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영진 주
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1 GTL(Gas To Liquid)

2 GTL NICE

TECHNOLOGY Steam Methane Reforming Acronym SMR Vendor numerous Principal Advantages No oxygen plant needed, mature technology Principal Disadvantages Single unit size limitation to about 10,000

3 Hydrogen Economy CH methane C xh yo z Ni Cu/ZnO +Cs, Co... higher alkohols, aldehyds, acids CH OH methanol Cu/ZnO CO + H carbon monoxide + hydrogen C + HO carbon, water Nitrogen CxHy hydrocarbons (fuel, diesel, waxes) Ammonia Fe, Ni Fe (ATR SCR) TECHNOLOGY Steam Methane Reforming Acronym SMR Vendor numerous Principal Advantages No oxygen plant needed, mature technology Principal Disadvantages Single unit size limitation to about 10,000 bbl/day. Net water consumption Capital Cost Exported Power (1) Efficiency () Carbon Efficiency () (kwe-day/bbl) (MMB TU/bbl) (%) lowest ~6 11's ~60 Applications that are well suited: Remote sites with power market and that are capex sensitive. Partial Oxidation POX Chevron Texaco, Shell, Lurgi Good control over H:CO, ease of waste stream disposal, mature technology Large exported power, large O requirement highest ~9 high 11's ~55 Low gas cost and market for power Autothermal Reforming Steam Methane Reforming +Autothermal Reforming ATR SMR+ATR numerous numerous Can have very large single-unit train Uses about 1/ the O of stand alone ATR, much larger single-unit train than standalone SMR, net water excess Large O requirement ASU is still needed middle middle ~5 ~6 11's low 11's ~60 ~60 Very large singletrain plants Where larger single train than SMR and better efficiency than ATR are desired, and where water is scarce. Gas-Heated Reforming + Autothermal Reforming GHR+ATR Johnson Matthey (Synetix) Uses less oxygen than stand-alone ATR, good heat balance Not yet commercial at large scale high ~0 low 10's ~65 Sites with no power market, high gas cost Compact Reformer CR Davy Process Technology No oxygen plant needed, compact, modular, good heat balance Not yet commercial (presently in large demo), net water consumption. 1/5/00 Copyright Rentech, Inc. 00 (1) Power is generated from excess steam () Efficiency is defined as the lower heating value of all natural gas supplied to the plant divided by the barrels of collected C5+ crude product () Carbon efficiency is defined as carbon in collected C5+ crude product divided by carbon in all natural gas supplied to the plant low ~0 ~10 ~65 FPSO, sites with no power market, higt gas cost SMR CMR ATR MPG 1 H / CO Ratio of Syngas

4 NICE

5 KIER GTL

Gas Reserves, Trillion m 60 50 0 0 0 10 7. 10 0 68 6. 11. 5.1 1 8 9.

6 Gas Reserves, Trillion m North S & C Europe Africa Middle America America East source: shell / EFI Conference 000. Oll & Gas Journal Russia Asia Pacific Lifetime, years NICE

7 Fischer-Tropsch FT FT

100 90 SELECTIVITY, C-% 80 70 60 50 0 0 C 1 C -C C 1 + 0 10 C 5 -C 9 C 10

8 SELECTIVITY, C-% C 1 C -C C C 5 -C 9 C 10 -C PROBABILITY OF CHAIN GROWTH NICE

10 NICE

12 GTL NICE

0.00 Scenario of CO reduction in Europe Scenario of Fuel diversification in Europe

00 Today Hydrogen Biomass based sunfuel(biodiesel, BTL) Natural gas based synthetic

13 0.00 Scenario of CO reduction in Europe Scenario of Fuel diversification in Europe Hydrogen regenerative CO reduction (%) Today Hydrogen Biomass based sunfuel(biodiesel, BTL) Natural gas based synthetic fuel(gtl, DME) Others(CNG) Year Crude oil based 50ppm S Crude oil based with <10ppm sulphur others(cng) SynFuel Natural gas based SunFuel Biomass based today Years Energy Efficiency Fuel Economy CI SI Conventional Urban Air Quallty Benefits Alternative

