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2011 Summer 74
K - P . E . T . R . O . M . A . G . A . Z . I . N . E
+ 해외리포트Ⅱ
+
75
합성가스로부터의에탄올제조프로세스
개질열분해유의혼합처리프로세스개념도
정유공장에서의바이오에탄올생산에예상되는바이오매스원료선택방안
기존 Refinery
합성가스화
저렴한 화석연료
합성가스를 이용한 에탄올 전환
가스화로
�잔사유, 석유 코크스
(저급 석탄류)
(부분 산화형)
합성가스의 직접전환법과 검토의 예
합성가스화
(중질 잔사유)
@5,000~10,000엔/톤
(액체용, 고체용)
(석유코크스)
�기상법…… Dow, IFP, Luigi
자원
광유계 유분
(수증기 개질형)
…… 일본의C1화학, 大�化物연구소)
(열분해 + 개질)
…… NREL, Range Fuels, Syntec
바이오매스 자원
�액상법…… Texaco, UCC, National Distillers
�목질 바이오매스
(메탄 발효 +
(초목계)
수소화분해공정
수증기 개질)
…… 일본의C1 화학(三井化學)
(목질계)
부존량 1,330만톤/년
Yes
(유기성 폐기물)
펠릿화
@~5,000엔/톤(잡목 등)
개질 열분해유
내연기관 연료
(플랜테이션 폐기물)
합성가스의 간접전환(메탄올 경유)법과 검토의 예
@20,000엔/톤 전후(간벌목 등)
잔사유, 석유코크스, 석탄보다 저렴
�호모로게이션 … Pearson Technologies
타르분리
@건축 폐목재 등
(ex.5,000~15,000엔/톤)
… 일본의C1화학, 三�가스화학)
FCC 공정
+
�카르보닐화 … Enerkem, 富山화학
합성가스정제
�RPF, C-RPF
�산업폐기물(폐플라스틱)
No
합성가스의 미생물 전환법에 의한 메탄올 합성
현 생산량 150만톤/년
광유계 유분
부존량 900만톤/년
CoskataInc.,BioengineeringResourcesInc.,
@4,000~5,000엔/톤
三井造船, 九州대학
�RDF
현 생산량 70만톤/년
�도시 쓰레기
@50,000엔/톤 전후
바이오매스 원료선정의 전제
부존량 5,200만톤/년
1) 펠릿으로 가공하는 단계에서 저렴한 화석연료보다 산 바이오
같은프로젝트가진행되고있다.
급속 열분해법이 주목받고 있다. 유럽에서는 BIOCOUP
매스 원료를 선택한다.
�하수 오니
2) 양적으로 충분하지 않은 경우에는 복수의 바이오매스 원료를
부존량 230만톤/년(건조)
펠릿화
a.SunFuels/SunDiesel프로젝트
프로젝트로서바이오매스원료를열분해하여생성유를기존
조합하여 사용한다.
@20,000엔/톤 전후(동경도)
탄화
3) 잔사유(석유코크스)와 바이오매스는 혼합하여 가스자원으로 이
@~1,500엔/톤(돗토리현)
목재등바이오매스를Choren의가스화기술(Carbo-V)로
정유공장에서 석유와 혼합처리함으로써 클린연료 비율을
용한다. 그 때 액체용과 고체용 가스화로를 설치하여야 한다.
가스화하여,Shell의FT합성기술(SMDS)에의해BTL(특히
향상시키고 생성유의 일부를 함산소화합물 제조원료로서도
�수입 바이오매스
주) RPF, C∙RPF, RDF는 폐기물 고형연료
디젤연료유)제조기술확립을목적으로하는프로젝트
활용하는 시스템 개발을 행하고 있다. 급속 열분해법으로
부존량 ~1만톤/년(아시아)
펠릿 등 수입
RPF:Refuse Paper & Plastic Fuel
@2,000~5,000엔/톤(현지)
C∙RPF:Char Refuse Paper & Plastic Fuel
b.Bioliq.�Project
생성되는 조유(粗油)는 수용성으로 pH가 낮아 활성인
RDF:Refuse Derived Fuel
보리짚이주원료.농업지대에분산배치된급속열분해설비로
함산소성분을 끌어당겨 중합변질을 일으키기 쉽기 때문에
재배한보리짚을분해하고코크로만든후슬러리상으로하여
탈산소에의한화학적∙열적안정화및친유성화가필요하다.
