합물을 줄여 주지요.

 

폐기물의 완전 소각과 에너지 회수

 

 

  플라즈마를 이용한 폐기물 처리 기술은 친환경적이다 라는 장점을 지니고 있습니다.

 

1. 대기 오염 물질이 발생하지 않음.

  위에서 설명 드렸듯이 화합물의 분자사이 결합을 끊어 버리기 때문에 기존의 소각로에서 나오는 대기오염 물질인 NOx, SOx, 다이옥신이 발생할 수가 없죠. 원자 사이 결합이 끊어지고, 안정한 상태인 N2, O2, S 등의 형태로 방출되는 것이죠. 뒤에서 말하겠지만, 이러한 것은 재활용이 가능하겠죠.

2. 잔재물은 슬래그 형태로 배출되어 재활용 가능.

  물론, 부산물이 아주 없는 것은 아닙니다. 예를 들어, (S) 과 관련된 물질이 들어 갈 가능성이 높은데, 이 경우, 원자상태의 기체로 빠져 나오는 것은 힘들죠. 하지만, 분자들 사이의 결합이 끊어지고, 다른 물질과의 결합에 촉매역할을 하는 물질을 넣을 경우 슬래그(slag) 형태로 배출할 수 잇습니다. 이 슬래그는 도로 포장재나 건자재 등으로 재활용이 가능합니다.

3. 다양한 형태의 에너지 자원으로 회수가 가능하다.

  위에서 말씀 드린대로 안정한 상태의 기체들이 발생하는대요. 이뿐 아니라 고순도의 합성가스(수소 + 일산화탄소)를 회수하여 발전에 이용할 수도 있다고 합니다. 또한, 수소의 경우 재처리를 통해 산업용 혹은, 수소 자동차의 연료로 사용될 수 있지요. 폐기물 100톤 당 10MW 이상의 발전이 가능합니다.

  이 외에도 플라즈마 시스템 자체가 태양 열보다 3배나 높은 고온을 활용하기 때문에 열과 스팀이 발생하게 됩니다. 이 열과 스팀은 주변의 가정에 공급할 수도 있구요. 이미 GS플라텍에서는 경북 청송에 2008년도에 플라즈마를 이용한 생활폐기물 처리 상용시설을 설치 하였고, 하루 10톤 급을 처리한다고 합니다. 여기서 나오는 열과 스팀이 주변의 가정에 이용되구요.

  보통의 폐기물 처리 시설은 주민들의 엄청난 반대에 부딪히지만, 친환경 가치와 경제적인 면에서 서로 유치를 원할 수도 있겠네요

4. 다양한 형태의 폐기물 처리가 가능하다.  

  고온의 열을 통해 분자사이의 결합을 끊어내는 플라즈마 상태를 만들어 내는 기술은 다양한 형태의 폐기물 처리가 가능합니다. 생활폐기물은 물론이고, 하수도, 산업폐기물, 병원폐기물, 석면, 소각재 등 불에 잘 안타는것, 안깨지는 것 , 안족는것 을 모두 플라즈마로 깨고 분해해 버릴 수 있습니다.

  GS 플라텍 에서는 심지어 방사성 폐기물 까지 폐기물 처리가 가능하다고 합니다. 한국수력원자력과 함께 방사성 폐기물 처리 용융 플랜트도 개발했다고 하네요. 원전 수출과 시너지 효과를 바라보고 있다고 합니다.


코멘트

  플라즈마 컨버팅 시스템에도 당연히 전기는 들어 갑니다. 하지만, 들어간 전기보다 부산물로 나오는 에너지가 더 많기 때문에, 경제성 또한 우수하지요. 지구에서 인간이 만들어 내는 쓰레기의 량은 엄청나며, 그에 따른 소각량, 매립량 또한, 엄청나겠지요. 하지만, 플라즈마 기술을 이용하면, 쓰레기의 처리는 물론이고, 전기를 생산함과 동시에 다른 친환경 기술(수소 기술이나 열병합 발전)에 이용될 수 있다고 하니, 실로 놀라울 따름입니다.

  친환경 기술에는 두 가지 측면이 있다고 생각됩니다. 환경오염을 줄이며, 효율을 높이는 기술과 친환경 에너지 생산 기술이지요. 플라즈마를 이용한 폐기물 처리 시스템의 경우, 쓰레기를 처리함으로써 환경오염을 줄이고, 그것을 통해 에너지 자원을 만들어 냄으로써 친환경 에너지까지 생산하는 두 가지 측면을 다 가지고 있는 진정한 친환경 기술이 아닐까 생각합니다.
 

REFERENCE

1. Insight of GS Caltex "쓰레기가 에너지가 되는 세상을 만들어 갑니다."

http://www.insightofgscaltex.com/?p=5443

2. 파퓰러사이언스 " 친환경에너지의 보고, 쓰레기"

http://popsci.hankooki.com/popsci_news/view.php?news1_id=3115&cate=15

3. 경제풍월 " 친환경 신성장독력 폐기물처리 에너지화"

http://www.econotalking.kr/xe/?document_srl=14082

 

 

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  1. 업계는 나쁘다 -_-

CHANGE 를 통해 본 전기차 REMIND

2011/07/12 17:58

  SBS "한밤의 TV 연예" 라는 프로그램에 배우 박진희씨가 나와 자신의 친환경 관심을 보여 주며, AD 모터스의 전기자동차인 Change 를 타고 다니는 모습을 보여 드린 적이 있습니다. 이 자동차는 국내 회사인 AD 모터스에서 만든 자동차이며, 2010 5월 부산 모터쇼에서 신차발표회에 등장하였습니다. 차 등장과 함께 박진희씨가 홍보대사가 되셨죠.

  TV 프로그램에서는 박진희씨가 Change 를 소개 하고, 직접 주행하는 모습까지 보여 드립니다. 심야 전기를 충전하면, 한달에 2만원이면 된다고 합니다. 이 말을 듣고, 바로 네이버 검색하러 가신 분들 많이 계시죠. 이번 컨텐츠에서 한번 전기차 CHANGE 에 대해 알아 보고, 이것을 통해 전기차의 분류에 대해 다시 한번 REMIND 해보도록 하죠.

  먼저 전기차 CHANGE에 대해 알아 보도록 하죠.

- 승차인원 : 2

- 최고속도 : 60km/h

- 1회충전주행거리 : 120km

- 충전시간 : 급속 충전시 30분 이내

 

 
(출처 : AD MOTORS)

  방식은 NEV 입니다. NEV(Neighborhood Electric Vehicle) 는 저속 전기차라고도 하는데, 아직 전기차는 배터리 용량의 부족과 비싼 가격에 대응하기 위해서 시장에 나온 전기차입니다. NEV, EV Electric Vehicle 로 들어 보신 분도 있을 텐데, NEV는 조금 생소하실 수도 있으 실 것입니다. 이번 계기로 전기차를 한번 다시 REMIND 해보죠.

 

<EV>

  먼저, 모든 자동차회사들이 전기차 연구 개발에 힘쓰고 있습니다. IDEAL 한 목표는 한가지 입니다. 전기자동차를 개발하자. 무슨 말이냐구요? 물론 위의 CHANGE 도 전기자동차 입니다. 하지만, 궁극적으로 현재의 내연기관 자동차를 대체할 수 있는 차는 아니지요. 스펙을 보시면 아시겠지만, 출퇴근이나 장보기, 배달용 정도가 CHANGE지 이지요.

  다시 말씀드리면, 회사들의 전기차 개발의 궁극적 목표는 내연기관 없이 모터와 배터리로 현재의 화석연료가 하는 역할을 대신하는 자동차를 말합니다. , 일반적인 자동차와 비교했을 때 손색없는 주행거리를 낼 수 있는 대용량의 배터리를 저렴하게 생산하는 것이지요. 많은 기업들이 전기차 출시를 계획하고 있지요. 하지만, 가격문제가 크게 작용하죠. 위의 2인승 소형 자동차인  CHANGE 2000만원 정도인데, 일반 차와 비슷한 능력을 지니는 전기차라면, 가격이 엄청 날 듯하네요.

 

<HEV PHEV>

  이 가격문제로 인해 내연기관에서 전기자동차로 가는 과도기 단계의 자동차가 HEV PHEV 입니다. 각각 하이브리드 자동차(Hybrid Electric Vehicle), 플러그인 하이브리드 자동차(Plug-in Hybrid Electric Vehicle) 이라고 하죠. 두 방식은 내연기관과 배터리를 모두 가지고 있다는 것입니다. 단지 HEV 는 화석에너지와 전기에너지를 둘 다 함께 사용하여, 연비를 높히고 공해물질 및 이산화 탄소 배출량을 줄인 것이지요. 반면, PHEV 는 가정이나 충전소에서 쉽게 충전할 수 있는 하이브리드 자동차 인데요. 이 방식은 HEV 와는 다르게 평소에는 충전된 전기에너지로 주행하다가 전기에너지가 소모해 감에 따라 내연기관을 통해 추가로 전기 에너지를 보충해 주는 방식이죠. 대신, 주가 전기에너지이기 때문에 상대적으로 큰 배터리 용량이 요구되어 가격이 높습니다. , 차이를 간단히 말씀드리면, HEV 는 화석연료를 이용한 자동차의 연비를 높히고, 공해물질 감소에 도와주는 것이 배터리를 통한 전기에너지이구요. PHEV 는 전기에너지가 주이고, 배터리의 용량이 부족할 때 보충해 주는 것이 화석연료에너지 입니다. 서로 주가 되는 것이 다르지요.

  둘다 EV 가 되기 전의 과도기 단계의 모델이지만, 정확히 말하면, 진정한 EV 가 될 수 있는 것은  PHEV 라고 할 수 있죠. 
 

<NEV>

  위에서 소개해드린 자동차 CHANGE 가 이것에 속하는데요. 위에서도 말씀드린 바 있지만, 저속 전기차(Neighborhood Electric Vehicle)입니다. CHAGE 에 대한 것을 보고 오셨으니 큰 설명은 필요 없겠습니다만, 간단히 설명드리면, EV가 상용화 되기에는 아직 부족한 배터리 용량과 가격측면을 고려해서 나온 형태 입니다. PHEV 도 그것을 고려한 방식이지만, SPEC.을 보시면 아시겠지만, NEV 는 그것과는 다르게 차체를 소형화 시키고, SECOND CAR 개념으로 개발된 차입니다.

 

  여기까지 전기자동차에 대해 설명드렸습니다. 물론, 이 방식들이 다는 아닙니다. 수소연료전지를 통한 방식, 바이오디젤연료가 적용된 방식, 태양열 이용방식 등 여러 가지 방식이 있지만, 상용화된 것으로 분류를 내 보았습니다.
 

코멘트

  TV에서는 박진희씨는 차고가 있어 거기서 충전을 하는 것 같았는데, 우리 나라의 경우, 전기차를 충전할 만한 차고가 있는 가정이 그리 많지 않죠. 물론 이 문제는 전기자동차의 개념이 나올 때부터 존재했던 문제이긴 하지만, 가격을 낮춘 SECOND CAR 개념의 전기자동차가 상용화된 이상 어떠한 해결방안이 있어야 되지 않을까요. (주차장 플러그에 아파트 호수별로 분류해준다던지 해야겠네요.)

