핵심 요소기술 확보 … 부가가치 창출 가능
CO2 회수용 고투과성 고분자 분리막 개발
이산화탄소 저감 및 처리기술로 미세다공성을 갖는 이산화탄소 분리용 고분자 분리막 소재를 개발한 것이다. 기존 고분자 소재에 비해 최대 500배 이상의 높은 투과도를 자랑하고 있다. 이로써 이산화탄소 막분리 성능의 기술적 한계를 극복할 수 있게 됐다.
이 기술은 현 시점에서 상업화하기는 어렵지만 천연가스 칼로리-업(CO2 제거), 초고순도 CO2 정체, 바이오에탄올 탈수 등 스핀오프 사업으로 유사분야에 활용이 가능하다.
이 기술을 활용해 2015년부터 사업화를 시작할 경우 2030년까지 국내 대량배출원의 10%를 처리해 약 1억톤의 이산화탄소 저감이 가능할 것으로 전망되고 있다.
중질 나프타 유동층 접촉분해 공정 개발
석유화학의 핵심원료인 에틸렌, 프로필렌 제조에 기존의 고온의 열분해 공정 대신 유동층 촉매반응을 이용한 고효율의 올레핀 제조기술을 개발한 것으로 세계 최초로 상업화가 추진되고 있다.
이 기술 개발로 저급의 원료인 중질 나프타로부터 올레핀을 생산할 수 있게 돼 앞으로 프로필렌 수급 불균형을 해소하는데 기여할 것으로 전망된다.
2010년부터 2020년까지 약 460만톤의 CO2를 저감하고 약 725만TOE의 에너지를 절감하는 동시에 3조2000억원의 부가가치를 창출할 것으로 예상된다.
사업화 시점인 2010년부터 2020년까지 직간접 관련 산업분야에 총 3조2000억원의 매출과 4400여명의 고용 유발효과도 함께 기대된다.
상업공정 개발 후 전 세계를 대상으로 기술판매가 가능할 것으로 예상되는데 현재 이를 위해 SK에너지 공장 내 데모-플랜트 건설이 진행 중이다.
세계 최초로 실제 석탄 배가스를 대상으로 건식흡수제를 이용해 CO2를 회수하는 성과를 거뒀다.
건식흡수제를 이용한 CO2 회수기술은 기존의 아민계 흡수기술과 비교했을 때 흡수제 단가를 낮추고 운전비용을 낮출 수 있어 회수비용을 획기적으로 줄일 수 있다.
이 기술이 석탄화력발전소에 적용된다면 2015년부터 2030년까지 총 1억톤의 CO2 저감이 가능하며 3조6000억원의 매출, 4700여명의 고용유발 효과를 기대할 수 있다.
또한 세계적으로 경쟁력 있는 CO2 회수기술을 개발함으로써 기후변화협약 대응에 대한 국제적 위상을 제고할 수 있을 것으로 보인다.
특히 핵심 요소기술에 대한 흡수제 조성 및 제조기술을 확보함으로써 대기오염 방지기술 및 유사분야에의 파급효과가 기대된다.
이 기술은 건식재생흡수제 조성 변경을 통해 성능 개선 및 상용급 건식흡수제 대량생산시스템을 구축하고 석탄화력발전소를 대상으로 데모플랜트를 실증할 계획이다.
CO2 최적 지중 저장 위한 지층 평가-거동 기술
국내 지층의 CO2 지중 저장능력을 최초로 평가했다. 이 연구를 통해 지중 주입된 이산화탄소의 거동 관측 및 환경영향평가 등 지중 저장 기반기술을 확보하고 지중 저장에 필요한 최적화 기술을 확보했다.
이 연구는 부지 선정기술을 비롯한 8개 요소기술 개발을 통해 이산화탄소 지중 저장이 실제로 가능하다는 것을 입증했다.
산업 및 방사성폐기물 처분에 활용할 수 있으며 이산화탄소 지중저장 관측 및 검증기술을 확보하는데 기여할 것으로 예상된다.
2011년 3월까지 연구가 계속돼 이산화탄소 포집 기술과 연계, 화력발전소 등 실제 배출원 대상 파일럿 실증을 실시해 이산화탄소 포집 및 저장 기술 전체 시스템을 실증할 예정이다.
가정용 연료전지 모니터링 사업
상용화에 접어들고 있는 국산 연료전지의 실측데이터를 모니터링 해 시스템 내구성과 국산화율을 높이고 가격저감 방안을 도출하는 등 가정용 연료전지 국내보급기반을 조성했다.