마켓 시장을 예상하였다. 여기에서는 일본 내에서의 조달
카르보닐화법에의한에탄올제조도미국을중심으로검토가
집중처리설비인 고온가스화/정제설비로 운송하여 Lurgi의
안정화시킨 개질 열분해유(탈산소연료)는 기존의 석유정제
이외에 외국으로부터 수입한 바이오매스 연료도 배제하지
진행되고 있는 직접법과 같이 본격적인 기술개발을 개시할
MegaSynfuels프로세스등에의해연료유를만든다.
프로세스에혼합시켜내연기관용연료로정제시킨다.
않았다.또한경제성평가에서바이오매스자원의기준가격은
가치가있다고생각된다.
c.RENEWProject
미국 NREL이 2022년 예상으로 에탄올 제조시의 4종류
바이오에탄올제조방법의경제성평가결과
3. 바이오매스자원및예상가격
유럽이바이오연료확대를목적으로전개하고있는프로젝트.
바이오매스(농업 폐기물, 산림 폐기물, 도시쓰레기, 스윗치
EtOH 제조원가 엔/t-EtOH
바이오매스 원료원 단위
각종 유동상, 분류상에 의한 BTL 프로세스 최적화 검토를
글래스)의 수송, 저장, 2차 비용을 포함한 가격으로 계산한
T-Dry biomass/t-EtOH
20.000
40.000 60.000 80.000
2
4
6
실시하고있음.
열화학법에따른연료용에탄올제조는고도의화학프로세스
결과의가중평균가격인약6,700엔/톤을사용하였다.
당질 당화발효법
로서 1개소 집중형의 대형 플랜트를 건설하는 방법이 유리
리그노셀룰로오스류당질발효법
4. 바이오에탄올제조비용계산
(3)부탄올제조기술
하다.규모는석유연맹이예측하고있는2010년에바이오연료를
리그노셀룰로오스류열화학법
직접에탄올합성
현재합성가스로부터공업적인부탄올합성은행해지고있지
36만kL도입방침을상회하는량으로서40만kL를1개소에서
리그노셀룰로오스류열화학법
메탄올경유호모로게이션법
않다.그러나SyntecBiofuel(캐나다)나DieselBrewing(미국)
생산하는 것을 예상하면 100만kL 이상의 바이오매스 자원을
열화학법에 의한 에탄올 제조에서 현재 미국을 중심으로
리그노셀룰로오스류열화학법
메탄올경유카르보닐화법
이셀룰로오스로부터합성가스를거쳐부탄올을합성하는계획을
확보할 필요가 있다. 이와 같은 조건을 만족하는 저렴한
검토가 진행되고 있는 직접법과 종래의 간접법(호모로게이션
추진하고있다.촉매나플랜트의사양은구체적으로알려지지
바이오매스자원을검토하여왔지만단일바이오매스자원으로
법, 카르보닐법) 비용을 계산하였는데, NREL이 2022년에
주) 바이오매스 원료 원단위는 에탄올 (1톤)을 생산하기 위해 필요한 바이오매스
량(톤)에서 수치가 작은 쪽이 효율이 좋다.
않았지만본격적인생산을고려하고있어주목되고있다.
이것을달성하는것은쉽지않다.
도달을예상한고도기술수준인산소당화베이스의발효법과
바이오매스 자원으로 목질계 바이오매스, 산업폐기물,
거의 동등 수준이라는 것이 확인되었다. 에탄올 제조에서
5. 열화학법을 중심으로 한 연료용 에탄올의 LCA
(4)급속 열분해법에 의한 정유공장에서의 혼합처리
도시쓰레기,하수오니등을건조압축화한연료로가공하여
가장 제조비용이 낮은 것은 당질 원료의 당화 발효법이지만
(환경부하) 평가
프로세스화
이용하는 프로젝트가 일본에서도 서서히 진행되고 있다.
호모로게이션법, 카르보닐법의 바이오매스 원료 원단위는
엄밀하게는 합성가스화에 의한 제조방법은 아니지만
본 조사에서는 바이오매스 자원을 한정시키지 않고 이러한
당질순도가높은원료를이용한이발효법에버금가는것이다.
낮은 비용의 열화학법에 의한 바이오연료 제조기술로서
원료가 일정 가격 이하이면 어느 것도 선택할 수 있는 오픈
그렇지만 앞으로 메탄올로부터의 호모로게이션법 혹은
NREL이 발표하고 있는 2022년 도달기술 수준에서의

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