  현재 HEV PHEV 경우에는 가격이 조금 높다는 것 말고는 일반 내연기관 차와 비슷한 스펙을 지닙니다. 하지만, 공해물질이나 이산화탄소 배출량이 ZERO 인것은 아니지요. 중점은 배터리의 에너지 밀도 증대와 가격 저감을 위한 연구 개발입니다.

 

 REFERENCE

1. AD MOTORS http://www.admotors.com/research/car.asp

2. 서울 경제 " AD 모터스, 전기차 CHANGE 미국 인증 획득 "

Vonham 녹색기술 Change, Eco 진희, ecoroko, EV, HEV, IT, PHEV, 기후변화, 내연기관차, 박진희, 박진희 전기차, 에코로코, 이산화탄소, 저탄소, 전기자동차, 전기차, 지구온난화, 친환경, 탄소배출권, 하이브리드자동차, 한밤의TV연예

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  1. 전기 자동차, 하이브리드 자동차. 이렇게만 분류 되는 줄 알았는데, 그게 또 아니네요.ㅎㅎ
    change라는 차를 예로 들어 전기자동차의 현재를 보여주신것, 그리고 전기자동차가 어떻게 분류되는지 정리한게 전기자동차를 이해하는데 더 쉬웠습니다. 잘 읽었습니다.

Google goes green

2011/06/23 12:40

  세계의 많은 대기업들이 친환경 사업에 많은 투자를 하고 있습니다. 국내에만 해도 삼성, LG, 현대 등 대기업 대부분 친환경 사업과 관련된 투자를 늘이고 있으며, 각 자신의 기업과 제품이 친환경적이다라는 인식을 심어 주기 위해 노력하고 있지요.

  기존에 친환경 관련 기업이 아니었지만, 더이상의 환경파괴를 막기 위한 움직임은 좋은 현상이라고 생각합니다. 물론 친환경이라는 클린하고 좋은 이미지를 등에 업고, 단순히 기업의 이익을 챙기려는 행보들은 빼구요. 몇몇 기업들은 단순히 적은 돈을 들여 친환경이라는 이미지를 가지기 위해 노력할 뿐, 구체적인 활동 등은 보이지 않기도 하구요.

 

  위는 국내 얘기였지만, 세계시장을 바라보는 대기업들은 많은 투자와 노력을 한다고 하니, 기대가 됩니다. 그래서 이번 컨텐츠는 세계 최다 검색엔진인 구글이 친환경 사업에의 관심에 관해서 소개 해드릴까 합니다.




1.
구글의 친환경 투자

 

 구글은 처음엔 인터넷 검색엔진으로 점점 알려지기 시작했지요. 인터넷 서핑하시는 분들은 네이버나 다음을 많이 이용하시겠지만, 좀더 많고 신뢰도 높은 정보를 얻기 위해 구글을 이용하지요. 개인적으로 네이버나 다음은 개인이나 기업 블로그에 올라온 정보들을 보는 것은 유용한듯 합니다. 하지만, 정보의 소스를 알긴 힘든 것이 사실이지요.

  하지만, 이제 구글은 단순히 인터넷 검색엔진 기업이 아닙니다. 스마트폰 OS 인 안드로이드로 시작해 최근 출시되고 있는 Chrome OS 까지 소프트웨어 사업에도 참여 했으며, 여러 가지 새로운 미디어를 통한 다양한 통신기술 및 어플리케이션 또한 투자를 통한 개발 중이지요. 이러한 구글의 친환경 횡보는 대단합니다.

  구글의 근본인 인터넷 검색 비지니스를 통해 컴퓨터나 스마트폰 등의 IT 제품의 사용량이 증가하면서 에너지의 사용이 전세계적으로 증가했다는 것을 생각하여, 그만큼의 전력에 따른 새로운 에너지원이 필요하다고 생각했다고 합니다. 그래서 구글은 환경에 미치는 영향을 최소화하기 위해 온실가스 방출이 적은 재생에너지원을 사용한 전력 생산에 참여하기로 결정했다고 합니다.

  구글은 미국 캘리포니아주 남부에 위치한 모하비사막에 세계 최대 규모로 건설중인 태양광발전소에 최근 1 6800만달러( 1865억원)을 투자하기로 했다고 합니다. 이 태양광 발전소가 완공되는 시점인 2013년이 되면, 이곳에서 생산하는 에너지 규모는 392kW에 달한다고 합니다. 어느 정돈지 잘 상상이 안되시겠지만, 이 량은 미국의 14만 가구가 1년가 사용할 수 있는 전력량이라고 합니다. 구글의 태양광 사업은 독일에도 뻗어 나갑니다. 55억원을 투자해 연간 5000가구에 전력을 공급할 수 있는 발전소를 건설하기로 했다고 합니다.

  이에 앞서 2008년 구글은 '클린 에너지 2030 프로그램'을 마련하고 친환경 인터넷 기업으로 거듭나는 계획을 세웠습니다. 2010 말 매출 293억 달러, 직원 2 4400명의 IT 기업으로 성장한 구글은 이제 친환경 사업 또한 주력 사업으로 추가했지요.

  클린 에너지 2030의 목표는 이러합니다. "2030년까지 차량에 사용되는 석유량을 40%까지 낮추겠다 " 실질적으로는 2030년까지 태양광과 지열, 풍력 등에 총 3 8600억 달러 ( 4246조원)을 투자할 계획이라고 합니다.

  미국 동부연안에는 50역 달러 규모의 풍력발전 단지 사업도 참여 중에 있지요.

  구글의 친환경 사업은 단순히 재생에너지에의 투자만은 아닙니다. 운전자 업이 스스로 운행할 수 있어 교통사고를 방지하고, 운전자들 시간 낭비를 줄이며, 탄소 배출도 감소킬 목적으로 2010 9월에 구글은 무인 자동차를 개발하여 시험운행을 했습니다.

 

 

2.  Google Green ( google.com/green)

 


  Goes Green 과 관련하여, 구글의 친환경 공식 블로그를 잠깐 소개 할까 합니다.

  goole.com/green 인 이곳은 구글이 가지고 있는 환경과 관련된 여러가지 이슈들이 블로그 형식으로 적혀있는 곳이지요

  예를 들면, "Data Center 의 전력사용량을 줄일 수는 없을까""재생에너지가 과연 석탄보다 싸질 것인가" 라는 질문에 관한 고민을 볼 수 있습니다.

  또한, 구글어스를 통한 자연재해 상황을 정보교류로 피해를 줄여 또다른 환경파괴를 예방한다는 이슈에 관한 글등 재미있는 정보가 많이 있네요.

  구경들 해보시죠 ^^

 

3. 코멘트

  구글의 친환경 사업은 다른 IT 기업들의 행보와는 다르다고들 합니다. 유투브 인수를 비롯해서 안드로이드 사업뿐만 아니라 친환경 사업도 펼치고 잇는 구글의 대규모 투자는 긍정적인 측면도 있지만, 경제 전문가들은 구글이 핵심 사업에서 너무 벗어나고 있다고 우려를 나타내기도 하군요. 너무 많은 사업확장을 우려하는 것이지요. 하지만, 친환경 투자는 모든 기업이 가야할 진정한 길이라고 생각됩니다.

  인터넷의 정보는 얼마라고 생각하십니까. 정보를 공급하는 공급자입장에서는 당연히 정보는 공짜가 아닙니다. 오히려 그 정보를 보존하고, 정보를 제공하는 시스템을 구축하는데 많은 장비와 엄청난 금액이 들어 가지요. 정보를 사용하는 소비자 입장에서도 공짜가 아닙니다. 구글 검색엔진을 통해 검색해서 정보를 이용하는데 드는 돈은 전기세정도 이죠. 단순히 몇 천원, 몇 만원 일수도 있지만, 전세계적으로 보았을 때, 정보의 저장과 사용에는 막대한 돈이 드는 것이지요. 그 막대한 돈은 지구 소비자원을 사용하는 돈이라고 생각하시면 됩니다. 이 지구 소비자원은 한번 사용하면 재사용이 불가능 하지요.

  구글은 정보의 저장, 제공, 사용 모두에서 지구 소비 자원을 사용하지 않는 진정한 의미의 친환경 정보를 전달하기 위해 회사 내에서도 전력사용을 줄이기 위한 노력을 하고 사업적으로는 재생에너지를 통한 전력 생산 등 자원을 아끼려는 노력하고 있지요.

 앞으로의 행보에 더욱 더 관심이 있고 기대가 됩니다.

 

 

Reference

1. Google green  www.google.com/green

2. 중앙일보 뉴스 " 구글의 무한도전..'무인차량서 풍력발전까지"

http://article.joinsmsn.com/news/article/article.asp?total_id=4528423&cloc=rss|news|ITScience

3. 파이낸셜뉴스 " 구글, 이번엔 사상최대 풍력발전소 건설"

http://fnnews.com/view?ra=Sent1101m_View&corp=fnnews&arcid=00000922286740&cDateYear=2011&cDateMonth=04&cDateDay=19

4. mk 뉴스 "구글, 모하비 사막에서 태양광발전 뛰어든다"

http://news.mk.co.kr/newsRead.php?year=2011&no=232274

5.한국환경산업기술원 KONETIC "산업동향 : 구글은 이렇게 친환경정책을 펼친다."

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  1. Blog Icon
    heyheymymy

    태양광발전에 1억달러라니...말씀하신대로 실질적으로 적극적인 투자를 한다는 점이 국내기업들과는 많이 비교되는 것 같습니다ㅠ

  2. Blog Icon

    비밀댓글입니다

  3. 네 감사합니다 ^^
    오타 수정했어요~

스마트 그리드 in 일본

2011/05/02 21:53

1. 원전 사고


일본의 후쿠시마 원전 사태는 세계에 충격과 공포를 불러 일으켰다. 일본이 받은 충격으로는 그저 방사선 및 폭발의 피해만이 아닐 것이다. 바로 기술에 대한 믿음이 깨진 것일 것이다. 국제적으로 정전에 대한 위험이 낮아 그 안전성으로 인정받았지만, 이러한 사고 이후 원자력 발전소의 증설에 대한 믿음이 깨져 그들의 전력산업 산업의 근간이 흔들리고 있다. 원자력 발전을 대체 하여 그들의 전력산업에 새로운 힘이 될 대타로 스마트 그리드가 떠오르고 있다.

 

2. 일본의 스마트 그리드 액션

2009년까지 일본은 유독 스마트 그리드에 관해서는 적극적으로 나서지 못했다. 그들에게는 믿을 만한 기술이 있었기 때문이다. 그들이 갖춘 뛰어난 송전망 기술은 그들에게 자신감을 안겨줄만 했다. 그 대표적 예로 송전망기술이 있다. 일본 전기사업연합회 조사에 의하면, 집 한 채당 연간 사고정전시간은 미국의 97시간에 비해 일본은 19시간으로 압도적으로 적은 편으로, 미국은 전력망의 열화가 문제가 되지만 유지관리를 실시하는 일본은 이러한 문제는 없기 때문이라는 근거가 있다. 결국 스스로 이미 스마트 그리드 못지 않은 에너지의 효율화를 달성하고 있다는 생각을 했을 것이다.

