슬라이드 1 - energynewbiz...해 감소와 지구온난화 방지를 위해 제2세대...

12
2015. 11

Upload: others

Post on 15-Feb-2020

0 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: 슬라이드 1 - energynewbiz...해 감소와 지구온난화 방지를 위해 제2세대 바이오연료인 리그노-셀룰로오스 재료 를 이용한 바이오디젤 및 제3세대

2015. 11

Page 2: 슬라이드 1 - energynewbiz...해 감소와 지구온난화 방지를 위해 제2세대 바이오연료인 리그노-셀룰로오스 재료 를 이용한 바이오디젤 및 제3세대

CONTENTS

1

2

3 못 먹는 열매 기름으로부터 바이오디젤 개발 및 실험 조사

4

바이오에너지 분야를 위한 바이오매스 분해 효소 생산용 고상 발효 개발

리그노셀룰로오스 바이오매스의 전처리기술로서 기계적 분쇄 해체

바이오매스의 화학적 조성이 가스화과정의 타르생성에 미치는 영향

이 자료는 한국과학기술정보연구원의 첨단기술정보분석 니즈정보 제공으로 해외 신재생에너지 관련 저널을 발췌·요약·번역하였습니다.

5

6

7 고일사량 지역에서 태양광발전의 전력 손실 최소화

8

효율적인 재생에너지 생산을 위한 촉매 전략

UAE 기후 조건에서 빌딩의 솔라 단열재 및 기법의 분석

중국과 미국의 사막에서의 집광형 태양열발전의 발전 비용과 송전 비용

9 태양열 발전을 위한 열에너지 저장

Page 3: 슬라이드 1 - energynewbiz...해 감소와 지구온난화 방지를 위해 제2세대 바이오연료인 리그노-셀룰로오스 재료 를 이용한 바이오디젤 및 제3세대

1 바이오에너지 분야를 위한 바이오매스 분해 효소 생산용 고상 발효 개발

저 널 명 Renewable and Sustainable Energy Reviews

원문제목 Developments in solid-state fermentation for the production of biomass-degrading enzymes for the bioenergy sector

저 자 Cristiane S. Farinas

연도/권(호)/페이지 2015 / 52() / pp. 179 ~ 188

SUMMARY

○ 고상 발효(SSF: solid-state fermentation) 공정은 농산물 잔사를 바이오연료나 기타 고부가가치 제품으로 바이오전환 시키는 새로운 응용에서 거대한 잠재력을 갖고 있다. 농업부문, 특히 에너지 생산용 곡물이 석유의존도 경감과 기후변화 완화 정책에 따라 현재 세계적으로 확장되고 있다. 이에 따라 농업 및 임산물 잔사의 이용도 동일하게 증대되고 있다.

○ 효소를 이용한 리그노셀룰로오스 바이오매스의 전환이 미래의 바이오 정제에 주요

기술과제가 될 것이다. 그러나 바이오매스의 효소 전환을 상업적으로 시행하기 위해서는 헤미셀룰로오스 효소 생산 효율을 개선하고 효소 가격을 낮출 필요가 있다.

○ 이 보고서의 초점은 효소 생산과 이 기술을 바이오에너지 부문에 적용하기 위한 SSF

의 최근 개발에 맞추었다. SSF 공정 변수는 헤미셀룰로오스 효소 생산, SSF 바이오반응로를 통한 헤미셀룰로오스 효소의 바이오 공정 엔지니어링의 개발과 이를 대규모화하기에 적합한 기기, 센서 및 새로운 공정 배열이 필요하다고 하였다.

○ 우리나라에서도 2008~2013년 기간에 ㈜젠닥스가 억새에서 바이오에너지를 얻는

“당화가 용이한 형질전환 바이오 에너지 작물 및 재조합 셀룰라아제 저가 생산 기술개발”을 연구한 바 있다. 개발 내용은 1) 셀룰로오스 분해능이 도입된 바이오에너지 모델작물 개발, 2) 바이오매스 당화효소 저가 생산기술 개발, 3) 바이오에너지용 비식용 및 비사료 작물 형질전환 시스템 개발 등이다.

○ 그 밖에 대학 및 국책 연구소에서 목질바이오매스의 효소 당화 기술에 관한 연구가

다수 진행되고 있다. 머지않은 장래에 목질바이오매스로부터의 에탄올 생산이 산업적으로 이루어지기 기대한다.

