별지제 호서식 연구결과보고서 과제명 바이오디젤의인화위험성평가 소속소방산업기술연구소연구책임자임우섭 연구기간 연구목표

별지제 호서식 연구결과보고서 과제명 바이오디젤의인화위험성평가 소속소방산업기술연구소연구책임자임우섭 연구기간 연구목표

BD100 BD20 총미연소탄화수소 (THC) -93% -30% 황산화물 (Sox) -100% -20% 질소산화물 (Nox) +13% +2% 일산화탄소 (CO) -50% -20% 분진 (PM) -30% -22% 오존발생잠재도 (OFP) -50% -10% 발암성방향족화합물 (PAH) -80% -13% 질화발암성방향족화합물 (NPAH) -90% -50% Life Cycle CO2 저감량 -78.45-15.66

EurObserv'ER-EEB 2005 구분 연료소비세 ( 유로 /L) 바이오디젤 감세 ( 유로 /L) 독일 0.470 0.470 비고 세제우대 : 2009 년까지 04.1 부터 BD 혼합유도적용 프랑스 0.417 0.330 생산할당량 387,500 톤 / 년 이탈리아 0.403 0.403 생산할당량 300,000 톤 / 년 오스트리아 0.310 0.310 05 년부터도입 덴마크 0.370 없음 생산제품독일및스웨덴으로모두수출 영국 0.682 0.300 세금우대가적어보급되지않고있음 스페인 0.294 0.294 스웨덴 0.368 0.368 08 년까지세금우대 EU 05 년까지총에너지의 5%, 10 년까지 12% 를바이오에너지로대체계획 10 년까지액체바이오연료 ( 바이오디젤 70~80%, 바이오에탄올 0~30 미국 1 센트 /L 05.1.1 부터시행 캐나다 4 센트 /L 2006. 산업자원부자료실

국가미국독일프랑스오스트리아 사용방식 ( 경유중비중 ) BD5 혼합비율 2% 사용처및혼합비율 특징 미네소타, 워싱턴등일부주에서만의무화 BD20 공공차량 ( 버스 ), 대형트럭 운수회사에대하여대체연료의 사용의무화 BD100 공공기관의 BD전용차량 캘리포니아등특정주에서만보급 BD5 (3.6%) BD100 BD5 (1%) BD30 BD5 (0.7%) 04 년부터일반차량 13 개정유사중 9 개사혼합 엔진개조전용버스 BD 기피로사용정체 혼합비율 2%( 05) 일반차량에보급 13 개정유사중 9 개사혼합 자체정비시설과주유시설이있는경우 엔진개조전용차 (4,500 대 ) 혼합비율 2% 시내버스에자율보급 품질관리기구에서 BD 의품질을관리 06.6 월부터 BD 에대한과세 내국세 42% 감면 (0.25 유로 /L) 50% 만혼합경유로판매하고 50% 는순수경유 BD30 의경우자동차사는법적인책임없음. 유채유를주원료사용 세계최초 BD 표준마련 2006. 산업자원부자료실

연구내용

분류 Diesel Bio Diesel Fuel Standard( 기본연료 ) ASTM D975 ASTM PS121 Fuel Composition( 연료성분 ) C10 ~ C21 HC C12 ~ C22 FAME Lower Heating Value, Btu/lb( 저열값 ) 130, 250 120, 910 Kin. Viscosity @ 40 ( 동점도 ) 1.3 ~ 4.1 1.9 ~ 6.0 Specific Gravity kg/l @ 60 ( 비중 ) 0.85 0.88 Density, lb/gal @ 15 ( 밀도 ) 7.079 7.328 Water,ppm by wt.%( 물함유량 ) 0.02 이하 0.05% max Carbon, wt.% ( 탄소량 ) 87 77 Hydorgen, wt.%( 수소량 ) 13 12 Oxygen, by dif. Wt.%( 산소비율 ) 0 11 Sulfur, wt.% ( 황함유량 ) 0.05% max 0 Boilling Point ( 비점 ) 188 to 343 182 to 338 Flash Point ( 인화점 ) 60 to 80 100 to 170 Cloud Point ( 구름점 ) -15 to 5-3 to 12 Pour Point ( 탁점 ) -35 to -15-15 to 16 Cetane Number( 세탄가 ) 40 to 55 48 to 60 Autoignition Temperature ( 자동발화온도 ) Stoichiometric Air/Fuel Ratio, wt./wt. ( 연소시필요공기량 ( 연료대비 ) ) 316-15 13.8

