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다빈 오
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1 기획특집 : 지속가능한수송용바이오연료의개발 김덕한 SK이노베이션에너지연구소 The Trends and Outlook of Technology Development for the Next Generation Biodiesel Duckhan Kim Energy R&D Center, SK Innovation, Daejeon , Korea Abstract: 미국의 RFS2 와유럽의 RED 를차질없이실행시키기위해서는바이오연료의보급확대가필수적인요건이다. 그중에서도바이오디젤보급의확대는유럽뿐만아니라, 아시아등, 전세계적으로추진되어야할과제로인식되고있다. 그러나, 바이오디젤이연료특성상여러가지문제점들을가지고있음에따라, 이를보완할수있는수첨바이오디젤의필요성이대두되고있으며, 나아가 BTL 기술을이용한차세대바이오디젤의등장이필연적으로요구된다고할수있겠다. 본고에서는, 기존의바이오디젤을대체할수있는이러한수첨바이오디젤의개발및상업화현황을비롯하여, 바이오디젤제조관련 BTL 기술개발의최근동향을소개함으로써, 차세대바이오디젤의기술개발의방향을이해하는데도움이되고자한다. Keywords: biodiesel, HBD (Hydrotreated Biodiesel), BTL, FAME, ULSD, cloud point, CFPP (Cold Filter Plugging Point) 1. 머릿말 1) 수송용연료시장에있어서휘발유가주종을이루고있는북미시장에서는바이오에탄올이가장널리쓰이고있는바이오연료인데반해, 바이오디젤은유럽과일부아시아국가들에서보급이급속히확산되고있다. 이렇게바이오디젤의사용이빠르게확산되고있는반면에, 최근들어와바이오디젤과관련하여다음과같은두가지의 issue가논란의대상으로등장하고있다. 그중하나는바이오디젤이가지고있는물성적인단점중하나인저온유동성관련상대적인열위의특성이다. 석유로부터제조되는기존의경유대비상대적으로저온유동특성이열위임에따라, 겨울철 wax의생성등으로차량연료필터막힘현상이발생하는근본적인문제를안고있다. 두번째로는유럽각국들 저자 ( dhkwin@sk.com) 로부터제기되고있는문제인 ILUC (Indirect Land Use Change) 에대한 issue이다. 이부분은단순히식용작물을연료로전환해쓴다는인류애차원의윤리적측면에서의비판뿐만이아니라, 바이오연료가지구온난화의주범인이산화탄소의배출량을줄여준다는기존의주장에문제가있음을제시하고, 그계산법이가지는허구성을비판하고있다는점에서이미유럽연합에서는단계적인규제법안을준비하고있는상황이다. 결국, 첫번째 issue를해결하기위한대안으로수소첨가바이오디젤 (Hydrotreated Biodiesel) 관련기술들이개발되어이미상업생산이이루어져보급되고있으며, 두번째문제를피할수있는방법 16 공업화학전망, 제 16 권제 2 호, 2013

Source: Modified from Bauen et al., 2009. Figure 1. Commercialization status of main biofuel technologies.