Page 4: 슬라이드 1 - energynewbiz...해 감소와 지구온난화 방지를 위해 제2세대 바이오연료인 리그노-셀룰로오스 재료 를 이용한 바이오디젤 및 제3세대

2 리그노셀룰로오스 바이오매스의 전처리기술로서 기계적 분쇄 해체

저 널 명 Applied Energy

원문제목 Mechanical dissociation and fragmentation of lignocellulosic biomass: Effect of initial moisture, biochemical and structural proprieties on energy requirement

저 자 Abdellatif Barakat, et al.

연도/권(호)/페이지 2015 / 142() / pp. 240 ~ 246

SUMMARY

○ 리그노셀룰로오스 바이오매스에서 에너지를 추출하는 방법, 즉 바이오연료 제조에서는 원료를 혐기성 소화하기 이전에 먼저 전처리과정이 필요하다. 일반적으로 이 과정에서는 생물체 특유의 세포를 파괴해야 하는데 여기에는 초음파 처리, 펄스 전기장 사용, 초임계 이산화탄소 적용, 마이크로파를 이용한 열처리, 고압/고온 가열, 충격 삼투, 동결 건조, 수압식 캐비테이션(cavitation), 액체질소를 이용한 가스감압, 효소분해 등의 여러 가지 방법이 사용되고 있다.

○ 이 자료는 리그노셀룰로오스 바이오매스의 전처리에 사용되는 가장 고전적인 분쇄

기술인 원심 및 볼(ball) 분쇄기술에 대해 기술하고 있으며 이 방법으로 세포를 파괴하는 수준까지 입자의 크기를 줄이는 데 필요한 비에너지를 관련 수치별로 검토하고 있다.

○ 결론적으로 바이오매스의 수분함량이 높으면 비에너지 소요량(SER, Specific

Energy Requirement)도 높아진다는 것이다. 이는 셀룰로오스의 수분함량이 높아지면 셀룰로오스의 분해가 진행되면서 물질의 전단강도가 빠르게 감소하지만 초기에는 오히려 증가하기기 때문이다. 표면적의 증가는 SER의 증가를 가져오지만 셀룰로오스 함량, 결정도, p-쿠마르산 및 리그닌 함량의 증가는 SER를 감소시킨다. 또한 아라비노오스/목당 비의 증가는 SER을 증가시킨다.

○ 우리나라에서도 농림축산식품부의 재정 지원을 받아 전남대학교 산학협력단에서

“리그노셀룰로오스계 바이오에탄올 생산 공정 효율 향상을 위한 청정공정 기반 통합공정 개발”의 연구논문을 발표하였고, 국립산림과학원에서 “목질계 에탄올 생산을 위한 대량 생산시스템 개발”을 발표하는 등 리그노셀룰로오스 바이오매스를 원료로 한 바이오연료 생산기술, 즉 제2세대 바이오연료 제조기술을 개발하기 위한 연구를 많이 수행하고 있다. 그러나 아직까지는 기초연구 수준이며 경제성 있는 대량생산 기술을 구축하기까지는 많은 시간이 소요될 것으로 보인다.

Page 5: 슬라이드 1 - energynewbiz...해 감소와 지구온난화 방지를 위해 제2세대 바이오연료인 리그노-셀룰로오스 재료 를 이용한 바이오디젤 및 제3세대

3 못 먹는 열매 기름으로부터 바이오디젤 개발 및 실험 조사

저 널 명 Renewable and Sustainable Energy Reviews

원문제목 Development and experimental investigation of biodiesel from a nonedible woody plant: The Neem

저 자 Ayissi Zacharie Merlin, et al.

연도/권(호)/페이지 2015 / 52() / pp. 201 ~ 208

SUMMARY

○ 석유가격의 상승은 소비재와 관련 제품 가격의 상승을 초래한다. 이 결과 가장 가난한 인구를 더욱 가난하게 한다. 이 상황이, 지속 가능하며 채취가 용이한 바이오디젤과 같은 재생 에너지를 부족한 화석연료를 극복하기 위한 대체 에너지로 각광을 받게 한다. 님 열매는 식량에 대한 영향이 없어서 에스테르화 공정을 거쳐 바이오연료에 적합한 원료로 사용할 수 있다.