 

그러나 2009년 이후 일본은 빨라지기 시작했다. 일본의The Yomiuri Shimbun에 의하면 일본의 경제상업성에서는 국제 표준화를 위해 축전지 모듈, 장착용 축전 시스템, EV용 급속충전기 컨넥터 기술을 포함한26가지 기술들을 선정하였다. 일본 정부에서는 자국의 효율적인 이러한 한 발 앞서 활동하고 있는 미국의 것에 자극받았을 가능성이 있다. 이러한 국제 표준화는 기술로 보다 앞서 향후 넓어질 스마트 그리드 시장에서 자국 기업의 입지가 세계적으로 커질 것이기 때문이다 

일본이 현재 참여하고 있는 스마트 그리드의 현황을 살펴보겠다.  

 

업체 및 단체

내용

샤프

관서전력

에리파와

- 샤프, 관서전력(關西電力), 축전지개발 회사인 ‘에리파와’는 2010년에 사카이시(堺市)에서 스마트그리드 실증실험을 실시함.

- 사카이시(堺市) 2009 5 25, 환경도시추진협의회를 설치하고, 스마트그리드에 대한 구체적인 실험내용 검토를 시작했음. 8 3일부터 워킹그룹 활동단체를 모집했음.

- 실증실험에서는 태양광시스템을 사카이시(堺市) 주택에 설치하고, 인터넷으로 연결하는 것에 의해 전력을 일괄  관리하고, 에너지 절약효과를 검증하는 실험을 했음.

- 가정에서 태양광발전 잉여전력을 사카이시(堺市) LRT(차세대 노면전차) 등에 공급하는 계획을 세움.

도쿄전력

히타치제작소

이토추상사

동경공업대학

- 동경공업대학 캠퍼스와 전력중앙연구소에서 스마트 그리드의 실증실험을 시작하는 계획을 세움.

- 실증실험에서는 사용자측에 「스마트 미터」를 설치하고, 태양광이나 풍력발전 등 자연에너지로 발전한 전력을 축적해 전력수요에 맞추고, 송전망에 장착한 축전지로부터 시스템 전체를 제어해 CO₂삭감과 전력품질 향상을 목표로 삼음.

- 실제로 가정생활을 상정해, 가정용 태양광패널을 설치해 일반적인 가전제품이나 전기자동차, 온수보일러 등에 이용하는 한편, 남은 전력은 축전지에 모아두어 전력회사에 되돌려 파는 등의 실험을 함.

- 전력의 매매상황을 컴퓨터로 파악해 컴퓨터 내에 시뮬레이트된 송전선망에서 영향을 분석, 송전망에 영향을  끼치지 않고, 태양광 발전을 유효 이용하는 매전의 시간대나 전기자동차에 충전 시간대 등을 검증함.

큐슈전력

오키나와전력

자원에너지청

- 규슈전력(九州電力)과 오키나와(沖繩)전력에서는 2009 7 1일부터 난도 10개 섬(본토로 부터 떨어진 섬)에 마이크로그리드를 도입하고, 실증실험을 시작했음.

- 마이크로그리드는 소규모 분산형전원으로, 주로 주택의 전력 등 소규모인 곳에서 사용됨.

- 자원에너지청에서 2/3의 예산을 보조함.

히타치제작소

도시바

미쓰비시중공업

스미즈건설

- .美의 양국 정부(신에너지·산업기술소고개발  기구)가 합계 100억 엔 정도를 투자해 미, 뉴멕시코에서 스마트그리드가 대규모인 실증실험을  .

- 주 내의 1000개소와 다수 빌딩에 스마트 미터를 설치하고, 태양광 등 자연에너지를 대량 도입할 경우의 영향 등에 대해 조사·분석할 예정임.

전기사업연합

- 2009 7 3일 스마트그리드개발을 본격 전개하는 것을 발표함.

- 태양광발전의 출력예측 시스템, 축전지 시스템, 화력발전과 축전지를 조합시킨 수급제어 시스템을 개발하고 2020년까지의 도입을 목표함.

미쓰비시중공업

- 2월에 ‘에코스카이하우스’라고 하는 태양광발전, 풍력발전 등의 자연에너지로 소비의 97%을 꾸려가는 환경주택의 실험을 함.

경제산업성

- 전기자동차의 보급에 따라 전기자동차의 충전거점의  정비를 위해서 주유소에서 충전하고, 요금을 징수하는 시스템을 개발하고, 2009년 여름부터 실증실험을 실시하기 시작했음.

- 전력회사 등과 협력해서 실험용 태양광 발전패널을 전국에 설치하고, 태양광발전과 발전소의 조사를 실시

문부과학성

-「스쿨 New Deal」에 따르면, 전국의 학교에 태양광발전 시스템을 설치하는 계획을 세울 예정임.


3.
일본 인사이트

세계 원자력 발전 3위의 일본이 원자력을 택했었던 이유가 있었을 것이다. 우선적으로 경제적인 영향이 가장 클 것이라는 가정하에 원자력과 태양광의 상대적인 비교를 해 보겠다. 일본은 국토면접이 좁기 때문에 비용대비 편익을 최대화 할 수 있도록 집약적이고 효율적인 에너지를 선호 할 것이다. 이러한 요구사항들을 충족시키는 대안으로 원자력에너지가 있었다.

 

원자력

태양광

리스크

높다

낮다

원가

낮다

높다

온실가스 배출량

낮다

낮다

발전시 필요 연료

적다

 

발전단가

낮다

높다

 

원자력 발전은 사태에서와 같이 폭발과 인체에 유해한 방사능을 유출하는 어마어마한 RISK를 보유하고 있다. 그럼에도 불구에도 원자력 발전을 지속적으로 밀고있는 이유는 우선 낮은 원가에 비해 충분한 전력공급을 할 수 있다는 것이다. 또한 저렴한 원가로 기타 천연자원의 발전과 비교해 볼 때 상대적으로 온실가스를 덜 배출하기 때문에 저탄소 발전이라는 대의 명분까지 갖추고 있다. 지식경제부에 의하면 석유의 발전단가가 184.6/KWH, LNG 128 /KWH, 유연탄 60.8 /KWH이며 원자력 은 39.6 /KWH으로 가장 낮으며, 석유는 원자력에 비해 77배의 압도적인 이산화탄소를 배출하고 있다. 원자력발전의 경쟁우위는 발전단가 뿐만 아니라 운영비용에도 있다. 1년을 발전하는데 있어 필요한 양은 석유 150만톤, 유연탄 220만톤이다. 그러나 원자력 발전소는 농축우라늄 30톤으로 발전소를 운영할 수 있다. 닛케이 비즈니스에 따르면 1kWh당 발전원가는 태양광전지 608원 풍력은 119원 원자력은 70원으로 조사되었다. 이를 통해 왜 재빠른 일본에서 원자력 발전에 집중하고 있는 알 수 있을 것이다.


하지만 최근 원전사태로 인해 발생되는 방사선을 고려 하면 저탄소를 배출한다 하여도 과연 친환경적인가에 대한 의문이 생긴다. 폭발의 피해와 방사선의 유출로 자국 뿐만 아니라 인접국가와 전세계를 위험의 공포에 떨고 있게 할 위험을 모두 고려한 기대치는 그 어떤 에너지보다 비싸다.  직접적인 피해는 이뿐만 아니라 사고로 인해 몰고올 정전 사태도 들 수 있다. 이러한 이유들이 친환경적이고 지속적인 에너지를 공급할 수 있는 스마트 그리드의 등장이유가 될 것이다. 신재생에너지중 가장 각광 받고 있는 태양광은 에너지원이 무한일뿐더러 기타 에너지에 비해 제약이 적다. 사용될 수 있는 분야로는 산업, 가정, 자동차등 여러 분야가 있으며, 한국의 경남도청에 설치된 태양광 가로등을 보았을 때 미관적인 면과 결합하여 문화산업으로도 발전될 가능성이 있다. 물론 아직 초기단계인 만큼 여러면에서 한계가 있을 것이다. 특히 비용면에서는 발전단가가 심하게 비싸다는 단점이 있다. 그러나 태양광 에너지의 규모의 경제라 불리는 그리드 패러티는 태양광의 발전단가가 기타 화석연료의 발전단가가 같아지는 점을 의미하며, 2015년에서 점점 앞 당겨 지고 있다.

지진 피해로 인해 전력공급원이 없어지게 되어, 제한 정전을 시행하고 있다. 엄청난 피해 규모를 해아려 볼 때 단기간에 사고전 같이는 복구 될 것 같지 않다. 그러나 만약 스마트 그리드가 일본 에 스마트 그리드 탑재되었다면, 어떻게 되었을까? 사고후에도 ESS에 저장된 에너지를 이용하여, 정전에 대한 불편함은 겪진 않았을 것이다. 현시점에서 복구 비용으로 수많은 자본이 투입될 상황에서 비용적으로 대체에너지에 비해 경제적인 천연자원을 사용할 유인이 생길 것이다. 그러나 곧 에너지 소비 시즌인 여름이 올 것이고, 여름이 끝나면 겨울이 올 것이다. 대량의 에너지 수요에 대처하기 위해서는 지금 당장 어렵더라도 비용측면 보다는 효율적인 에너지사용을 더욱 돌보아야 할 것이다.

 

4. COMMENT

전화위복(轉禍爲福) 지금 일본에게 내릴수 있는 4자성어 처방책이다. 이번 계기를 통해 원자력 위주에서 신재생에너지와 스마트 그리드의 보급이 예상되며, 상처입은 경제를 이끌어줄 성장동력이 될것이다. 물론 이것은 쉽게 말할 수 없는 굉장히 민감한 분야라 한국에서도 토론이 이루어지고 있다. 또한 스마트 그리드는 맨땅으로 만드는 것이 아니라, 기업의 막대한 자금이 필요하며, 정부의 지원이 필요하고 이모든 부담은 사실 일본 국민 모두가 부담하는 것이다. 그리므로 지금 당장, 신속한 스마트 그리드 실현 역시 바람직하진 않을 것이다. 그렇게 된다면 스마트 그리드에 투자될 금액이 세금으로 충당되어 전기료 인상으로 이어져 2중으로 국민에게 부담이 가해질 것이다. 이미 스마트 그리드는 화살표에 의해 진행되고 있다. 이러한 진행으로 그리드-패러티를 앞당겨 비용을 절감시키는 노력이 필요할 것이다.

 

 

출처

한국 스마트 그리드 사업단

일경 에코로로지 및 코트라 오사카kbc 자료

전기저널 3월호

http://blog.cleantechies.com/2011/04/04/japan-disaster-and-the-smart-grid/

 

mcmacdol 녹색성장 스마트그리드, 원자력, 원전, 일본, 저탄소, 태양광, 피복, 핵폭발

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  1. 원자력에너지의 이중적인 면... 정말 해답이 없는 것 같아요!

  2. Blog Icon
    norm2unik

    좋은 글 잘 읽었습니다ㅎㅎ

    저 역시 원자력 발전에 대해서는 회의적이예요.

  3. Blog Icon
    ecroko.fly

    최근에 드는 생각은 정말 '친환경'적이기 위해서는 에너지의 생산과 사용, 그리고 사후처리에 이르는 모든 생애주기에서 친환경적이어야 한다는 것 입니다. 원자력 발전은 생산에 있어서는 상당히 친환경적이 장점이 있지만 사후처리 부분에 있어서는 매우 위험해 절대 친환경적이라고 보기 어렵다는 생각이 듭니다. 폐기물 처리 등 사후처리에 있어서 획기적인 기술발전이 있지 않는 한 다른 신재생에너지들에게 조금씩 자리를 내주지 않을까 하는 예상이 드네요 ㅋ

  4. 스마트그리드 시스템이 전력을 생산할 수 있는 소스가 되진 못하지만, 생산된 전력을 효율적으로 관리할 수 있다는 점에서 원자력발전의 최선의 대안이 아닌 차선의 대안이 될 수있다고 생각합니다. 좋은 글 잘 봤습니다.