2 Source: Modified from Bauen et al., Figure 1. Commercialization status of main biofuel technologies. 으로셀룰로오스등으로이루어진 non-crop biomass 위주로 feedstock을사용하여 pyrolysis 기술등을사용하는 BTL (Biomass-to-Liquid) 관련기술들이개발되고있는것이다. 따라서, 본고에서는현재의바이오디젤이안고있는주요문제인저온유동성열위및 ILUC 이슈를해결할수있는차세대바이오디젤의하나인수소첨가바이오디젤과 BTL을중심으로기술개발현황과상업화추진현황등에대해자세히소개하고자한다. 2. 저온특성과수첨바이오디젤도입의필요성정부의 바이오디젤중장기보급계획 에따라, 2010년이래내수용 ULSD (Ultra Low Sulfur Diesel: 초저유황경유 ) 에는바이오디젤을 2% 배합하여판매해오고있다. 정부의 바이오디젤시범보급사업추진에관한고시 ( 산업자원부고시제 호 ) 에의하면, 현재국내에서사용할수있는바이오디젤은식물성유지 ( 쌀겨, 폐식용유, 대두유, 유채유등 ) 와알코올을반응시켜만든지방산메틸에스테르 (FAME: Fatty Acid Methyl Ester) 로서, 순도가 96.5% 이상인것으로정의되어있어수첨처리바이오디젤 (HBD: Hydrotreated Biodiesel) 은이에포함되지않음에따라사용할수없는실정이다. 그러나현재의바이오디젤이가지고있는여러가지단점들중, 저온유동성이나쁘다는것은경유제품에있어서특히동절기에가장큰문제점으로작용한다는점에서개선이필요한요인으로대두하고있으며, 이에대한해결책으로수첨바이오디젤이가장효과적인대안이되고있는것이다. 물론, 여기서수소첨가처리만을한 HBD보다는이성화 (Isomerization) 처리를한 iso- HBD가실제적인저온유동성개선을가져온다고할수있겠다. 이것은 n-paraffin대비 isomer들이많이생성됨에따라저온에서 wax 생성을억제하기때문이며, 이에따라 wax 생성온도 ( 운점 : Cloud Point), 연료필터막힘온도 (CFPP: Cold Filter Plugging Point), 그리고유동점 (PP: Pour Point) 에있어서이성화처리를한수첨처리바이오디젤 (iso- HBD) 이기존의바이오디젤에비해크게개선되는것을알수있다. Figure 2는기존의바이오디젤인 KIC News, Volume 16, No. 2,

3 기획특집 : 지속가능한수송용바이오연료의개발 Figure 2. Change of cloud point by blending ratios of HBD and FAME. FAME의배합량이증가할수록경유의운점이상승하는악영향을주는것에반해, HBD의배합량이증가할수록경유의운점이낮아지는것을보여주고있어, HBD가저온유동성을개선시켜준다. 3. 바이오디젤대체제로서의수첨바이오디젤의장점바이오연료생산은전세계적으로빠르게증가 되고있으나향후계속적인확산을위해서는, 지속적이고풍부한 renewable feedstock의확보와타연료대비가격경쟁력확보, feedstock 운송및바이오연료수송관련제반여건확보, highly oxygenated feedstock들로부터 fuel을제조하는신기술개발, 그리고현재의연료수송및 infrastructure에맞는바이오연료생산이라는여러가지해결해야할과제들을안고있다. 이외에도바이오디젤이가지고있는물성상의단점들이있어기존경유에충분히배합하지못하는실정에있는데비해, HBD는여러가지측면에서많은장점들이있다. 먼저, 환경적인측면에서살펴보면, HBD가상대적으로적은배출가스를방출함에따라배출가스규제강화대응및온실가스저감에기여할수있으므로, 바이오디젤에비해기존경유에의배합에제한이없다. 아울러, 보다환경친화적이어서환경뿐만아니라인체에도위험요인이적음을알수있다. 또한, 소비자의입장에서살펴보면, 기존의모든디젤엔진차량에제한없이사용이가능하므로차량개조가필요없으며, 연료특성및성능이기존경유와동등하여바이오디젤대비확대사용이가능할뿐만아니라, HBD 단독으로도사용이가능하며기존경유에의무제한배합사용도모두 Figure 3. Distributions of carbon number of HBD and ULSD. 18 공업화학전망, 제 16 권제 2 호, 2013