○ 이 연구의 목적은 님 열매로부터 기름을 추출하여 에스테르화시켜 바이오연료를 얻

는 데 있다. 그런 다음 제품을 단일 실린더 디젤엔진 조건에서 시험하는 것이다. 실험실에서 얻은 NME(Neem Methyl Ester)에 대한 특성을 각종 기준에 따라 시험하였다. NME의 화학 및 물리적 특성은 일반 식물성 기름과 유사하였으며 디젤유로 사용 가능하였다. 님 열매에서 추출된 기름의 양은 열매 무게의 27.5%였으며 열량은 38.7MJ/kg이었다. CO와 CO2 및 미연소 탄화수소의 양은 허용치 이하였다.

○ 이와 같이 생산한 바이오디젤을 단일 실린더 디젤엔진으로 일반 디젤엔진과 동일한

조건으로 시험하였다. NME의 성능은 디젤 연료와 비교하여 만족한 결과를 얻었으며 CO의 최고치는 698mg/kg으로 광물성 디젤유보다 18.83% 낮았다. NME의 NOx 배출량은 동일한 조건에서 5.64% 높았다.

○ 정부는 2010년 12월 “제2차 바이오디젤 중장기 보급계획”을 통하여 바이오디젤의

원가와 원료수급 여건개선이 최우선 문제점으로 지적되어 동물성 유지를 허용하여 상용보급을 가능하게 하였고, 폐식용유 등 국내 폐자원 재활용을 확대하기로 했다. 2013년 현재 바이오디젤 2%를 경유에 혼합하여 보급 중이다.

○ 우리나라는 관광 자원으로 활용하는 유채 씨에서 바이오연료를 채취하는 시도 외에

못 먹는 나무열매를 에너지용으로 사용할 수 있는 방안을 추구한다는 정보는 찾기 어렵다.

Page 6: 슬라이드 1 - energynewbiz...해 감소와 지구온난화 방지를 위해 제2세대 바이오연료인 리그노-셀룰로오스 재료 를 이용한 바이오디젤 및 제3세대

4 바이오매스의 화학적 조성이 가스화과정의 타르생성에 미치는 영향

저 널 명 Biomass and Bioenergy

원문제목 The influence of different chmical composition in biomass on gasification tar formation

저 자 YuHong Qin, et al.

연도/권(호)/페이지 2015 / 83() / pp. 77 ~ 84

SUMMARY

○ 이 자료는 바이오매스의 화학적 조성이 바이오매스의 가스화반응에서 생성되는 타르의 수율과 성분에 미치는 영향을 분석하고 있다. 원료로는 리그닌이 풍부한 톱밥(산림폐기물)과 셀룰로오스가 풍부한 옥수수대(농업폐기물)를 사용하였고 유동층 반응기로서 700-900도까지 반응온도를 올려서 가스화반응을 진행하고 있다.

○ 바이오매스의 열분해 및 가스화과정에서 생성되는 타르는 바이오매스 가스화기술을

상업화하는데 중요한 장애요인이 되고 있다. 이러한 타르는 가스화장치의 오작동과 고장을 일으키는 원인이 되며 결과적으로 가스화공정의 생산에 막대한 차질을 일으켜 생산성을 저하시킨다. 또한 타르가 생성됨으로써 바이오매스 가스화의 에너지손실이 약 5-15%에 이르는 것으로 연구되고 있다.

○ 리그닌이 풍부한 톱밥에서 생성되는 타르의 경우에 생성율이 700도에서는 최대치

가 42%, 900도에서는 19%이다. 셀룰로오스가 풍부한 옥수수대의 경우는 타르의 최대생성율이 750도에서 59%, 900도에서 34%이다. 따라서 열분해 및 가스화공정에서는 타르생성을 억제하기 위해서는 반응온도를 800-900도 이상으로 높여주어야 한다.

○ 리그닌 함량이 많은 톱밥의 가스화에서는 환방향족 탄화수소(PAH)가 생성되는데

이는 발암성물질이므로 최대한 억제해야 한다. 국내의 열분해 및 가스화 연구에서는 톱밥이나 옥수수대를 원료로 하는 경우에 대한 연구 실적이 없는데 이에 대한 연구를 수행해야 하며 또한 이를 뒷받침하기 위해서는 GPC, PDA, GC-MS, SEM 등의 분석기기를 지원할 필요가 있다.