  5. Blog Icon
    romantist

    스마트그리드에서 전력을 공급하는 발전원이 원자력이 대부분이라면,
    그 전력망이 과연 친환경인지 의문이 생길수 도 있겠군요.

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지구온난화를 일으키는 화합물

2011/04/19 17:31

온실효과의 숨은 원인들.


  온실가스의 주범으로 인식되고 있으며, 탄소배출권, 탄소저감 정책 등으로 많은 이슈가 되고 있는 이산화탄소 이외에도 많은 요인들이 있습니다. 이산화탄소(CO2), 메탄(CH4), 산화 질소(N2O) 등이 자연적, 산업적으로 모두 방출되며, 수소 불화 탄소(HFSc), 과불화탄소(PFCs), 육불화 황(SF6) 는 매우 강력한 온실가스로 자연적으로는 발생하지 않고, 다양한 산업 활동에 의해 발생하게 되었습니다.

  다른 온실효과의 주범들의 컨텐츠에 뒤이어 산업활동으로 발생한 수소불화탄소(HFSc), 과불화탄소(PFCs), 육불화황(SF6) 에 대해서 간단히 소개하고자 합니다.

 

수소 불화 탄소(HFCs)

  위 그림은 수소불화탄소(HFCs) 의 한 예입니다. 오존층 파괴물질인 프레온가스인 CFC(염화불화탄소)의 대체물로 개발되었던 HFCs 대기권내에서의 수명이 짧고, 염소를 포함하지 않아 성층권에서의 오존 손실을 막을 수 있는 대체물로 여겨 지고 있으며, 현재도 많은 곳에 사용되고 있습니다.

 

과불화 탄소(PFCs)

  냉매, 소화기 및 폭발방지물, 분무액, 솔벤트 용제, 발표제 등에 쓰이는 가스입니다.

  CFC(염화불화탄소)를 대체하여 쓰이고 있으나, 온실가스의 하나로 알려져 있으며, 해마다 차지하는 비중이 늘어 가고 있습니다. 우리나라의 경우 전량 반도체 제조공정에 사용되며, 국내 온실가스 총 배출량의 4.2%를 차지합니다.

 

육불화 황(SF6)

  플루오린과 황의 화합물로, 황 원자를 중심으로 플루오린 원자가 정팔면체 구조를 취하고 있습니다. 열적 안정성이 좋고, 열 전달성이 뛰어나,1960년대 부터 절연제 등으로 넓게 사용되고 있습니다. 또한, 이러한 높은 절연성으로 변압기, 절연 개폐장치 등의 절연 매체로 사용되며, 이외에도 반도체 제품이나 액정 판넬의 제조 과정에서도 사용됩니다. 특수하게는 어뢰의 엔진 연료에도 사용 됩니다.

  이 기체는 인공적인 온실 효과를 만들어 내며, 총 사용량은 많지 않지만, 최근 수요량이 늘어 나고 있는 추세입니다. 안정성이 높아 일단 배출되면 대기 중에 거의 영구히 존재하게 됩니다. 이산화탄소는 5~200, 프레온가스가 75~120, 반면 육불화황은 3200년입니다.

  이 세가지 온실가스는 합쳤을 때 인공적으로 발생하는 온실가스의 전체의 3.8% 정도 차지 한다고 합니다. 하지만, 수명이 길고, 사용량 또한 증가하고 있는 추세여서, 온실효과와 관련된 기관에서는 이 물질들에게도 초점을 맞추고 있지요.

  지구온난화 지수를 보면, 왜 위험한지 알 수 있는데요. GWP 는 이산화탄소를 1 정도의 온실효과를 발생한다고 하였을 때 다른 물질의 상대적인 온실효과 발생 정도를 나타낸 것입니다. 다른 물질보다는 수소불화탄소, 과불화탄소, 육불화황은 거의 이산화탄소의 만 배가 넘게 작용하고 있지요. 특히나 육불화황은 수명도 천년 단위이며, 온실효과도 이산화탄소의 23900배나 됩니다.

  여기서 위 두그림을 보았을 때 의문점이 드시는 분도 계시겠죠. 이산화탄소 88 X 1 = 88 이고, 3.8% 의 세 화합물은 그 효과가 평균 10000배 니까, 3.8 X 10000 = 38000 으로 해서 나머지 화합물에 의한 지구온난화 영향이 더 큰 것 아닌가 의문점이 드실 것입니다. 저 또한 그렇습니다. 물론, 대기 상에 존재하는 양을 모두 합쳤을 때는 이산화탄소에 의한 영향이 가장 크다고 볼 수 있겠죠. 다른 화합물에 비해 엄청나게 많기 때문이죠.

  중요한 사실은, 결국! 산업이나 인공적인 작업으로 인해 발생하는 온실가스들 중, 가장 위협이 되는 것은 결국 수소불화탄소, 과불화탄소, 육불화황 이 세가지가 아닌가 생각됩니다.

코멘트

  지구온난화를 초래하는 온실가스, 이산화탄소가 지구온난화의 주범이라는 설이 발탁되고, 각국에 제제가 들어 가기 시작하면서, 탄소배출권은 또 하나의 경제시장을 만들어 내었습니다. 하지만, 이산화탄소만이 온실효과의 주된 범인은 아닙니다. 이산화탄소나 메탄, 아산화질소 등은 자연적인 발생량도 있기 때문에  자연적 균형 측면에서 이것을 정화할 수 있는 능력 또한 자연이 어느정도 지니고 있다고 볼 수 있지요. 하지만, 산업공정에서만 발생한다는 수소불화탄소나, 과불화탄소, 육불화황은 수명이 긴 점에서 볼 수 있듯이 자연이 이 화합물들을 없애거나 정화할 수 있는 능력이 거의 없을 것으로 보입니다. 실제로도 거의 영구적으로 존재한다고도 하네요. 이 때문에 2000년대를 기점으로 이 화합물들에 대한 규제도 들어 갔고, 점점 강화되고 있다고 합니다. 특히 수소불화탄소는 프레온가스를 대체하는 물질이지만, 온실효과를 발생하죠. 이 때문에, 두 화합물을 정화하는 공정이 어떤 것이 비용이 적게 드는지, 많은 연구와 실험이 있었다고 합니다. 결과는 수소불화탄소를 잡아 내는 것이 비용이 더 적게 든다고 합니다.

  이렇듯 몇가지 노력이나 규제들이 늘어 가고는 있지만, 그리 강하지는 않은 것 같습니다. 물론 발생량이 적지만, 점점 증가하고 있는 추세이기 때문에 그 효과를 간과해서는 안될 것 같습니다.
 

reference

1. 위키피디아

2. 그린 투데이 "과불화탄소 [PFCs (perfluorocarbons)]" http://www.giti.kr/news/view.html?section=200&category=216&PHPSESSID=771364d7ddcced3f838526211d61652f&no=1589&PHPSESSID=771364d7ddcced3f838526211d61652f

3. 유넵한국위원회 "기후변화 방지 및 오존층 보호 방안 보고서" http://www.unep.or.kr/board.php?BID=board04&GID=root&mode=view&adminmode=&UID=269

 

 

 

 

 

 

 

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  1. Blog Icon
    everybodylies

    아산화질소에 관한 글을 읽고 다른 온실가스들이 궁금했는데
    깔끔하게 정리해주셔서 고마워요!

  2. 잘봤습니다!
    온실가스들이 중요한 용도로 쓰이고 있네요.
    아무래도 온실가스를 줄이기 위해서는,
    친환경 적인 대체 물질 개발이 우선 되야할 것 같습니다.

  3. 밑에 세 물질은 온난화 지수가 정말 엄청 높은 것 같아요..

  4. Blog Icon
    Vonham

    네 제가 생각해도 엄청 높은 것 같애요. 사고 같은 걸로 엄청 나게 방출되지는 않는지 걱정 되네요

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원자력 발전 방사능 폐기물 처리

2011/03/28 13:15

서론.

  다른 두 컨텐츠(원리, 냉각방식) 에 이어 본 컨텐츠에서는 원자력 발전으로 생기는 부산물인 폐기물의 처리에 대해 쓰고자 합니다.

  최근 지진과 해일로 인해 큰 피해를 입고 있는 이웃나라 일본, 현재는 일본의원자력 발전소에서의 방사능 유출 문제로 인해 세계의 언론이 주목하고 있습니다. '3호기 균열', '방사능 유출', ' 피복량 5배 이상 ' 등의 기사를접하면서, 그로 인해 피해를 입는 사람들을 생각해 보며, 우리 나라의원자력 발전의 문제도  떠올리게 됩니다. 발전소는 발전소대로 그 주변의 주민들이 걱정을 하고 있습니다. 그 뿐아니라 폐기물 처리장 근처의주민들 또한, 바로 옆나라의 그런 피해로 인해 직접적인 커다란 불안은 아니지만, 걱정하고 있는것은 사실입니다. 20년 동안의 과정에 걸쳐 힘들게 선정된 준저준위 방사능 폐기물을 보관하게 된경주 지역의 사람들은 더욱 불안에 떨지도 모릅니다.

  원자력 발전은 화력발전에 비해 이산화탄소의 배출량이 아주 적으며, 가까운 미래에전기 생산의 대부분을 차지하는 발전소가 될지 모릅니다. 전기 생산 단가도 현재의 신재생에너지들보다 저렴함은 물론, 현재의 개발도상국이나 중동지역에서도 원자력 발전소를 짓기 위해 우리나라에서건설기술 등을 사가는 좋은 수출 상품이기도 합니다. 이러한 장점을 지니고 있는 원자력, 싸고, 이산탄소배출량도적어 깔끔한 뒷처리 인것 같지만, 원자력 발전소를 통해 전기를 생산한 뒤에는 현재의 기술력으로는 임시저장해 놓는것이 대부분인 방사능 폐기물 처리 문제가 남게 됩니다.


폐기물 분류

  이제 폐기물의 분류와 처리 방식 등에 관해서 살펴 보도록 하죠
.

  폐기물을 두 기준으로 분류를 하겠습니다.

  먼저, 포함된 방사능량과 어디에 사용되었냐에따라 ( 어느 정도 위험도에 따라서도 가능합니다.) 고준위, 중준위, 저준위로 나눌수 있습니다다음으로 형태에 따라 기체, 액체, 고체로 구분할수 있는데요. 각 기준에 따라 분류해서 그림과 함께 간단히 설명 드리도록 하겠습니다.

  핵 폐기물이란, 연료로 사용되고 남은 원자를 비롯해이를 생산하는데 사용되고, 이에 오염된 도구, 즉 신발, 작업복, 시약병,주사기 등이모두 포함되며, 대학,병원,연구기관 등에서사용된 방사성동위원소도 모두 핵 폐기물의 범주에 포함됩니다.

<!--  1. ,,저 준위 방사성폐기물

  방사능이 높고 낮음에 따라 중,저준위 폐기물과고준위 폐기물로 크게 분류됩니다.