4 Table 1. Properties of HBD and Biodiesel Palm oil FAME HBD Petro-diesel g/cm Kinematic vis., mm 2 /s TAN, mg/g Caloric value, kcal/l Pour point, < -15 (Winter) Oxygen, wt.% < 1 0 가능하다. 뿐만아니라, 상대적으로높은세탄가, 그리고연료분사노즐의청정성유지에도도움이되며, 발열량이기존바이오디젤인 FAME 대비 5% 정도높아연비가우수한장점이있다. 저온시동성능도우수하여, 냉시동시전혀문제점이발생하지않으며냉시동시의매연발생도일어나지않는다. 아울러, 수분용해도도낮아물로인해연료필터가막히는문제도일어나지않는다는장점이있다. 경유차량의후처리장치에도전혀악영향을주지않으며엔진오일을희석시키지도않는다. 공급자의입장에서살펴보면, 정유사의기존공급수송체계그대로사용이가능하므로, 신규 pipeline, station pumps, 또는전용저장시설이필요치않다. 주유소공급체계에서도기존물류시스템그대로사용이가능하며, 수송 infra의장치부식또는박테리아생성위험성의증가도없다. HBD를생산함에있어서도다양한저가의 feedstock 사용이가능하며, HBD의직수입또는기존공정내생산이모두가능하다. 특히, feedstock flexibility 측면에서살펴보면, biomass의생산품질과관계없이지속공급가능한 feedstock을확보할수있다. 물성측면에서살펴보면, FAME은배합할수록밀도가증가하는것에비해, HBD 배합의경우는밀도가감소한다. 따라서, 최근경유의밀도규제의상한치가점차낮아지고있어, 경유생산시 heavy 유분배합에제약이많으나, FAME 대비 HBD의낮은밀도로인해, HBD 혼합경유에서는하절기에 FAME 혼합경유대비더 heavy한유분 Figure 4. Change of density by blending ratios of HBD and FAME. 을배합해서생산할수있다는장점이있다. 또한, HBD는 FAME에비해 n-paraffin 비율이높고밀도가낮아, 경유에배합하였을때 FAME 배합경우보다세탄가와세탄지수가높아지는장점이있다. 그러나 FAME은기존경유보다도낮은세탄가와세탄지수를가지고있어, 경유에의배합비율이높을수록세탄가와세탄지수가감소한다. HBD는 FAME보다상대적으로발열량이높기때문에경유에배합시 FAME 혼합경유대비발열량이높아지게된다. 그러나 HBD의낮은밀도로인해 HBD 혼합경유의부피당발열량은기존경유보다는낮은편이다. KIC News, Volume 16, No. 2,

5 기획특집 : 지속가능한수송용바이오연료의개발 Figure 5. Change of cetane index by blending ratios of HBD and FAME. 4. 각국의수첨바이오디젤상업화현황및전망국내에서는 SK이노베이션이유일하게 HBD (Hydrotreated Biodiesel) 생산기술을개발하여, pilot plant 가동에이어 demonstration plant까지건설하여시험생산을성공함에따라, 상업화가가능한기술수준까지도달해있으나, 아직국내의다른연구기관및회사에서는수첨처리바이오디젤에대한기술개발이이루어지지않고있는실정이다. 그러나외국의사례를살펴보면, 이미여러나라에서수첨바이오디젤을상업생산 보급하고있으며, 그현황을살펴보면다음과같다. 가장앞서서활발하게진행하고있는곳이핀란드의 Neste Oil 社이며, 이회사는이미수년전부터 NExBTL이란 brand를사용하여수첨바이오디젤을생산해서보급해오고있는데, 핀란드의 Porvoo에연산 19만톤규모의생산공정 2기를가동중에있으며, 싱가포르와네델란드에각각연산 80만톤규모의생산공장을건설하여, 유럽등 10여개국에 2012년한해약 100만톤이상을판매해오고있다. 미국의 UOP사와 ENI사는 Ecofining Process와 Honeywell Green Diesel이라는명칭을사용하여, 공동으로중국과인도, UAE 등과이러한수첨처리바이오디젤생산공정사용에합의한상태에있다. 또한, ConocoPhilips사는 Co-processing 방식을개발하여아일랜드의 Whitegate에연산 30만배럴의생산공장을가동하고있으며, Texas에서는 Tyson Foods사와 JV를설립하여 beef fat을원료로 ULS-RD라는이름의수첨바이오디젤을생산하고있다. Dynamic Fuels사는 Syntroleum 및 Tyson사와 JV (joint venture) 를추진하고있다. 브라질의 Petrobras사는 H-Bio라는이름으로수첨바이오디젤생산공정을개발하였으며, 그원료물질로식물유 (vegetable oil) 와미네랄오일 (mineral oil) 을사용하여 H-Bio를생산하는기술을확보하고있다. 이회사들중, 가장앞서가고있는 3개사인 Neste Oil사와 UOP, 그리고 Petrobras사의기술및진행현황에대해좀더자세히소개하고자한다. 먼저, 핀란드의 Neste Oil사는식물유 (vegetable oil) 와동물성지방 (waste animal fats) 을원료로사용하여 NExBTL (Next generation biomass to liquids) 이라는이름의공정을사용하여수첨바이오디젤을상업생산하고있는데, 이회사의온실가스영향에대해시험한결과에의하면, LCA평가기준으로 Life Cycle Greenhouse Gas 배출이기존석유계경유 (Petro-diesel) 에비해 60% 이상줄어드는것으로분석하고있다. NOx는 15% 이상저감되며, PM (Particulate Matter) 은 25% 이상저감되고, THC (Total Hydrocarbon) 은 20% 이상, 그리고 CO는 5% 이상이저감되는것으로발표하고있다. Neste Oil사가 HVO Process란이름으로생산하고있는수첨바이오디젤의공정특징을살펴보면, 식물유와동물성지방을 feed로사용하여, catalytic hydrotreating 을하는공정이므로다양한 feedstock 을사용할수있다는장점이있으며, feedstock으로부터 oxygen을제거하며 hydrogen이첨가되면서이중결합이 saturation된다는특징이있다. 여기서 HVO는 feedstock인 triglyceride에서 fatty acid chain의 hydrocarbon portion으로생성된다. 20 공업화학전망, 제 16 권제 2 호, 2013