○ 바이오매스 가스화과정에서는 타르뿐만 아니라 합성가스, 차르(char) 등도 생성된

다. 가스화공정의 생산제품이 합성가스인 경우는 반응온도를 900도 이상으로 올려 타르와 차르의 전환반응 비율을 높여야 한다. 또한 생산제품이 액체인 경우는 타르생성율을 최대로 유지하기 위해 반응온도를 750도 이하로 내리는 것이 바람직하다. 즉, 가스화공정의 제품에 따라 반응온도를 최적화할 필요가 있다.

Page 7: 슬라이드 1 - energynewbiz...해 감소와 지구온난화 방지를 위해 제2세대 바이오연료인 리그노-셀룰로오스 재료 를 이용한 바이오디젤 및 제3세대

5 효율적인 재생에너지 생산을 위한 촉매 전략

저 널 명 Renewable and Sustainable Energy Reviews

원문제목 Bioengineering strategies on catalysis for the effective production renewable and sustainable energy

저 자 B.S Harish, et al.

연도/권(호)/페이지 2015 / 51() / pp. 533 ~ 547

SUMMARY

○ 국내에서 목재/바이오매스로부터 알코올을 생산하여 자동차용 연료로 사용하고자 하는 시도는 1990년대 초 한국 에너지기술연구원이 주관이 되어 산·학·연 공동연구를 한바 있으나 유가하락으로 중단되었다. 지금은 전 세계가 추구하는 온실가스 공해 감소와 지구온난화 방지를 위해 제2세대 바이오연료인 리그노-셀룰로오스 재료를 이용한 바이오디젤 및 제3세대 바이오연료인 미세조류를 이용한 바이오수소 생산연구가 대학․연구소에서 활발히 진행되고 있다.

○ 제 2세대 연료는 이용측면에서 폭넓은 변화를 보이고 있어 리그노-셀룰로오스 원료

및 최종생산물인 가스 혹은 액체연료는 변수로 작용할 수 있다. 제 2세대 바이오연료의 주원료는 목초와 같은 비식용작물로 충당할 수 있고 또한 성장이 잘 되는 단기 회전살림에 의해서도 공급될 수 있다. 바이오매스 폐기물 잔사로부터의 제 2세대 바이오연료는 앞으로 10~15년 이내 시장형성이 가능할 것으로 보고 있다.

○ 현재 상업적 규모의 전환프로세스가 활발하게 추진되고 있다. 2005년 12월 미국

DOE(Department of Energy) 지원 하에 최근 몇 개의 리그노-셀룰로오스 에탄올플랜트가 시범적으로 건설 운전되고 있는데도 불구하고 몇몇 연구자들은 기존 프로세스 기술을 사용하여 파일럿규모로 운전하거나 상업적 규모로 확장하는데 자금을 투입하고 있다. 그러나 프로세스 기술에서 보고된 대부분은 아직까지 실험실 규모이다.

○ 미세조류를 원료로 한 바이오연료 연구는 우리나라에서도 매우 활발하다. 한국생명

공학연구원의 ‘미세조류를 이용한 바이오오일 및 고부가가치 생물소재 생산기술’, KAIST의 ‘초구조를 통한 미세조류 바이오-리파이너리 전체공정의 최적생산 공정연구’, 한국에너지기술연구원의 ‘저가형 비닐 광생물반응기를 이용한 혼합영양 고지질 미세조류 바이오매스 생산’ 등의 연구가 현재 진행되고 있다. 아울러 경북대의 ‘담수 미세조류 대량 배양시설 구축 및 바이오매스 생산 실증연구’, 장용근 차세대바이오매스연구단장이 ‘습식 미세조류 바이오매스에서 직접 바이오 디젤 전환공정’, KAIST의 ‘디젤 및 윤활기류의 수첨 이성화반응용 촉매 개발’ 등이 연구 성과를 발표한 바 있다.