항목 구분 품질기준 시험방법 지방산메틸에스테르함량 ( 무게 %) 96.5 이상 KS M 2413 인화점 ( ) 120 이상 KS M 2010 동점도 (40, mm2 /s) 1.9 이상 ~ 5.0 이하 KS M 2014 10% 잔유중잔류탄소분 ( 무게 %) 0.1 이하 KS M ISO 10370 황분 ( 무게 %) 10 이하 KS M 2027 회분 ( 무게 %) 0.01 이하 KS M ISO 6245 동판부식 (50, 3h) 1 이하 KS M 2018 필터막힘점 ( ) 0 이하 KS M 2411 밀도 @ 15a( kg / m3 ) 860 이상 ~ 900 이하 KS M 2002 전산가 ( mg KOH/g) 0.50 이하 KS M ISO 6618 총글리세린 ( 무게 %) 0.24 이하 KS M 2412 산화안정도 (100, h) 6 이상 EN 14112 메탄올 ( 무게 %) 0.2 이하 EN 14110 알카리금속 ( mg / kg ) (Na+k) 5 이하 EN 14108, EN 14109 (Ca+Ma) 5 이하 Pr EN 14538 인 ( mg / kg ) 10 이하 EN 14107 수분 ( 무게 %) 0.05 이하 KS M ISO12937 모노글리세라이드 ( 무게 %) 0.80 이하 KS M 2412 디글리세라이드 ( 무게 %) 0.20 이하 KS M 2412 트리글리세라이드 ( 무게 %) 0.20 이하 KS M 2412 유리글리세롤 ( 무게 %) 0.02 이하 KS M 2412

시험항목 디젤 바이오디젤 비고 인화점 ( ) 40이상 178 유동점 ( ) 0.0이하 -2.5 황 분 (%) 0.05이하 0.00 세탄지수 45이상 57 비중 (15/4 ) 0.8305 0.8794 발열량 (cal/g) 10,000 9,460 탄소 (C)% 86.75 77.25 비중환산시 경유와비슷함 화학성분 수소 (H)% 13.05 11.83 산소 (O)% 0 10.50

항목 구분 품질기준 시험방법 지방산메틸에스테르함량 ( 부피 %) 20±3 EN 14078 유동점 ( ) 0.0 이하 ( 겨울 :-17.5 이하 ) KS M 2016 인화점 ( ) 40 이상 KS M 2010 동점도 (40, mm2 /s) 1.9 이상 ~ 5.5 이하 KS M 2014 증류성상 (90% 유출온도, ) 360 이하 KS M ISO 3045 10% 잔유중잔류탄소분 ( 무게 %) 0.15 이하 KS M ISO 10370 황분 ( 무게 %) 30 이하 KS M 2027 회분 ( 무게 %) 0.02 이하 KS M ISO 6245 세탄가 ( 세탄지수 ) 45 이상 KS M ISO 5165 KS M ISO 4264 동판부식 (50, 3h) 1 이하 KS M 2018 필터막힘점 ( ) -16 이하 KS M 2411 밀도 @ 15a( kg / m3 ) 815 이상 ~ 845 이하 KS M 2002 물과침전물 ( 무게 %) 0.02 이하 KS M 2115 전산가 ( mg KOH/g) 0.10 이하 KS M ISO 6618 윤활성 @ 60 (HFRR 마모흔경, μm ) 460 이하 KS M ISO 12156-1 BD20 1. 겨울용기준은 11 월 1 일부터다음해 3 월 31 일까지적용한다. 2. 필터막힘점은혹한기 (11 월 15 일부터다음해 2 월 28 일까지 ) 에적용한다. 3. 2006 년 7 월 1 일이후적용 ( 출처 : 한국석유품질검사소 )

200 160 120 80 40 0 0 20 40 60 80 100 Mixing ratio of Biodiesel (vol.%)

90 80 70 60 50 40 Cleveland open cup Tag closed cup 0 10 20 30 40 50 60 Mixing ratio of Biodiesel (vol.%)

Φ Φ 5 4 2 3 6 7 1 8

50 40 30 Pressure Temperature 800 640 480 20 10 320 160 0 0 0 1800 3600 5400 7200 9000 Time ( sec ) 50 40 30 20 Pressure Temperature 800 640 480 320 10 160 0 0 0 1800 3600 5400 7200 9000 Time ( sec )

50 40 30 20 Pressure Temperature 800 640 480 320 10 160 0 0 0 1800 3600 5400 7200 9000 Time ( sec )

50 40 30 20 Pressure Temperature 800 640 480 320 10 160 0 0 0 1800 3600 5400 7200 9000 Time ( sec )

50 40 30 20 Pressure Temperature 800 640 480 320 10 160 0 0 0 1800 3600 5400 7200 9000 Time ( sec ) 50 40 30 20 Pressure Temperature 800 640 480 320 10 160 0 0 0 1800 3600 5400 7200 9000 Time ( sec )

50 40 30 20 Pressure Temperature 800 640 480 320 10 160 0 0 0 1800 3600 5400 7200 9000 Time ( sec )

50 40 30 20 Pressure Temperature 800 640 480 320 10 160 0 0 0 1800 3600 5400 7200 9000 Time ( sec )

45 40 35 30 25 0 20 40 60 80 100 Mixing ratio of biodiesel ( vol. % ) 800 700 600 500 0 20 40 60 80 100 Mixing rate of biodiesel ( vol. % )

연구결과