Table 2. Biofuel Technologies for Diesel Engines Commercial scale Process Product Feedstock availability Product quality Chemistry Process plant capital cost 1995.

6 Table 2. Biofuel Technologies for Diesel Engines Commercial scale Process Product Feedstock availability Product quality Chemistry Process plant capital cost Esterification FAME - Some veg oils Animal fats - Ester Hydrotreating HVO + Various veg oils Animal fats +++ Paraffin ? Gasification + Fischer-Tropsch BTL +++ All biomass +++ Paraffin : Benefit, -: challenge Figure 6. Simplified scheme about inputs and outputs of esterification and hydrotreating processes for biofuel production. Source: HVO, Hydrotreated Vegetable Oil A premium renewable biofuel for diesel engines, Neste Oil, 특히, 저온유동성을향상시키기위해 isomerization 공정도포함되어있어 CP (Cloud Point) 가 -30 이하며세탄가도 100 정도로매우높다. 그리고 waste나부산물없이 clean renewable diesel 을생산할수있다는특징이있다. 또한, aromatic 과 sulfur가전혀없으며, 우수한저장안정성을가지고있다. ULSD보다도배출가스가적으며, 현재의생산 infrastructure를그대로사용할수있다는장점도있다. 미국의 UOP사는 2005년부터 Eni사와공동으로 Intensive Co-development 프로그램을추진하여, 2007년에 basic engineering design을완성하였는데, Stand-alone unit과 Pretreat and Co-process의 두가지공정을개발하였으며, Ecofining Process 라는명칭으로특허등록이되어있다. Green Diesel이라는이름으로바이오디젤을개발한 UOP 의기술은 Decarboxylation과 Hydrodeoxygenation, 그리고 Hydroisomerization의세단계로구성되어있다. 이공정은바이오디젤대비경제성이우수하며 sustainable하다는장점이있다. 장기적으로는 waste biomass와 algae oil을활용하는기술개발을추진하고있다. 본공정은 naphtha와고품질의 jet fuel도생산이가능하다. 브라질의 Petrobras사는 H-Bio라는이름의바이오디젤을생산하기위하여 HDT (hydrotreating unit) 을활용하고있다. 이 HDT reactor에서는경 KIC News, Volume 16, No. 2,

차세대바이오디젤로서의 BTL 기술현황및전망앞에서바이오디젤과수첨바이오디젤에대해서자세히다루었지만, 기술개발순서로볼때, FAME 으로대변되는곡물류 (crop) 를이용하여제조한바이오디젤을 1세대바이오디젤이라고분류하며, 수소첨가처리 (Hydro-treatment) 를한 HBD를 1.5 세대바이오디젤로분류를한다.