Page 8: 슬라이드 1 - energynewbiz...해 감소와 지구온난화 방지를 위해 제2세대 바이오연료인 리그노-셀룰로오스 재료 를 이용한 바이오디젤 및 제3세대

6 UAE 기후 조건에서 빌딩의 솔라 단열재 및 기법의 분석

저 널 명 Energy Procedia

원문제목 Steady state experimental analysis of various solar insulation materials and techniques for buildings in climatic condition of Ras Al Khaimah, UAE

저 자 Hassam ur Rehman

연도/권(호)/페이지 2015 / 75() / pp. 1419 ~ 1424

SUMMARY

○ 태양 에너지를 활용하는 것이 순기능이다. 그런데 이글은 역설적으로 태양 에너지 때문에 더위를 피하기 위해 들어가는 냉방 에너지를 단열을 통해 절약하고자 하는 것이다. 이 실험은 UAE에서 Ras Al Khaimah에서 했는데, 라스알카이마는 두바이에서 차로 황량한 사막을 북쪽으로 1시간가량 달리면 나오는 해변도시다.

○ 라스알카이마는 아랍에미리트를 구성하는 7개 토후국 중 하나로 아랍에미리트의 최

북단, 오만과의 접경지대에 위치해 있다. 면적은 1,700㎦이며 인구는 250,000명 정도이다. 청동기 시대로 거슬러 올라가는 오랜 역사를 자랑하는 곳이며, 기원전 5천년 경부터 아라비아만 주변 문명을 선도하는 관문 역할을 하던 곳이다. 수도는 라스알카이마이며, 도시 인구는 19만 1,753명이다.

○ 여기서 폴리이소시아뉴레이트(PIR)가 많이 사용하는 단열제로 2개의 금속 사이에

PIR을 폼으로 한 샌드위치 패널이 대형 창고 및 산업 혹은 행정 건물에서 효율적인 단열재로 오랫동안 사용해 왔다. 최근에는 친환경적인 단열재가 개발 되었는데, 이는 연기 가스 발생 시 기존의 단열재에 비해 우수한데, 이 단열재는 금속 한 면에 직접 적용한 후 다른 금속을 접착시키는 연속적인 방법으로 생산하며 기존에 비해 가볍고 강해 자기 지지가 가능하다.

○ PIR 금속 양면 샌드위치 패널은 연속적인 적층식으로 제조한다. PIR 반응 혼합물이

금속 위에 놓이고 그 위 다른 금속 면을 적층하면 폼을 형성하면서 계속 작업이 가능하다. 이도 역시 자기 지지되며 강하고 가벼운 장점이 있다. 단열 효과는 광물 면보다 좋으며 친환경적이다.

○ 국내에서는 포항공대와 서강대에서 PIR에어로젤의 열전도 특성 연구와 호서대와 정

우산기에서 PIR 폼에 talc분을 함유시킨 재료의 특성 조사가 있다. 또 건설기술연구원과 부산대에서 우레탄 샌드위치 패널의 난연 성능 평가 및 해양 구조물 적용의 극저온 기계적 거동 등을 연구 발표하고 있다.

Page 9: 슬라이드 1 - energynewbiz...해 감소와 지구온난화 방지를 위해 제2세대 바이오연료인 리그노-셀룰로오스 재료 를 이용한 바이오디젤 및 제3세대

7 고일사량 지역에서 태양광발전의 전력 손실 최소화

저 널 명 Energy Procedia

원문제목 Minimization of electrical losses of PV modules located in places with high solar irradiance

저 자 Cristiane S. Farinas

연도/권(호)/페이지 2015 / 77() / pp. 402 ~ 406

SUMMARY

○ REN21의 세계 재생에너지 현황보고서 2015에 따르면 태양광발전은 일부국가의 전력 공급에서 중요 역할을 담당하기 시작하였고 투자비용이 하락하고 있어 머지않아 재정적 지원이 없어도 화력발전에 비해 시장경쟁력을 갖출 것으로 전망되고 있다. 2014년도의 세계 태양광 발전 시장은 40GW를 달성하여 역사상 최대 규모를 기록하였고 2014년 말에 세계의 누적 태양광 발전 용량은 177GW로 증가하였다.

○ 현재 태양광 발전 시장은 중국, 일본, 미국의 3개국이 신규 물량의 대부분을 개발하

고 있지만 남미와 아프리카 시장이 급속히 성장하고 있고 중동 시장이 새롭게 개발되고 있는 등 새로운 추세도 나타나고 있다. 반면에 누적 설치 용량에서 세계 최대인 유럽에서 신규 시장이 급속히 축소되고 있는 것은 관련 산업에 부정적 요인이 되고 있다.