 

1.1 ,저준위 방사성폐기물

  원자력 발전소에서 사용된 덧신,작업복,걸레 등이 중,저준위 방사성폐기물에 분류됩니다. 보통은 원전 부지 내에 임시 보관중이며, 현재 우리 나라에서방사성 폐기물 보관 부지와 관련된 정책들은 모두 중,저준위 방사성 폐기물에 관한 것이며, 확정된 경주또한, 이 원자력 발전의 간접적인 폐기물인 중,저준위 방사성폐기물의 보관과 관련됩니다.



1.2 고준위 방사성폐기물

  원자력 발전에 쓰인 우랴늄 광석등의 찌꺼기를 말합니다. 국내에서는 사용후 연료가 이에 해당하죠. 원자력 발전의부산물로 나온 폐연료봉 또한 여기에 속합니다. 현재 우리나라에서 고준위 방사성폐기물은 원전 내 임시적으로 보관하고 있습니다. 하지만, 현재는 모두포화상태이며, 5~10년 내에 고준위 폐기물 보관에 관해 해결이 나지 않으면, 처리에 관해곤란한 시점이 됩니다.

<!--   2.  형태에 따른방사성 폐기물

 
발생형태에 따라 기체, 액체, 고체 폐기물로분류됩니다.

2.1 기체 폐기물

  주요 발생원 : 터빈 주요부에축적되는 비 응축가스, 터빈 그랜드 실 부의 배출에 섞인 배기가스, 원자로 가동시발생하는 진공펌프 배기 가스 등이 있습니다.

  간단히 설명 드리면, 원자력 발전을통해 물을 데워서 그 수증기로 선풍기 날개와 비슷한 터빈이라는 것을 돌리는데, 그 터빈에 붙어있는 찌꺼기, 터빈을 돌리고 남은 배기가스 등을 말하는 것이지요.

2.2 액체 폐기물

  원자로 재순환 펌프, 밸브의 유출물, 샘플 라인 배출액(드레인) 그리고 건물의잡용수, 탈염장치의 이온 교환 수지에서 발생하는 폐액, 작업의류 세탁폐수 등이 해당됩니다.

  원자로에 흘러가는 여러 관, 관련 물질을보내기 위한 밸브에서 샌 물 등 원자력 발전소에서 나오는 대부분의 액체가 되겠지요.

2.3 고체 폐기물

  원자로 정화계통, 응축수 정화시스템, 연료 수영장정화 시스템 등에서 발생하는 필터 슬러지 및 이온 교환 수지, 그리고 재생폐액 및 침전물을 증발-농축한 농축폐액과 환기 시스템 등에 사용된 공기 필터 및 여러 종이, 천 등의잡기류, 그리고 사용이끝난 제어봉이 있습니다.

기체나 액체 폐기물 등이 필터나고체화,   유리화 등을 통해 결국 고체 폐기물로 바뀐다고 보시면 되고, 결국 폐기물을관리해야 할 부분은 거의 대부분이 고체 폐기물이라고 보시면 됩니다.

 

폐기물 처리 

1. 폐기물의 처리 (, 저준위)

  위에서 폐기물을 방사성 정도와 형태에 따라 분류해서 설명 드렸는데요. 처리 방식에대해 간단히 알려 드리도록 하죠.

  일단의 처리는 중,저준위 방사성폐기물의 처리를 기체, 액체, 고체로 나눕니다. 고준위의 경우는일단 임시 저장에 급급하고 있습니다. 뒤에 더 설명 드리죠.

 

  기쳬 - 원자력 발전소에서 발생하는 대부분의기체 수거물은 대기중으로 새어나가지 않도록 탱크에 저장, 방사능 농도가 떨어 질 때 까지일정 기간 보관 후 대기중으로 방출하여 방출시설에 필터를 거쳐 방출합니다.

  액체- 특성별로 별도의 탱크에 모아 일정기간관리 한 후에 방출하는데, 방사능 농도가 높은 경우에는 여과, 증발, 농축 등의 처리과정을거쳐 시멘트나 파라핀에 섞어 고화체로 만들어 별도로 저장합니다.

  고체 - 특성별로 가연성/불연성, 압축성/비압축성으로분류합니다. 압축이 가능한 경우에는 압축하여 부피를 줄이고, 그렇지 않은경우는 파쇄하여 부피를 줄여 보관합니다. 마지막으로 콘크리트와 섞어 드럼에보관해서 저장고로 가게 되겠지요.

  보셨듯이 폐기물의 대부분이 고체라고 할 수 있는데요. 그럼 현재 고체폐기물들은 어떻게 보관할까요?


  그림에서 보시면
, 어떻게 보관되는지 알 수 있습니다. 더 설명 드리면, 원전수거물 처분시설은 다중방벽 시스템입니다. , 총 세 단계의방벽시스템이 존재하죠. 첫번째는 폐기물을 고화 또는 견고한 용기로 포장하는 거싱고, 두번째는 처분구조물이나폐기물 용기 사이를 메우는 것입니다. 마지막으로 토양이나 암반 등 자연적인 방벽을 이용하는 것이지요.

  마지막으로, 시설의 건설에는 크게 내진설계, 천재지변, 화재대비, 방사성 방호등의 개념이 적용되서 감시 관리 되고 있습니다.

 

2. 사용 후 연료의 저장, 처리( 고준위 )

  위에서 말씀 드렸다 싶이 폐기물의 처리는 보통 중,저준위 방사성폐기물에 해당하는 내용입니다. 원자력 발전으로 인해 직접적으로 방생한 고준위 방사성 폐기물은 대부분 사용후 연료가 되는데요. 사용 후 연료내에는 소량이지만, 재사용이 가능한원자력 물질들이 포함되어 있습니다.

  그렇다면, 재사용하면 되지 않느냐? 라고 생각하시겠지만, 우리 나라는비핵화 선언으로 인해, 고준위 폐기물 같이 핵으로 사용가능한 물질이 있는 경우, 그 절차가 까다롭고, 잘 못 사용시큰 위험부담을 안게 되기 때문에, 현재로써는 그냥 임시적으로 보관만 하고 있는 실정입니다.

  사용 후 연료는 크게 세가지로 처리가 가능한데요.

<!--1.   재처리(비핵화로 인해국내에서는 힘듬) - 원자력 재사용 물질 제작, 혹은 핵무기제작 등으로 사용.

<!--2.    직접처분(연구 중) - 방사능 저감기술로 처분 가능하나, 현재 개발 중에 있으며, 적용이 힘든실정

<!--3.    중간저장(국내) - 현재 우리나라에서유출이 되지 않도록 저장하고 있는 실정

 

 

현재 국내의 대략적인 상황 및 코멘트

  간단히 국내상황을 말씀드리죠.

 ,저준위 폐기물관련 부지를 경주로 설정하는데 20년이 걸렸습니다. 경주도 아직건설 중에 있습니다. 현재는 원전내 부지의 임시저장소를 꾸역꾸역 늘이고 있는 실정이지요. 원래 지었던임시저장소는 이미 2008년에 포화했고, 임시저장소를늘리는 방식은 최대 2020년 까지가 한계라고 합니다.

고준위 폐기물인 사용 후 연료의 저장은 임시 저장만 하고 있는 실정입니다. 3 27일 뉴스에 의하면, 국내 원전 폐연료봉은 1535만개라고 하며, 이는 처리가시급한 것으로 나타났지요. 원전 각각의 임시 저장소는 물론, 다른 곳들도이미 90% 이상의 포화상태라고 합니다.

원자력 폐기물 처리와 관련된 미국과의 조약이 2014년에 바뀔 듯합니다. 정부에서는 이 때, 아마 사용 후 연료에 관한 언급과함께, 위에서 말씀 드렸던 재처리 문제를 끌어 낼 것같습니다. 사용 후 연료를언급하는 것은 일단 폐기물 포화를 해소하는 것과 플루토늄 확보가 목적입니다. 우리 나라의경우에는 포화 해소가 시급하지만, 사용 후 연료의 재처리가 시급한 시점에서 재처리를 통해 나온 플루토늄은 비핵화선언을한 우리나라에서는 가지고 있을 수 없습니다. 현재는 이 때문에 재처리 시도도못하는 것으로 보입니다.

2014년에 미국과 회의를 통해 재처리를 허용하는 방향으로 가게 되면, 포화해소를 할수 있지만, 이 또한 문제입니다. 재처리 시설은어디에 할지 그 비용은 얼마나 들지, 또한 커다란 문제입니다. 제 생각이지만, 국내에서는 이재처리 시설을 만드는 것은 오히려 미국의 감시만 늘리는 것일 수도 있으며, 큰 비용과 환경을생각했을 때 힘들다고 생각합니다.

그래서 정부에서 생각하고 있는 방안은, 미국에서 재처리허가를 받으면, 재처리가 가능한 영국이나 프랑스 등 유럽 국가들에게 위탁 재처리를 하는 것입니다. 사용 후, 연료를 해외에위탁하여 재처리 후 다시 원자력 발전에 사용할 수 있는 원료를 받아 오는 것이죠.

하지만 여기서도 문제는 많습니다. 일단 비용문제를 예로 들면, 재처리를 위탁할경우, 처음부터 끝까지의 비용을 모두 우리나라가 내야 합니다. 사용후 연료를보내고, 받는 것은 물론, 사용후 연료의 재처리를 통해 나온폐기물 또한 우리 나라가 다시 부담해야 하는 것이죠. 천문학적 비용이 든다고 합니다. 재처리시 사용후연료가 많이 폐기되면 좋겠지만, 그렇지도 않습니다. 사용 후 연료의 1/2,2/3 가 다시 폐기물로 남게 되는 것이지요. 또한, 재처리로 인해나온 중,저준위의 방사성폐기물(필터, 신발 , ) 등이 문제로남게 되겠죠.

이산화탄소 저배출과, 싼 전기 생산 단가로 인해 전 세계적으로사용되는 원자력, 하지만, 그로 인해 나온폐기물 처리는 수십년째 커다란 문제로 남아 있습니다. 폐기물 처리에 대한 커다란 패러다임이변하지 않는 이상 몇백년 계속 사용하면, 폐기물이 땅속에 남게 되겠죠. 원자력에 사용하는원료중 반감기가 가장 짧은 것이 사람에게 피해를 입히지 않을 정도가 되려면, 300년이 걸린다고합니다. 우라늄이라 플루토늄은 몇만년이라고 하네요. 300년 동안 지구에평화가 오고, 기술이 발전에 폐기물을 안전하게 보관하는 것만으로도 다행일 것이라고 생각합니다. 그 사이 자원으로인해 세계전쟁이라도 일어 난다면, 땅속에 폐기물은 감시 관리도 되지 않고, 오히려 독이되어 돌아 오겠죠. 어찌 보면, 망상일 수도있지만, 미래는 예측할 수 없으니까요. 원자력 발전, 전기도 싸고, 발전소 건설 수출로 돈도 벌어다 주지만, 양날의 칼을 품고 있다고 볼 수 있죠. 무분별한 사용보단 앞으로의 처리에대해 신중히 논의할 때입니다. 이는 전세계적으로 논의해야 할 사항이 아닌가 생각해 봅니다.