7 기획특집 : 지속가능한수송용바이오연료의개발 유유분과식물유가투입되어고온조건에서압축수소가공급되면서 catalytic hydroconversion이일어나게되며, 이를통해수첨바이오디젤을생산하는기술을확보하고있다. 이외에도, 일본의신일본석유에서 BHD (Biohydrotreated Diesel) 이란이름으로수첨바이오디젤제조기술을개발하였는데, NOC 고유의촉매를개발하여현재 pilot plant 수준에서연구가진행되고있으나, 실증공장또는상업공장건설계획은아직구체화하지않은것으로알려지고있다. 5. 차세대바이오디젤로서의 BTL 기술현황및전망앞에서바이오디젤과수첨바이오디젤에대해서자세히다루었지만, 기술개발순서로볼때, FAME 으로대변되는곡물류 (crop) 를이용하여제조한바이오디젤을 1세대바이오디젤이라고분류하며, 수소첨가처리 (Hydro-treatment) 를한 HBD를 1.5 세대바이오디젤로분류를한다. 그리고, 비식용작물 (non-crop) 을바이오매스로활용하여 Fischer- Tropsch 반응, pyrolysis 등의 BTL (Biomass-to- Generation 3 biofuels: When photosynthetic algae or cyanobacteria (shown growing inside cylinders at right) are exposed to sunlight and carbon dioxide, they produce and stockpile fats inside their cells. Exposing the cells to a chemical solvent frees these fat molecules, which can be refined into biodiesel (above). Generation 4 biofuels: Genetically engineered photosynthetic cells under development (shown at right), when exposed to sunlight and carbon dioxide, could produce and secrete energy-rich fats, which could then be refined directly into biodiesel fuel (above). Source: The next generation of biofuels, Melinda Wenner, 2009, Scientific American, Inc. 22 공업화학전망, 제 16 권제 2 호, 2013

8 Liquids) 기술을이용하여만드는바이오디젤을 2 세대바이오디젤이라고분류하고있다. 물론, 이러한세대분류 term에는다소논란의여지가있긴하지만, BTL이가장최신단계에위치하는차세대바이오디젤생산기술임에는논란의여지가없다. BTL 기술에는크게 4가지의 value chain으로분류할수있는데, 첫번째로는 gasification을통한 oxygenate 또는 hydrocarbon류의 Synthetic Fuels (H 2 + CO의합성을통해생산되는모든연료를포함 ) 이며, 두번째로는 gasification을통한 Bio-methane, 세번째로는 gasification을통한고효율 heat & power generation, 그리고네번째로는 pyrolysis와 torrefaction 등과같은기술을통한 intermediate bio-energy carrier가있다. 그리고기술의종류로는크게 gasification, pyrolysis, fischertropsch process, hybrid hydrogen-carbon process 등으로분류할수있겠다. 먼저, synthetic fuel 관련기술을살펴보면, biomass를 pyrolysis나 coarse preparation, drying, torrefaction, grinding 등의전처리를한다음, 초기 conversion 단계인 gasification 등을거쳐, 두번째 conversion 단계인 synthesis, reforming, cracking, hydrotreating, distillation을거치거나, 또는이러한초기및두번째단계를거치지않고곧바로 hydrotreatment나 co-treatment 단계를거쳐서바이오디젤을생산하는방법이있다. 이기술을적용한세계최초의상업적인 BTL공장이 Choren사의 Carbo-V Process를사용하여독일의 Frieberg Saxony에건설되었다. 2012년에 Choren사의 biomass gasification 기술이 Linde Engineering Dresden에팔렸으며, Choren Carbo-V 기술을더발전시켜 syngas를생산하고있다. 이 Choren Carbo-V Process는 low temperature gasification과 high temperature gasification, 그리고 endothermic entrained bed gasification의 3 stage gasification process를통하여 syngas를생산하게된다. 이렇게생산된 syngas를 SunDiesel이라는이름의자동차용경유로전환시키는데에 Fischer-Tropsch (FT) 공정이사용된다. Choren공 장은 SMDS (Shell Middle Distillate Synthesis) 기술을사용하고있는데, 이는 Fischer-Tropsch 공정을일부변경하여합성가스를생산하는기술이다. SMDS 공정은 Qatar Petroleum사와 Shell사에의해 26만 barrels oil equivalent/day의생산용량의상업화규모의 GTL (Fossil gas-to-liquids) 공장으로진행되고있다. Choren이내세우는 BTL 제품인 SunDiesel의장점을살펴보면, 높은세탄가로경유대비점화성능이월등히우수하며, 방향족과황이없어유해배출가스를획기적으로줄일수있을뿐만아니라, 유통과정및엔진에특별한개조없이도사용이가능하며, 온실가스발생에중립적이라는점등이다. Choren 의프로젝트를살펴보면, 바로이 Carbo-V Process 와 Fischer-Tropsch 방식을사용하여, 2003년도부터시작한 pilot plant 규모인 Alpha Plant를건설하여소규모생산에성공한다음, 2009년도에 Frieberg에연간 65000톤의 dry wood를 feedstock으로사용하여연간 15000톤의 diesel과 naphtha가혼합된 BTL제품을생산하고 45 MW의 heat을생산할수있는규모의 Beta Plant의건설을들수있다. 독일 Karlsruhe에있는 Forschungszentrum GmbH 와 Lurge GmbH가합작하여추진중인 Bioliq Project는 fast pyrolysis, entrained-flow ( 분류층 ) gasification, 그리고 synfuel production 등을적용한 BTL 기술을이용하여 2 MW 규모의열을생산할수있는 pilot plant를건설하여운영중에있다. 2012년 12월, 프랑스 Stracel에있는 UPM사의 BTL 프로젝트는, 저탄소발생기술혁신을위하여신재생에너지와이산화탄소포집및저장 (CCS) 을지원하는데 3억톤의이산화탄소배출권을지원하는유럽의 NER300 Fund 프로그램의여러제안중첫번째결정으로, 1억 7천만유로의 counterpart funding ( 對充資金 ) 을받았으며, Strasbourg에위치한제 2세대 BTL 공장의건설과운영을진행하고있다. 이프로젝트는새로운고압산소분사가스화기술을사용한공정으로서, 원료물질전처리, 가스화, raw gas cleaning, GTL전환, 액상제품처리및저장, 그리고전기생산등의과정을거치 KIC News, Volume 16, No. 2,