○ 세계의 태양광 발전 시장이 점차 활성화되고 있고 미국과 중국을 중심으로 고일사량

의 사막지역에 태양열 발전을 대대적으로 설치하는 계획이 수행되고 있는 등 제반 시장여건이 나아지고 있음에 따라 세계의 태양광 산업도 2008년 이래의 침체로부터 벗어나 2013년부터 회복되기 시작하였는데 앞으로는 수요가 더욱 증가할 것으로 전망되고 있다.

○ 그러나 태양광발전이 근본적으로 활성화되기 위해서는 시장경쟁력을 갖출 수 있어

야 한다. 이를 위해서는 태양전지와 태양광/태양열 발전 시스템의 제조비용을 낮추고 효율을 더 높여야 할 것이다. 이 자료는 태양광 발전의 효율 개선을 위해 사막 등의 고일사량 지역에 시스템을 설치하여도 태양전지와 시스템의 Fill Factor 손실 증가로 효율 개선이 제한되는 것을 최소화하기 위한 연구를 하고 있어 크게 참조가 된다.

○ 우리나라에도 OCI, 한화케미컬 등 10여 개의 태양광 기업이 있는데 정부의 태양광

정책이 이들 기업에 미치는 영향이 매우 크기 때문에 세계의 관련 시장과 산업동향을 지속적으로 파악하여 정책에 신속하게 반영해야 한다. 기술 발전과 재정 부담 때문에 각국이 자국 내 태양광시장에 대한 지원을 축소하고 있고 중국과 미국 등의 시장 확대 및 산업 지원에 따른 수급 불균형을 전망하여 선제 대응할 필요가 있다.

Page 10: 슬라이드 1 - energynewbiz...해 감소와 지구온난화 방지를 위해 제2세대 바이오연료인 리그노-셀룰로오스 재료 를 이용한 바이오디젤 및 제3세대

8 중국과 미국의 사막에서의 집광형 태양열발전의 발전 비용과 송전 비용

저 널 명 Energy Procedia

원문제목 Cost and transmission requirements for reliable solar electricity from deserts in China and the United States

저 자 Merce Labordena, Johan Lilliestam

연도/권(호)/페이지 2015 / 76() / pp. 77 ~ 86

SUMMARY

○ 집광형 태양열발전(CSP)은 높은 일사량이 요구되고 용융염 열 저장시설이 필요하여 초기 투자비가 많이 들지만 대규모 발전이 가능하고 밤이나 궂은 날씨에도 에너지 공급이 가능하며 또한 많은 수의 CSP를 연계하면 기저부하 전원 역할도 가능한 미래 유망기술이다. CSP는 1980년대에 미국에서 처음 시도된 후 2000년대부터 본격 개발되기 시작하였는데 2008-2013년에는 발전용량이 연평균 50%씩 증가하였다.

○ 특히 연간 높은 일사량을 받을 수 있고 경작지나 환경과의 문제점이 없는 사막지역

에 대규모로 CSP를 건설하여 도시나 산업지역 등으로 장거리 송전하는 방안이 크게 주목받고 있다. 예를 들면 유럽은 통합전력망을 사하라 사막 및 중동의 사막까지 확대하여 태양열발전을 하고 고압직류 장거리 송전을 통해 이용하는 프로젝트를 진행하고 있다.

○ 2013년 말 현재 태양열발전은 미국(0.9GW)과 스페인(2.3GW)이 대부분을 개발

하고 있는데 모두 사막지역의 태양열 개발을 주요 목표로 하고 있다. 특히 미국은 남서부의 광대한 사막 지역에 CSP를 설치하고 장거리의 고압직류(HVDC) 송전을 통해 동부의 대도시 및 산업지역에서 사용하는 계획을 실행하고 있다.