Reference

1. 원자력 지식발전소 "방사성폐기물" http://intra.knef.or.kr/know/info_wastes/safe.asp

2. 전력신문 "유리화 기술로 방사능 걱정 사라진다" http://www.epnews.co.kr/news

3. 원자력발전과 핵폐기물처분장의 문제점 - 이필렬(방통대 교수,에너지대안센터 대표http://old.greenchrist.org/2mov/nuclmv/sympo/nuci-02.htm

4. 유넵한국위원회(UNEP) "핵폐기물 처리장에관해" http://www.unep.or.kr


 
 

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  1. 2011/04/06 16:46
  1. Blog Icon
    sweetbi

    방사능 폐기물 처리를 어떻게 하는 것이길래 말이 많을까 궁금했었는데 잘 읽었습니다!
    폐기물 문제를 생각하면 골치가 아프더군요.
    우리나라에 재처리 시설이 있다고 하더라도 시설로 옮기는 도중 유출될까 염려스러워서 지역 주민들의 반대가 만만치 않을 것 같아요.
    문제는 많은데 무엇이 해결책인지는 아직도 잘 모르겠네요ㅠㅠ

  2. 저도 글을 작성하면서 원자력을 많이 이용하면 할 수록 미래에 문제가 더 커진다는 것을 알게 되었네요. 정치적인 의견으로는 정부에서 폐기물을 대하는 태도가 "안전하니까, 돈 줄테니 폐기물 유치하게 해달라" 는 식으로 말을 하니, 주민들의 입장에선 믿을 수가 없는 거죠. 우리나라 정부의 신뢰도를 볼 수 있죠. 적극적인 태도로 하나부터 열까지 설명하고, 왜 안전한지, 정부가 어떻게 안전하게 할 것인지 좀 더 노력이 필요하다고 보는 입장들이 많네요.
    기술적으로는 무엇이 해결책일지.. 반감기를 빠르게 감소시키는 직접처리 기술이 많이 개발되었으면 합니다.
    하지만, 원자력 연구이고, 핵과 관련된 만큼 큰 위험부담이 많이 있을 것이라 보네요.

  3. 그렇네요. 골칫덩어리가 자꾸만 쌓여간다...위험부담이 큰 직접처리 기술만이 솔루션인가요...원전 르네상스라는 말이 무색하네요 ㅜㅜ

  4. Blog Icon
    prime

    폐기물처리...지금 당장은 우리한테 아무런 해가 되지 않아 무관심으로 일관하고 있었는데 이 글을 읽고나니 폐기물로 인해 큰문제가 발생할것이 먼 미래가 아니구나라는 생각이 드네요.

  5. Blog Icon
    han

    괜찬다면 그림 몇개만 퍼가도 될가요?

  6. Blog Icon
    Vonham

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전기 자동차 충전 시스템 그리고 무선 충전

2011/03/21 14:56

  한달 전인 2 16일 지식경제부 기술표준원의 주체로 전기자동차 상용화와 보급 촉진을 위한 하나의 핵심요소인 '충전 시스템 표준화와 안전인증'에관해 각계 의견을 수렴하는 공청회를 개최했다고 합니다.이 공청회는 국가적으로 표준화된 시스템을 만들기 위한모임이었는데요. 충전 시스템만 표준화가 된다면, 나머지표준화가 필요한 배터리나, 에너지 소비율 측정밥범 표준화 등은 금방 정해지져, 빠르면 올해 상반기에 국가표준으로 확정될 수도 있다고 합니다.

  그렇다면, 왜 국가표준의 시스템이 확립되어야할까요? 전기차는 오로지 전기로 충전하는데, 그 충전기의 플러그 모양이나, 용량, 전압,전류 등이 정해지지 않는다면, 전기차들은 자신의 차와 맡는 충전소로만 가야 되는 문제가 발생합니다. 이 때문에 전기차 제작 회사들은 플러그의 설계에 대해 심각하게 고민하게 될 것이구요. 이렇듯 표준화를 통해, 전기차브랜드와 충전 인프라 설비 회사들은 표준화를 통해 향후 확대될 전기차 시장에 대비 할 수 있을 것이라 봅니다.

  공청회에서 정해진 충전 시스템의 표준안에 대해서 간단히 보면서 전기차 충전시에 어떠한 이슈들이중요한지 살펴 보도록 하죠.

 


 ·     충전 표준 : 완속 충전( AC ) 1000V 이하 , 급속충전( DC ) 1500V 이하

일단 충전 표준은 위와 같습니다. 현재개발된 장치로는 급속충전으로는 30분이면 충전이 가능하구요. 준급속은 1시간,완속은 6~8시간으로 충전이 가능하다고 합니다.

·       ·     충전 장치 A : 전기차에 영구적으로 부착된 전원 케이블과플러그를 이용

      B :  자동차 커넥터와 충전장치를 분리 가능하게 함.

      C :  충전기에 영구적으로 부착된 전원 케이블 이용.

·        ·    규정된케이블 외의 코드연장장치나 2차 케이블을 사용할 수 없고, 추가어뎁터 사용도 금지.

·        충전장치에는자동차가 적절하게 연결됐는지 검증할 수 있는 시스템을 마련해야 하고 보호 접지전의 연속성 검사가 가능해야 함.

·        충전 장치의구분 옥내용 : 영하 5도에서 40

     옥외용 :  영하 25도에서 40

위와 같은 조건에서도 사용이 가능하도록 만들어 져야 한다. 또한 주위 공기온도가 40도를초과하지 않아야 하며, 24시간 동안 평균 온도가 30도를초과해서는 안된다

·       

  위와 같은 공청회를 통해 전기자동차 충전설비의 안전성이 한층 더 강화되었으면, 좋겠네요.

  여기까지 전기자동차 충전 시스템의 표준화안에 대해서 간략하게 설명 드려 보았는데요. 이 공청회의 주된 이슈는 표준화와 안전성 검토였네요. 물론 이러한 것들도 중요합니다. 아주중요하다고 할 수 있죠.  빠른 국가 표준화를 통해 전기자동차 충전 관련 업계의 제품개발은 더욱 촉진될 것으로 보입니다. 이를 통해 전기자동차 시장이 확대 되고, 점점 친환경 자동차인 전기자동차를 타는 사람이 많아 지겠죠.

  시장은 확대되고, 표준화를 통한 전기차 신흥국으로의

 수출도 좋습니다. 하지만, 소비자의입장에서 생각해보고, 문제점도 살펴 보고, 그해결 방안 또한 살펴 보면서, 전기차 시대에 한층 가까워져 봅시다.

  일단 아주 단순하게 생각했을 때의 문제는 충전시간입니다.

  최소 충전시간은 30, 충전소가 얼마나 설치될 지는 모르지만, 지금과같이 바쁜 시대에 30분이나 자동차 충전을 위해 기다릴 수 있는 사람은 몇이나 될까요. 이러한 불편을 조금이나마 감소시키기 위해 아파트에서 충전가능한 시스템이 개발되었구요. 마트 주차장에서도 충전할 수 있도록 연구되었고, 서울의 몇개의 마트에 설치 되어 있다고 합니다.

  이 불편을 조금이나마 덜기 위해, 자동차부품사인 콘티넨탈은 전기차 운행을 위한 충전에 관한 정보를 통합적으로 제공하는 전자 시스템을 개발한다고 합니다. 간단히 설명드리면, 자신의 자동차에 대한 정보들( 충전 시간, 충전량, 남은 전기량 등)을 모니터링해 가지고 있고, 그와 함께 네비게이션정보(충전소위치, 날씨, 노면상태, 현재 교통 체증정도)를 결합하여, 최적의 충전소 위치나 시간 등을 알려 준다고 합니다.

  개인적으로는 매일 집에서 충전되었으면 좋겠네요. 그러면밖에서 충전할 일이 없지 않을까요? 이 방법이 가장 좋지만, 아파트를제외한 가정집에서는 아직까진 힘들 것 같네요.

  이 충전시간에 대한 문제 때문에, 대신충전해주는 대리충전 사업이 생기지 않을까 생각해 봅니다.

  한가지 더 말하자면, 결제 시스템에 관한 문제 입니다.

  전기차 충전 시스템이 주유소에 설치 된다면, 문제없지만, 만약 회사 주차장이나, 아파트혹은 간선도로에 설치되어 있다면, 결제는 어떻게 해야 할까요. 유인충전소인 경우엔 상관없겠지만, 그 작그마한 전기차 충전 기계하나 하나 마다 사람이 있을 수는 없을

 것 같습니다.

  방안은 카드결제도 있고, 휴대폰결제도 있다고 하는데, 이 둘다 사용하지 않으시는 분도 계실테니 다른 방안도 있어야 된다고 봅니다. (하이패스와 통합되는 것도 괜찮을 듯 )

  충전 시간과 충전과 관련된 인프라 구축, 이두가지만 보아도 아직까지 소비자에게 전기차는 조금 생소하게 느껴집니다. 하지만, 이렇게 살펴 보고 해결책을 하나씩 헤집어 보니, 확실히전기차의 시대는 성큼 다가 왔다고 생각합니다.

  마지막으로 한마디 더 하자면, 정부에서의충전시스템과 관련된 표준안을 만드는 것도 좋지만,이것 자체가 일단은 전기차와 관련된 모든 사업자를위한 것이네요. 솔직히 말해서 현재의 충전시스템이 가장 좋다고 생각하지는 않습니다. 단적인 예로 전기차 무선 충전시스템을 들겠습니다.

  아래에서 그림과 동영상으로 보여 드리죠.


  델파이 오토미티브는 하이브리드와 전기차용 자동

 무선 충전제품을 개발하기 위해 무선 에너지전송 기술 공급업체인 와잍리시티(WiTricity Corp.)와 계약을 체결했다고 합니다. 이 계약으로 안전하고 편리한 가정용/ 상용 전기차 충전시스템의 인프라를구성하는데 도움을 줄 것 이라 예상되네요.

  마지막으로 네덜란드의 HaloIPT 사의무선충전 시스템에 대해 동영상으로 소개 해 드리겠습니다.



  가까운 미래에 이러한 시스템이 도입되었으면, 좋겠네요.

  위와 같이 해외에는 무선 충전 시스템 개발에 힘을 쏟고 있네요.  표준화도 좋지만, 전기차충전에 대한 새로운 기술을 위해 기업에게 개발과 발전을 권유하는 정부가 되었으면 합니다.

 

Reference

1. 전기신문  "전기차 충전인프라 구축 '준비완료'" http://www.electimes.com

2. 아시아경제 "LS전선, 국내 최초 고속전기차 충전 인프라 구축완료" http://www.asiae.co.kr

3. 보이는 자동차미디어- 탑라이더 "콘티넨탈,전기차 충전 정보 전자시스템 개발"http://top-rider.com

4. CARfetera "델파이, 전기차 무선충전시스템 개발"

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    ecoroko

    GM에서는 무선충전 시스템뿐 아니라 모바일 충전 로봇 개발도 계획하고 있죠 ㅎㅎ

  2. Blog Icon
    Math

    Ecoroko를 통해 정말 귀중한 정보들 얻어 갑니다. 이러한 스마트그리드사업이 단순히 전기차를 생산하는 것보다 몇배는 더 어렵고 시급한 문제이네요. 이러한 시스템 구축에 필요한 인재들이 많을텐데 우리 같은 학생들의 아이디어를 모아서 시도해보는것도 나쁘지않겠다는 생각이듭니다.

  3. 글 감사합니다.