9 기획특집 : 지속가능한수송용바이오연료의개발 며, 주로연간 1백만톤의목재바이오매스를이용하여 톤의 biofuel을생산할예정인데, 80% 는바이오디젤을생산하고 20% 는바이오납사를생산하게된다. NER300 프로그램으로부터지원을받는또하나의프로젝트는핀란드의 Ajos에서진행중인 Ajos BTL프로젝트인데, NER300프로그램으로부터 counterpart funding으로 8천 8백 5십만유로의지원을받는다. 이프로젝트는핀란드북부지역에 320 MW 용량의 BTL공장을건설하고운영하는것으로서, 연간 95만톤의목재바이오매스와 3만천톤의 tall oil을사용하여 11만 5천톤의바이오연료를생산하는것이다. 이프로젝트는바이오디젤과바이오납사를생산하여발트해지역과핀란드, 스웨덴에공급할예정이다. 이외에도유럽의 BTL 시범프로젝트로써, 프랑스의 5개회사와 Uhde가합작한 BioTfuel 프로젝트가 Fischer-Tropsch 합성기술을사용하여 1억 1 천 2백만유로의예산을투입하여 biodiesel과 biokerosene을생산하는계획이있다. 또한, 프랑스의 Bure Saudron에 BTL pilot plant를건설하여연간 7만 5천톤의숲과농작물잔류물을이용하여 2만 3천톤의 biodiesel과 biokerosene, bionaphtha를생산하는계획이있다. NSE Biofuels BTL 프로젝트는 Neste Oil과 Stora Enso사가합작한시범공장으로서, 연간 656 톤의바이오연료와 12 MW의 heat을생산할수있는 gasifier이다. 이프로젝트는 2016년까지연간 10만톤의바이오연료를상업생산한다는계획을세워두고있다. DBI (Dutch Biorefinery Initiative) 프로젝트는 2009년에네덜란드정부의지원아래 WUR과 ECN에의해시범생산공장이세워졌으며, 10 MW의 heat 을생산할수있는 entrained-flow ( 분류층 ) gasification 기술을적용하여바이오연료를생산하는계획이다. DIBANET (Development of Integrated Biomass Approaches NETwork) 프로젝트는 The Production of Sustainable Diesel Miscible Biofuels from the Residues & Wastes of Europe & Latin America 란제목의프로젝트로서, Carbolea사와 Limerick 대학이 3백 7십 3만유로의예산으로공동설립한프로젝트이다. 이프로젝트에는 13개의기관이참여하고있는데, 6개는 EU에, 그리고 7개는남미에소속된기관들이다. GREASOLINE 프로젝트는독일의 Fraunhofer 연구소에의해개발된기술로서, 지방질과폐기물등을원료로바이오디젤등의탄화수소혼합물을생산하고있다. 유럽이외에도미국에서는 Primus Green Energy 가 7백만달러의시범공장을건설하여, Mobil 공정을이용하여바이오디젤을생산하는프로젝트를추진중에있다. Purdue 대학은고압의수소존재하에바이오매스를급속가열하는방식으로바이오연료를생산하는 H2Bioil 기술을개발하는등, 다양한노력을기울이고있다. 6. 맺음말바이오연료는친환경적인측면뿐만아니라 sustainable하다는장점이있어, 앞으로도관련기술이꾸준히발전해나갈것이다. 특히, 현재의바이오디젤이가지고있는여러가지단점들을보완할수있으면서도기술적인어려움없이 conversion 시킬수있는수첨처리바이오디젤은, BTL기술이충분한경제적경쟁력을확보할수있을때까지일정기간동안일익을담당하기에충분한장점들을지니고있다. 아울러, BTL 기술또한다양한종류의 feedstock 과다양한형태의기술개발이급속하게이루어지고있어, 머지않은시기에 cost 경쟁력을확보하고상업화가실현될수있을것으로예상되고있다. 기본적으로, BTL 기술은거의모든종류의수분이적은바이오매스와잔류물또는유기폐기물, 예를들면, 일년생식물들과잡초들, 볏짚, 숲간벌나뭇가지, 제지및펄프생산부산물, bagasse, 폐지또는반품나무및섬유직조물등을활용할수있다. 또한, BTL기술은수송용액체연료를만드는데간단한전처리만으로거의모든종류의바이오매스를사용할수있다는장점이있다. 24 공업화학전망, 제 16 권제 2 호, 2013