○ 중국도 북서부에 고비사막, 타클라마칸 사막 등이 광대하게 펼쳐져 있기 때문에 최

근에 CSP 개발을 시작하였다. 먼저 2020년까지 3GW를 개발할 계획이며 현재 2.4GW를 건설 중에 있다. 이 자료는 각각 북서부 및 남서부에 광대한 사막 지역이 존재하는 중국과 미국이 대규모로 CSP를 건설하여 도시와 산업이 몰려 있는 동부지역으로 장거리 HVDC 송전하는 경우의 발전비용과 송전비용을 비교 평가하고 있다.

○ 우리나라의 태양열/태양광발전 개발 잠재력은 52GW 이상이지만 CSP 개발에 적합

한 부지 면적을 확보하기는 쉽지 않다. 따라서 CSP의 경우는 소형 발전시스템을 설치하고 기술 추적을 하는 단계에 머물러 있다. 그러나 태양전지, 관련 부품과 시스템 등의 기술과 산업은 이미 세계 선두권에 올라 있으므로 세계 각지의 사막 지역을 대상으로 각국과 공동으로 CSP를 개발하여 이용하는 방식의 해외 진출은 가능할 것이다.

Page 11: 슬라이드 1 - energynewbiz...해 감소와 지구온난화 방지를 위해 제2세대 바이오연료인 리그노-셀룰로오스 재료 를 이용한 바이오디젤 및 제3세대

9 태양열 발전을 위한 열에너지 저장

저 널 명 Energy Procedia

원문제목 A Review on Thermal Energy Storage Unit for Solar Thermal Power Plant Application

저 자 Arun Kumar, S.K.Shukla

연도/권(호)/페이지 2015 / 74() / pp. 462 ~ 469

SUMMARY

○ 에너지 저장시스템(ESS: Energy Storage System)의 중요성은 재생에너지(RE: Renewable Energy)에 대한 관심이 고조될수록 늘어나게 된다. 풍력과 태양과 같은 재생에너지는 에너지 저장시스템이 없으면 지속성이 없는데, 이 문제를 극복하기 위하여 수요가 낮을 때 저장하고 수요가 높아질 때 방출하는 전기에너지 저장시스템(EESS)이 필요하다.

○ 재생에너지 자원은 고갈되지 않으나, 풍력이나 태양 및 조력에서 오는 출력은 기복

이 심하여 최근에는 재생에너지의 연속성을 증가하기 위한 ESS에 대한 관심이 높아졌다. 기존의 전기산업도 또한 ESS에 관심이 많은데 전압변화와 같은 전기의 질 문제가 대두되기 때문이다. 이에 대한 해결방법의 하나가 ESS를 도입하여 신뢰성과 성능을 높이는 것이다. 이에 대한 많은 연구는 주로 오프그리드(off-grid)에 치중되었지만, 고가 그리드의 확장이 파급하면서 에너지 전환과 저장기술의 진전이 요구되는 부분이다.

○ 이 글은 재생에너지로부터 나오는 열에너지를 오프피크에 저장했다가 부하 용량이

부족할 때 열에너지를 방출한다. 이때 동원되는 물질이 상변화물질(PCM)로 열전도도와 융점 등이 적절해야 되나, 결국은 운동에너지, 화학 및 경제성에 따르게 된다고 기술한다. 복합 PCM이 유망하나 앞으로 더 연구할 필요가 있다.

○ 국내의 배터리 연구는 국제시장에서 90년대까지 일본에 밀렸으나, 지금은 LG와 삼

성SDI가 전기자동차용 배터리 시장을 선점한다. 그동안 정부는 ESS가 전력시장에서 적극적 역할을 할 수 있도록 발전소 역할을 부여하는 한편, 기존 발전소가 담당해 온 주파수 조정의 기능도 수행할 수 있도록 제도 개선을 추진해 왔다. 업체는 효성, 포스코ICT, 현대중공업, 우진산전, EN테크, 그리고 에너지관리시스템에는 LS산전, AT solution 등이 있다. 중소기업으로는 코캄, 우진산전, 에코파워, 인텍, EN테크, 세방전기, 동이에코스 등이 있다.

Page 12: 슬라이드 1 - energynewbiz...해 감소와 지구온난화 방지를 위해 제2세대 바이오연료인 리그노-셀룰로오스 재료 를 이용한 바이오디젤 및 제3세대

동 보고서는 산업통상자원부에서 시행하고 있는 ‘신재생에너지 해외진출

지원사업’의 지원을 받아 작성하였습니다.

2015. 11