    저의 이번 컨텐츠의 방향을 잡아주는 글이었습니다^^

  4. 좋아요, 감사합니다

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이산화탄소를 메탄올로 변환시켜? '일석이조'

2011/03/07 21:03

1.      해당산업 기술 개요

  온실가스 감축을 의무화한 교토의정서가 발효된 후, 각국의 정부와 기업들은 이산화탄소 감축이라는 과제가 '발등의 불'이 되었다. 이산화탄소를 감소시키기 위한 녹색기술들은 여러 가지 존재한다. 현재 CCS 기술이 많이 논의되고 있지만, 이산화탄소를 고체화 시켜, 공기 중으로 방출되는 양을 줄여 주는 기술이기 때문에, 보관시의 여러 위험 요소로 인해 사고의 위험이 발생하기 마련이다.

  그렇다면 이산화탄소를 변환하는 기술은 없는 것일까? 이산화탄소가 온실효과의 원인 중 하나로 주목 받기 시작하면서 이산화탄소를 다른 물질로 변환시키는 기술들을 연구하기 시작하였다. 인공적으로 광합성을 만드는 기술이 많이 시도 되었지만, 비용문제와 변환시키는 양이 적어 큰 이슈는 받지 못했다.  하지만 2010년 현대중공업과 한국화학연구소의 공동연구로 작년 말 이산화탄소를 이용해 하루 50kg의 메탄올을 만들어 내는 소형 플랜트를 개발했다. 올해는 하루 10t의 메탄올을 생산할 수 있는 새 연구에 도전한다고 한다.

2.      기술분석

  화학제품의 원료 등으로 많이 쓰이는 메탄올은 청정연료로 주목을 받고 있는 바이오디젤의 주성분이기도 하다. 그렇다면 이산화탄소을 원료로 어떻게 메탄올을 만들어 낼 수 있는가. 이 연금술을 가능하게 하는 것은 한 작은 알갱이이다. 연구진들 사이에는 '마법의 알갱이'로 불리는 이 알갱이는 이산화탄소를 메탈올로 변환시켜 주는데 아주 큰 역할을 하는 촉매이다.

  이산화탄소를 메탄올로 변환하는 과정은 이산화탄소( CO2)에 물(H2O)  메탄(CH4:천연가스의 주성분)을 섞어 촉매에 통과시키면 일산화탄소(CO)와 수소(H2)가 나온다. 이 일산화탄소와 수소를 다시 새로운 촉매에 넣어 합치면 메탄올(CH3OH)이 된다.

CO2 + 2H2O +3CH4    --(촉매)-->     4CO + 6H2

CO + 2H2       --(새로운 촉매)-->     CH3OH

  위의 반응식을 보면, 언뜻 쉬워 보일 수 있다

하지만 기술적으로 문제가 되긴 하는데, 변환 과정에서 위의 식에서는 보이지 않지만, 탄소가루가 발생할 가능성이 존재 한다. 탄소 가루는 기계장치의 배관을 막으며, 촉매를 부숴버리기도 한다. 이산화탄소를 다른 물질로 변환시키는 기술은 수많은 연구가 진행되었지만, 이 탄소가루 문제를 해결하지 못한 탓에 현재까지 큰 진전이 없었다.

현대중공업과 화학연구소의 공동연구를 통해 알아낸 탄소가루 문제의 해결방법은 나노기술이었다. 연구를 통해 세라믹 위에 니켈과 마그네슘 등으로 만든 촉매 물질을 더하고, 이것을 10나노미터 크기로 잘게 부수어 균일화시킨 후, 코팅해서 만들어 낸 촉매를 탄생기켰다. 이 촉매는 탄소가루를 발생시키지 않았다. 구리와 아연 등을 사용해 일산화탄소와 수소를 메탄올로 바꿔주는 촉매도 개발했다.

  나노 기술을 통해 촉매를 나노 사이즈로 균일화 시킨 것은 촉매가 반응에 작용하는 접촉면을 넓혀 주는 효과를 주는 것이다. 촉매가 효과를 발휘하기 위해서는 모든 반응물들과 만나야 하는데 나노 사이즈로 균일화된 촉매는 이것을 가능하게 하는 것이다.

3.      기술동향

  현대중공업과 한국화학연구소, 일간지의 한 기자는 '플랜트 설계와 제작의 달인' '촉매의 달인' 이 만났다고 한다. 기술의 융합이 실현된 것이다. 현대중공업에서는 한창 새로운 공정 설계가 한창이다. 현재 10t 급 플랜트의 설계에 착수했다고 한다.

  플랜트 설계에서의 핵심은 이산화탄소가 일산화탄소와 수소로 바뀌는 반응기 안의 온도와 압력유지이다. 연구진은 반응기 내부에 열 공급장치와 센서를 부착에 반응기 전체를 균일한 온도와 압력으로 유지할 계획이라 한다. 효율을 가장 높일 수 있는 열 공급장치와 센서의 부착 위치를  찾는 것이 관건일 것으로 보인다.

  현대 중공업에서는 향후 1500t 급 설비까지 개발할 예정이라고 한다. 우리 나라의 연간 메탄올 수요가 170t에 달하는데, 철강회사나 화학회사에서 발생하는 이산화탄소를 모두 메탄올로 바꾸는 경우 이를 충분히 충당할 수 있으며, 실현 가능성 또한 충분하다.

4.      코멘트

  신재생에너지로 각광 받고 있는 바이오 에너지, 그것의 주원료인 메탄올, 이산화탄소를 통해 만들어 낸다는 아이디어는 온실효과의 원인을 줄이는 동시에 친환경에너지를 생산해내는 '일석이조'의 효과를 보일 수 있다. 현재 태양전지나 풍력, 조력 에너지 등은 개발이나 설비 가격에 비해 큰 효율을 얻지 못하는 것이 대체 에너지 산업의 문제이자 해결해야 할 과제이다. 하지만 이 기술을 통해 비용을 절감하고, 에너지 생산효율을 크게 성장시킬 수 있을 것으로 보인다.

 이산화탄소 메탄올 변환 기술이 현재 존재하는 CO2 가 발생하는 발전소에 적용됨으로써 전기만 생산해내는 발전플랜트를 넘어서 생산의 부산물까지 이용해 바이오 에너지를 생산함으로써 커다란 에너지발전소로가 만들어 지길 기대해 본다.

5.      참조

- 조선일보 비스 : http://biz.chosun.com/ "온난화주범' CO₂서 청정연료 메탄올 뽑아낸다"

- 파퓰러사이언스 : http://popsci.hankooki.com/ "신 에너지원으로 거듭나는 이산화탄소"

- 기후변화대응기술정보센터 : http://www.cctech.or.kr/ "이산화탄소, 메탄올전환 촉매개발"

- 동아사시언스 : http://news.dongascience.com/ "태양에너지 + + 이산화탄소 = 메탄올?"



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  1. 현대중공업 민계식 회장님께서 메탄올 변환 기술 개발을 적극적으로 밀어붙였다던데. 역시 거대 조직의 수장은 남다른 혜안을 가지고 있군요.

  2. Blog Icon
    ㅇㅇ

    물아꺼쓰기

이젠 항공기까지 띄운다! Biofuel Passenger

2011/02/20 13:15

  최근 우리 나라에서는 바이오연료 혼합의무사용제(RTS) 도입 추진으로 인한 여러 가지 입장으로 갈팡질팡 하고 있습니다. 환경보호의 입장에서는 찬성이지만, 우리 나라의 사정상 바이오연료를 대부분 70% 이상 수입해야 하기 때문에, 우리 나라의 연료 해외 의존도만 더욱 높아지는 것이 아닌가 우려하는 입장도 많습니다
  여러 입장이야 어찌 되었든 환경이 중요한 사회적인 이슈가 됨에 따라 기존의 연료를 대체할 수 있는 많은 대체 에너지 중에 하나인 바이오연료가 주목받고 있습니다
바이오 연료는 많은 곳에 사용될 수 있는 대체 에너지 자원입니다. 그 종류로 자동차연료로 사용될 수 있는 바이오에탄올, 디젤엔진과 혼합하여 사용하는 바이오디젤 등 으로 나누어 지며, 바이오연료를 이용한 바이오연료전지 등 또한 개발 중에 있어 주목을 받고 있습니다

  최근에는 새로운 원료의 발견과 기술의 발전으로 바이오연료를 항공기에 사용하는 시도를 하는 나라와 기업들이 많아 지고 있어 신기할 따름입니다. 식물로 항공기를 띄우는 것이지요
  보잉사와 버진 애틀랜틱 항공사가 2008년 런던에서 암스테르담까지 비행하는데 바이오디젤을 사용하였습니다. 바이오디젤엔진과 제트연료를 2:8로 섞은 것이었지요. 또한 미공군은 전투기에 바이오연료를 사용하는 테스트를 하고, 시험비행기를 제작하였죠. 또한, 캐나다의 Bombardier 사는 6개 기업이 참여한 컨소시엄에서 단거리 상업항공기인 Q400 에 새로운 바이오연료를 도입하는 테스트를 시행하고 있으며, 독일의 루프트한자 항공, 일본의 JAL 항공 또한 바이오연료 도입을 추진하며, 2020년 이내 상용화를 목표로 하고 있습니다. 영국 또한 영국항공과 롤스로이스가 합작하여 항공기용 비이오연료 실용화를 목표로 연구 개발 중이며, 상용화를 앞두고 있습니다
  특히, 독일의 루프트한자 항공은 올해 세계 최초로 바이오연료를 사용한 항공기를 4월부터 6개월 동안 운항할 예정입니다. 운항되는 Airbus A321 aircraft 는 제트 연료와 바이오연료가 5:5로 사용되는 것으로 높은 이산화탄소 저감이 예상됩니다.

   <루프트한자 항공>


이렇게 많은 회사들이 열심히 개발하고 있는 이유가 있습니다
  최근 몇 년간 항공사와 항공기 제조업체들은 항공기가 환경파괴의 또 다른 주범이라는 비난을 받고 있기 때문이지요. 항공기는 이륙할 때 엄청난 양의 온실가스가 나오게 되는데, 이는 지구온난화의 주범 중 하나로 꼽힙니다. 이로 인해 금액적으로나
  항공연료로 사용되는 항공유(제트유)는 같은 양의 일반 기름을 연소하는 것 보다 3배 정도 많은 이산화탄소를 배출한다고 합니다. 미국만해도 항공기에서 나오는 온실가스(이산화탄소, 산화 질소, 각종 미세먼지)가 교통수단에서 배출되는 온실가스의 10%를 차지 합니다. 점점 항공기 이용이 늘어 나고 있기 때문에 점점 온실가스의 배출양 또한 증가한다고 볼 수 있죠. 몇 년전에 측정 했을 때, 항공기로 인한 온실가스 배출이 현재 세계 온실가스 배출의 3% 정도가 된다는 정보가 있었습니다. 현재는 더 증가하였다고 볼 수 있겠죠. 이렇게 되면, 점점 항공업계는 항공기가 환경파괴의 주범이라는 말을 피할 수 없게 되며, 온실가스 배출에 관한 비용을 부담해야 하는 것이지요.