가정용 연료전지는 수소에너지의 대표적인 이용방법으로 이를 총리공관에 설치하고 도시가스사를 중심으로 1단계 40대의 연료전지를 운영하는데 성공했다. 특히 2007년 12월부터 착수된 2단계 사업에서 서울시를 비롯한 지자체 참여를 적극 유도, 지자체에서 70기의 연료전지를 설치·운영하게 됐다.
연료감응 태양전지 서브모듈 개발
에너지변환 효율 11%를 달성함으로써 현재 세계 최고수준인 스위스 EPFL의 변환효율 11.2% 기술수준에 근접하게 됐다.
태양전지의 효율을 증진시켜 화석연료 대체효과를 제고하고 태양전지 신기술 개발 및 상용화를 통해 국가 신산업 창출에 기여할 것으로 기대되고 있다.
이 연구는 국내외적으로도 기술수준의 우수성을 인정받아 2007년 5월에는 유럽 MRS 국제학회, 2007년 9월 나노유로 2007 학회에서 강연 초정을 받는 등 국가 위상을 제고했다.
LPG 이용 수소스테이션 국산화 기술 개발
고압 LPG 연료 프로세서의 설계·제작 및 성능 확보, PDP(Process Design Package) 완성에 성공해 지난 2007년 12월에 수소스테이션 건설 및 시운전을 완료했다.
연료 프로세서 개발을 통해 수소스테이션의 수소공급과 가정용, 상업용, 소형발전용 등의 분산발전을 위한 연료전지 원료공급이 가능해졌다. 이로써 수소제조·정제장치 및 수소스테이션 개발 자립화가 가능해졌다.
향후 수소경제 조기이행의 발판을 마련하고 LPG용 수소스테이션 국산화 기술개발을 통해 기술자립을 이룩할 수 있을 것으로 기대된다.
수소연소 동력시스템용 1∼5kW급 고효율 리니어 발전시스템 개발
수소연소 동력시스템용 1∼5kW급 리니어 발전기, 전력변환기를 개발해 50여분의 연속운전을 하는 등 세계 최고의 성능을 구현하고 리니어 발전기의 전동 및 발전 동시제어 알고리즘을 개발했다.
특히 수소연소 리니어 동력·발전 시스템은 엔진에서 발생하는 직선의 동력을 그대로 전달해 동력손실을 최소화할 수 있으며 동시에 청정 수소연료를 사용함으로써 이산화탄소 배출 저감도 동시에 달성할 수 있다.
향후 1∼10kW급 초소형 열병합 발전시장 및 차량용 하이브리드 구동원 시장 진입이 가능해 질 것으로 보이며 열병합시스템으로 36%의 에너지 저감 효과를 거둘 수 있을 뿐만 아니라 수소연료 사용으로 CO2 저감 역시 기대된다.
생물학적 수소에너지 생산기술 개발 통한 청정연료화·환경처리
수소를 생산하는 혐기미생물을 이용해 유기물로부터 수소와 유기산을 발생시키는 공정과 그렇게 발생된 유기산으로부터 수소를 생산하는 광합성 발효 공정의 2단계 공정을 구현했다.
상용화 가능성을 높이기 위해 100ℓ규모의 혐기발효와 태양광을 이용하는 250ℓ규모의 광합성 배영시설 가동 및 발생수소 이용 연료전지를 통한 전력생산을 가시화 시킬 수 있다.
이 연구는 지구온난화 대응기술에 기여하는 것은 물론 유기성 폐기물을 용이하기 처리해 환경 신기술로도 이용이 가능하다는 점에서 의미가 있다고 볼 수 있다. 즉, 식품제조공장 폐수나 농산시장 폐기물, 하수슬러지와 같은 유기성 폐자원에서 수소에너지를 생산하는 동시에 유기성 폐자원의 COD를 낮추는 효과도 얻을 수 있다.
기후변화협약 대응 산림부문 온실가스 통계체계 구축
기후변화협약에 따른 산림부문 온실가스 통계랑을 분석해 산림부문 탄소배출권 잠재력을 분석하고 주요 수종별·임령별 국가 고유 탄소계수 잠정치를 도출, 오는 2010년에는 국가 온실가스 통계시스템 구축을 완료할 예정이다.
산림활동 탄소배출권 인정 기반을 도출하고 산림 탄소정책 수립 지원 및 바이오매스 관련 연구기반을 구축하는 동시에 산림·산지 자원 관리정보 DB를 구축하는 토대를 마련했다.
이 연구는 교토의정서에 따른 탄소배출권 인정을 위한 산림 탄소계정 기반을 구축했다는 데 의미가 깊다.
