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반응 온도와 체류시간의 변화가 펠랫화된 바가스 연료에 미치는 영향
홍세윤(Seyoon Hong),여채은(Chae-Eun Yeo),이명옥(Myung-Ok Lee),박종혁(Jong-Hyeok Park),안성율(Seongyool Ahn),성호진(Hojin Sung) 한국환경에너지공학회 2022 한국열환경공학회 학술대회지 Vol.2022 No.2
탄소 배출 규제의 강화에 따라 많은 국가에서 탄소 감축방안과 탄소 배출권 확보를 위해 다방면으로 노력을 기울이고 있다. 특히 동남아시아국가에서 생산되는 바이오매스는 탄소 배출권 확보에 큰 기여를 하며 다시 한 번 관심을 받고 있다. 본 연구에서는 동남아 미활용 바이오매스 중 하나인 Bagasse(사탕수수 착즙 후 생산되는 잔여물)를 에너지원으로 사용하고자 한다. Bagasse는 함수율이 높고 에너지밀도가 낮기 때문에 기존 연소로에 직접 사용하기에는 쉽지 않다. 이를 해결하기 위해 바이오라잉과 반탄화 기술을 접목시켜 연료의 고품질화에 관한 연구를 수행하였다. 본 연구에서는 칩 형태의 Bagasse와 이룰 펠랫화한 두 연료롤 사용하여 반용온도와 체류시간의 변화가 연료 가치에 미치는 영향에 대하여 분석하였다. Pilot 규모의 실험 설비를 사용하여 실험을 진행하였으며, 실험 결과 칩 형태 Bagasse보다 펠랫 형태 Bagasse가 적은 에너지를 이용해서 연료에 고품질화를 가능케 하였다. 펠렛 형태의 Bagasse의 경우 240°C 에서 20분간 반탄화를 진행했을 때 목표하는 Mass yield 60% 이상, 저위발열량 4,800kcal/kg과 에너지밀도 3,570Mcal/m³을 얻을 수 있었다.
엑셀 시뮬레이터에 의한 바이오매스 발전 플랜트 성능 해석
이진욱(Jin Wook Lee),홍세윤(Seyoon Hong),여채온(Chae-Eun Yeo),성호진(Ho Jin sung) 한국환경에너지공학회 2022 한국열환경공학회 학술대회지 Vol.2022 No.2
지구 온난화는 점점 가속되고 있으며, 전 세계 모든 국가들온 이 산화탄소의 저감에 노력을 기울여야 한다. 궁극적으로는 재생에너지 기반의 경제사회로 이동하여야 하지만, 재생에너지의 경제성 및 간헐성 동을 극복할 시점까지는 이산화탄소의 배출을 줄일 수 있는 대안이 필요하며, 하나의 대안으로 바이오매스의 활용을 들 수 있다. 한편 바이오매스의 경우, 무게당의 발열량이 낮고 밀도도 낮으므로 에너지 밀도는 비교대상으로 고려 되는 석탄에 비하여 상당히 낮은 점이 적극적 인 활용에 절림돌이 되 고 있는데, 이를 적절히 해결할 수 있는 기술로 반탄화 기술을 들 수 있다. 바이오매스롤 반탄화한 연료를 발전 플랜트에 사용할 경우, 반탄화 연료는 바이오매스에 비하여 에너지 밀도가 상당히 높으므로 저 비 용으로 이동할 수 있고 연소 보일러를 컴팩트하게 제작할 수 있는 장점 이 있다. 반면에 연료의 변환 과정에서 손실이 필수적으로 수반되므로 발전 플랜트의 효율은 낮아질 수밖에 없는 단점도 지니고 있다. 따라서 발전 플랜트 건설 이전에 플랜트의 형식에 따른 성능해석 및 장단점 에 따라 발생하는 비용 등을 포함한 경제성 분석을 통하여 적절한 형식의 바이오매스 발전 플랜트를 선정하여야 할 것으로 판단된다. 이룰 위한 최초 단계에서는 발전 폴랜트 형식별 성능해석을 수행하여 서로 비교하여 볼 필요성이 있다. 본 연구에서는 이와 갈온 목적을 달성하기 위하여 우선 바이오매스 발전 폴랜트의 성능해석을 수행할 수 있는 엑셀 시뮬레이터를 개발하였다. 개발된 시뮬레이터룔 이 용하여 바이오매스를 직접 연소하는 발전 폴랜트와 반탄화된 연료를 이용하여 발전하는 플랜트에 대한 성능해석을 수행하여 서로 비교하여 보았다.