  잠깐, 중요한 사실을 집고 넘어가야지요
  바이오연료가 왜 친환경적이라고 말할 수 있나요기름과 마찬가지로 생명체에도 탄소,질소 등이 같이 있기 때문에 기름과 같은 양의 에너지를 배출하려면, 온실가스양도 비슷해 지지 않을까요
  물론 바이오연료도 엔진의 연소 때, 대기중에 이산화탄소를 배출합니다. 하지만 그 양은 바이오연료 식물이 자랄 때 대기중에서 흡수한 이산화탄소의 양을 넘지 않는 것이지요. 실험을 통해 알려진 바론 합성연료로 연소시에 배출되는 이산화탄소의 양은 기존의 항공유인 JET A의 연소시 보다는 적다는 것이 밝혀 졌습니다. 질소산화물(NOx)와 미세먼지의 배출양 또한 마찬가지구요

  그렇다면, 항공기에 가장 적합한 바이오연료의 자원은 어떤 것일까요. 지구상에서 대륙 대부분에서 자라나는 연료들 중에 적합한 바이오 연료 자원이 있을까요? 과거에 주목받던 옥수수나 감자가 그것이지만, 전셰계적인 식량 수급 불안정을 초래할 수 있기 때문에 조심스러운 입장입니다. 그렇기 때문에 아마도 각 나라에 따라 각 지역에 따라 바이오연료의 자원은 다를 것으로 보여 집니다
  아시아 지역에서는 Camelina 가 풍부하며, 오스트레일리아, 멕시코 그리고 남아메리카의 일부지역에서는 자트로파가 재배에 이상적이라고 합니다. 북미지역은 그 지역의 석탄과 천연가스의 풍부함으로 아마도 합성연료가 더 이치에 맞을 것 같습니다. 북미지역을 장기적인 관점에서 보면, 지구상에서 가장 빠르게 성장하는 생물체(부화에서 수확까지 14) Algae의 재배와 연료화가 주목받고 있습니다

<Powered by biofuel>

  환경을 지키고자하는 과학기술적인 노력이 중요한 Green Technology 의 시대를 맞이하여, 많은 대체연료들과 함께 바이오연료는 이제 항공기에 까지 사용할 수 있는 연료로서 이목을 집중받고 있습니다. 하지만, 자원 수급문제도 해결해야 하는 상황이며, 비용 측면 또한 항공기의 경우 소비자 부담의 반이 연료비이기 때문에 고려해야 합니다. 기술적으로는 항공기 연료는 폭우가 쏟아져도 불이 붙어야 하며, 영하 40도 아래로 내려 가더라도 연료의 상태가 변하지 않아야 합니다. 현재의 바이오연료는 0도씨 안팎에서 얼기 때문에 어려움이 따를 것으로 보입니다. 보잉사나 루프트한자 항공같이 바이오디젤과 제트 연료를 반반 정도의 비율로 섞어 시험운행하는 이유가 이것에 있지요
  즉, 위의 기술적,환경적인 문제점과 자원의 수급을 따져 봤을 때, 현재로써는 많은 기업에서 합성연료가 테스트비행할 연료의 대상입니다. 하지만 이 합성연료도 홉합비율과 바이오디젤의 배합이 테스트 비행에 성공한 기업들의 Top Secret 되고 있는데, 그 연료는 알려진 연료와 아직 알려지지 않은 연료의 배합 등이 있어, 연료의 배합에대한 정보를 얻기 위한 노력이 계속 되고 있다고 합니다

< 친환경항공기 개발의 노력 >


머지 않은 미래에 운항 중인 모든 항공기를 바이오 연료를 사용하는 항공기로 바꿀 수 있는 시대가 오지 않을까 생각한다. 물론 단숨에 모두 바꿀 순 없겠지만, 친환경 항공기술의 발전은 계속되고 있으며, 현재 이 글을 쓰는 필자처럼 지구를 살리기 위한 사람들의 의지 또한 점차 강해지고 있기 때문이다




<Reference> 

 

항공우주연합회 발췌 글 

http://blog.daum.net/_blog/BlogTypeView.do?blogid=0ReaZ&articleno=83#ajax_history_home

환경부 정책 블로그

http://blog.daum.net/mepr_greenwing/7632955

조선일보 블로그

http://blog.chosun.com/blog.log.view.screen?blogId=20831&logId=3664714

네이버 캐스트 : 환경을 생각한다! 녹색 가솔린

http://navercast.naver.com/science/chemistry/2030

Vonham's Blog

http://nozvonham.tistory.com/

THE HUFFINGTON POST

http://www.huffingtonpost.com/2010/11/29/lufthansa-first-biofuel-p_n_789181.html

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  1. Blog Icon
    bestcrew27

    항공기 대체연료에 대해서 조사하고 있었는데
    정말 유익하고 좋은 정보 얻어갑니다. :)

  2. Blog Icon
    Vonham

    네 감사합니다.

“스마트그리드(Smartgrid)” 전기도 똑똑하게 사용하는 시대!

2011/02/11 23:09

설연휴를 보내고 서울로 올라오는 기차 안에서 무심코 승차권을 보게 되었다. 그런데 평소의 나라면 무심하게 넘어갔을 단어들이 눈에 쏙쏙 들어오기 시작했다. 우리 블로그의 멤버들도 마찬가지이겠지만 요즘 나는 어디를 가더라도 친환경, 녹색, 이산화탄소등의 단어들에 반응하고, 유심히 살펴보는 버릇이 생겼다. 당연히 저탄소 녹색성장이라는 승차권의 문구는 나를 끌어들이기에 충분했고, 녹색바탕에 노란색으로 새겨진 스마트그리드는 그 자체로 환경친화적인 분위기를 물씬 풍겼다.

                           
                           [
사진1] KTX 승차권 뒷면의 스마트그리드 광고



스마트폰, 스마트티비등과 같이 대세를 따라 전기도 이제 스마트하게 사용하는 시대가 되었다. ‘스마트그리드정보통신(Smart)과 전력망(Grid)의 합성어로 전력공급자와 전력시장, 소비자가 양방향으로 실시간 정보를 교환함으로써 에너지효율의 최적화가 가능하도록 하는 차세대 지능형 전력망을 말한다. , 전력서비스를 디지털화해 다양한 정보를 제공, 수용할 수 있고 전기를 효율적으로 사용하게 하는 플랫폼이다. 현재의 전력공급 시스템하에서는 전력 사용 현황을 실시간으로 파악할 수 없기 때문에 실제로 우리가 사용하는 전기보다 10%정도 많은 양을 생산하도록 설계되어 있다. 따라서 버려지는 전기가 많아 에너지 효율이 떨어지고, 이산화탄소 배출도 늘어난다. 하지만 스마트그리드를 통해서는 실시간으로 전력 사용 현황을 파악할 수 있기 때문에 전력공급량을 탄력적으로 조절할 수 있다. 전력 사용이 적은 시간대에는 남는 전력을 양수발전에 사용하여 버리는 전기를 줄일 수 있고, 전기를 저장했다가 전력 사용이 많은 시간대에 공급하는 유연한 운영도 가능하다. 소비자는 자신이 사용한 전기요금을 실시간으로 확인할 수 있고, 전기요금이 비싼 낮 시간대를 피해 전기를 사용할 수 있다. 이 시스템을 통해서는 필요한 만큼의 전기를 생산하기 때문에 에너지 절감 뿐만이 아니라 온실 가스의 배출 감소 효과까지도 함께 얻을 수 있게 된다.

미국 · 일본등과 같이 스마트그리드 실증단지를 운영하고 있는 국가가 적지 않은 가운데, 우리 정부는 2030년까지 세계 최초로 국가 단위의 스마트그리드를 구축하는 것을 목표로 세우고 있다. 그 가능성을 시험하는 곳이 제주도 구좌읍 일대 약 6000호를 대상으로 운영에 들어간 실증단지이다.

 



                                 [
사진2] 제주 스마트그리드 체험관

 

지식경제부는 2009 12월부터 민간기업과 함께 세계 최대 규모의 복합 스마트그리드 실증단지를 구축해오고 있다. ‘지능형 소비자 기반, 운송, 신재생에너지, 전력망, 전력시장 5개 분야에 168개 기업이 컨소시엄 형태로 참여하고 있지만 성과가 뚜렷하게 나타나지 않고, 수익 모델을 찾지 못해 울상인 기업들이 많다고 한다. 중소기업뿐만 아니라 한국전력, SK텔레콤, KT, LG전자 등과 같은 대기업들을 포함해 적게는 수억 원에서 많게는 수백억 원을 투입하고 있지만 말 그대로 밑 빠진 독에 물을 붓는분위기가 계속되고 있다.

실증단지로 지정된 구좌읍이 농어촌이고 가구주 나이가 많다 보니 양방향 전력망 소통이 잘 안되고 있기 때문이다. 뿐만 아니라 스마트그리드촉진법(지능형전력망 구축 및 이용 촉진에 관한 법률)이 아직 국회를 통과하지 못했기 때문에, 법적인 기반이 갖춰져 있지 않아 마음 놓고 사업을 수행할 수 없다는 것 또한 하나의 원인으로 지적되고 있다. 법이 국회에서 통과되면 공표된 다음 6개월부터 시행에 들어가는 만큼 최대한 빠른 시행을 위해서 이번 2월 임시국회에 많은 관심이 쏠리고 있다. 지금 당장의 수익을 보지 않고 미래의 신성장동력이라는 접근으로 정부 주도의 적극적인 인프라 구축과 법 통과가 이루어져야 할 것이다.

또한 인프라구축 못지 않게 중요한 것이 바로 소비자의 참여이다. 스마트그리드 사업의 초기부터 소비자들의 참여를 이끌어 내기 위해서는 스마트그리드에 대한 홍보가 이루어져야 하고 국민들에게 확실하게 인식 시킬 수 있는 방안이 필요하다. 소비자의 참여를 유도하기 위한 인센티브 제공 뿐만 아니라 소비자 입장에서 생길 수 있는 사생활 침해 등의 문제에 대해서도 불신이 생기지 않도록 데이터의 기밀과 보안을 유지하는 방법을 찾아야 한다.   



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  1. Blog Icon
    romantist

    스마트 그리드 정말 괜찮은것 같군요.
    KTX 어제 탈선사고 있었다는데,
    걱정이네요;
    그나저나 KTX 승차권이 바뀌었나보군요.
    제가 12월에 내일로 여행할때까지는 옛날 버전이었던것 같은데.ㅎㅎ

  2. Blog Icon
    sweetiessol

    처음에 글을 읽을때 "스마트 그리드? 그럼 정보가 노출되는 건가?"라는 생각이 들었는데 역시나 글 마지막에 언급해주셨네요. 정말 신뢰구축이 중요한 것 같아요. 신뢰가 있어야 많은 참여를 이끌어낼수 있을것 같아요^^

  3. 음 에너지를 필요할 때 원하는 만큼 쓸 수 있다면 지금보단 훨씬 에너지를 효율적으로 쓸 수 있겠네요~ㅎ

  4. 음 에너지를 필요할 때 원하는 만큼 쓸 수 있다면 지금보단 훨씬 에너지를 효율적으로 쓸 수 있겠네요~ㅎ

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    문성민

    똑똑한 전기 사용으로 자원을 효율적으로 이용할 수 있고 환경을 보호하는데에도 도움이 된다는 것을 쉽게 설명해주신 것 같습니다. 그리고 똑똑한 전기 사용을 위해 선행되어야 할 과제들을 언급해주셨는데, 시급히 개선되어야 할 부분들인 것 같습니다.