특 별 기 획(Ⅲ) GTL/BTL과 타 연료와의 특성 비교 GTL(Gas To Liquids)연료는 100% 디젤대체 가 능 에너지로서 F-T(Fischer Tropsch)공법이라는 생 산기술 상의 어려운 점과 윤활성이 부족하여 윤활향 상제의 첨가가 필요하고, 고무류와 반응성이 나쁜 몇 가지 문제점을 갖고 있지만 기존 디젤엔진에 적용이 용이하고, 방향족

14 특 별 기 획(Ⅲ) GTL/BTL과 타 연료와의 특성 비교 GTL(Gas To Liquids)연료는 100% 디젤대체 가 능 에너지로서 F-T(Fischer Tropsch)공법이라는 생 산기술 상의 어려운 점과 윤활성이 부족하여 윤활향 상제의 첨가가 필요하고, 고무류와 반응성이 나쁜 몇 가지 문제점을 갖고 있지만 기존 디젤엔진에 적용이 용이하고, 방향족 및 유황 성분이 매우 적으며, 세탄가 (87)가 높고, 착화지연이 짧아 열효율 제고와 배기가 스 절감 효과가 높은 장점이 있으며, 기존 엔진은 물 론 연료 탱크, 충진시설 등을 개조없이 그대로 활용할 그림. 각 연료별 생산단가 비교표. 수 있고 또한 시장으로부터 원거리에 위치해 있는 막 대한 양의 천연가스를 이용할 수 있다는 큰 장점을 갖 한계를 벗어나지 못하고 있으므로 100% 대체가 가능 고 있다. 한 GTL보다 불리하고 생산가격도 GTL보다 높으며 이에 비해 DME는 역시 100% 디젤대체 가능 에너 지로서 GTL과 비슷한 장점을 갖고 있으나 기존 디젤 식물성원료를 사용하는 BTL에 비하면 생산단가를 제외하고는 모두 불리하다. 엔진에 사용 시 엔진의 구조를 많이 변경해야 하고 바이오에타놀 역시 생산기술이 쉽다는 것과 식물성 DME전용 엔진을 새로 개발해야 하므로 GTL에 비 원료를 사용한다는 장점은 우수하나 디젤엔진보다 연 해 시장성(가격)면에서 불리하다. LPG의 infra를 이 비가 열등한 가솔린엔진에만 사용되고 역시 혼합연료 용할 수 있고 생산기술이 쉽다는 장점 등으로 일본, 의 한계를 벗어나지 못하며, 생산가격도 GTL보다 높 중국, 한국에서 관심을 갖고 있으나 Shell 등 세계적인 다. 그러나 소형디젤차량 보급이 거의 없는 미국 시장 에너지회사는 이미 DME보다 GTL에 치중하고 있는 에서는 GTL보다 가솔린 혼합용인 바이오에타놀의 실정이다. 보급이 필요하겠지만 식용연료 사용으로 인한 식량부 그리고 일반 바이오디젤과 비교해 보면 바이오디젤 족 사태도 심각하게 고려되고 있다. 은 생산기술이 쉽다는 것과 식물성원료를 사용한다는 태양연료(sunfuel) 라고 불리고 있는 BTL 장점은 우수하나 아직 0% 이하 정도로 혼합연료의 (Biomass To Liquids)은 비식용 원료인 나무조각, 표 1. 도요타사 발표 근거 차세대 유망 연료별 특성 비교평가(만점: 5점) Future Automotive Fuels by Toyota Synthetic Fuel LPG CNG DME GTL BTL Target Clean Gasoline Clean Diesel Emissions (Urban Air Quality) CO (Climate Change) Energy Alternative (Energy Security) Market Availability (Cost & Supply) NICE, 제5권 제1호, 007 BioEthanol Biodiesel Renewable Hydrogen

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16 NICE

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2013 Energy Info. Korea

2013 Energy Info. Korea KOREA ENERGY 2013 ISSN 2233 4386 ECONOMICS Energy Info. Korea INSTITUTE 2013. 12 Energy Info. Korea is Published by KEEI (Korea Energy Economics Institute, Republic of Korea) Publisher : Yanghoon Sonn