미활용 재생연료 플랜트 설계를 위한 사랑수수 버개스 반탄화 최적 성능 조건 연구
여채은(Chae-Eun Yeo),홍세윤(Seyoon Hong),이준호(Joonho Lee),안성을(Seongyool Ahn),성호진(Hojin Sung) 한국환경에너지공학회 2022 한국열환경공학회 학술대회지 Vol.2022 No.2
화석연료를 대체할 신재생에너지에 대한 수요가 높아지면서 동남아시아에서는 버려지고 있는 폐바이오매스(폐목재, 버개스 동)를 에너 지로 활용한 연료 개발이 각광받고 있다. 그 중 반탄화 기 술은 바이오매스의 발열량을 높이고 에너지 효율을 최적화할 수 있는 기술이며 베트남에서의 사랑수수 부산물(bagasse)은 미활용 재생 연료 발전 시스템 개발에 있어 중요한 바이오 매스 연료이다. 본 연구에서는 실험실 규모의 반탄화 고정충 반용기 (ID = 47.6 mm, 높이 = 500 mm) 에 서 반응온도와 체류시간이 반탄화물 성능에 미 치 는 영향을 조사하였다, 또한 반탄화물의 질량 수율 에너지 수율 및 발열량은 최적 운전 매개변수를 결정하기 위하여 평가되었다. Pilot-scale 반용기 (O.lTPD, 250mm -ID)에서의 반탄화 실험은 Lab-scale 반탄화 성능 결과를 검증하기 위해 추가적으로 수행되었다. 반탄화 성능지표(Performance index)는 측정된 질량 및 에너지 수율과 공업 및 원소 분석을 통하여 평가되었다. 본 연구의 결과는 버개스 반탄화 특성을 이해하고 반탄화 플랜트 최적 운전 조건을 결정하기 위한 기초자료로 활용될 것이다.
동남아시아 미활용 바이오매스 기반 비즈니스 모델 개발 연구
이명옥(Myungok Lee),홍세윤(Seyoon Hong),박종혁(Jonghyeok Park),임채영(Chaeyoung Lim),안성율(Seongyool Ahn),박영수(Yeongsu Park),성호진(Hojin Sung) 한국환경에너지공학회 2023 한국열환경공학회 학술대회지 Vol.2023 No.2
온실가스 배출 문제는 각국의 노력에도 불구하고 그 규모와 강도가 심각해지고 있다 이에 파리협정을 통하여 전 세계 195개 국가가 NDC(온실가스 감축목표)를 정하고, 이를 달성하기 위하여 전 세계 국가들이 최선을 다하고 있다. 우리나라도 2030NDC 목표를 제출하며 온실가스 감축은 국가 필 수 정책이 되었다. 이룰 보충하기 위하여 온실가스 국외감축분에 많은 관심을 가지고 있다. 동남아시아 미활용 바이오매스를 에너지원으로 활용하여 탄소감축이 가능한 사업 지원/탄소 배출권을 획득을 통해 전력 등 기타 활용 가능한 에너지원을 추가적으로 생산할 수 있는 비즈니스 모델(Business model, BM)의 개발이 필요하다. 본 연구에서는 베트남에서 미활용되는 바가스(Bagasse)를 선정하여 Business model 개발을 수행하였다.