10 통상적으로, 토지헥타르당연간 4 m 3 의바이오연료를생산할수있다. 그리고머지않은미래에에너지식물재배에약 4 6백만헥타르가사용될것으로전망되고있으며, 이는현재기준으로 20 25% 의수송용액체연료를대체할수있는양이된다. 이러한전망을놓고볼때, 바이오연료시장은꾸준히성장해나갈것으로예상되며, 이에따라 HBD 및 BTL 등의차세대바이오디젤관련기술또한지속적으로발전되어나갈것이다. 그리고, 조만간 cost 경쟁력있는 BTL 기술이등장할것으로예상된다. 참고문헌 1. Ingvar Landalv, Status report on demonstration plants for advanced biofuels production - thermochemical pathway, European Biofuels, Chemrec AB (2011). 2. Melinda Wenner, The Next Generation of Biofuels, Scientific American (2009). 3. IEA, Energy Technology Essentials - Biofuel Production (2007). 4. IEA, Technology Roadmap - Biofuels for Transport (2011). 5. Liquid Biofuels: The Next Generation, Nexant (2009). 6. The Energy Technology Roadmap Biofuels: The Next Generation, Science Business Publishing Ltd. (2011). 7. Next generation biofuels and synthetic biology, Foundation for International Environmental Law and Development (FIELD) (2011). 8. Thomas Vogelpohl, First and next generation biofuels, Institute for Ecological Economy Research (2011). 9. Nirmala Kaushik, Soumitra Biswas & PR Basak, New Generation Biofuels Technology & Economic Perspectives, Technology Information, Forecasting & Assessment Council (TIFAC) (2011). 김덕한 2007 New York Institute of Technology Energy Management 석사현재 SK이노베이션에너지연구소석유Lab장 / 수석연구원 KIC News, Volume 16, No. 2,

<4D F736F F F696E74202D20B1B9B3BBBFDC20B0E6C0AF20B4EBC3BC20B9D9C0CCBFC0BFA1B3CAC1F6C0C720B1E2BCFAB0B3B9DF20BFACB1B8C7F6C8B220BAD

<4D F736F F F696E74202D20B1B9B3BBBFDC20B0E6C0AF20B4EBC3BC20B9D9C0CCBFC0BFA1B3CAC1F6C0C720B1E2BCFAB0B3B9DF20BFACB1B8C7F6C8B220BAD 국내외경유대체바이오에너지의기술 개발연구현황분석 2012. 1 김재곤 (jkkim@kpetro.or.kr) 발표순서 01 02 03 04 경유대체바이오에너지개술개발개관 국내외경유대체 BTL 디젤기술개발동향 국내외경유대체 HBD 기술개발동향 국내외경유대체미세조류기반 BD 의기술개발 2/41 국외경유대체바이오연료개발현황 3/41 경유대체세대별바이오연료의생산기술 1