바이오 오일은 재생 에너지원으로서 유망하지만, 활용에 있어서는 상당한 어려움에 직면해 있습니다.높은 점도, 열화되기 쉬운 특성, 화석 연료에 비해 낮은 발열량, 정제 및 정제 시 경제성 문제 등이 대표적입니다.또한 바이오 오일은 산성이고 부식성이 있는 경우가 많아 보관 및 취급에 더 비싼 재료가 필요합니다.공정 조건에 따른 수율과 특성의 변화는 사용을 더욱 복잡하게 만듭니다.개발 노력은 안정성과 유용성을 개선하기 위해 산소 함량을 줄이는 것을 목표로 하지만, 이는 종종 탄소 수율 감소라는 대가를 치르게 됩니다.이러한 문제를 해결하려면 물리적 처리와 화학적 처리의 조합이 필요하지만, 석유 연료와의 경제성이 여전히 걸림돌로 남아 있습니다.
핵심 사항을 설명합니다:
-
고점도 및 보관 문제:
- 바이오 오일은 점도가 높기 때문에 보관 중에 점도가 증가하여 회전 시간이 짧아야 합니다.
- 따라서 취급과 운송이 더 까다롭고 비용이 많이 듭니다.
- 예시:점도가 높아지면 연료 시스템과 노즐이 막혀 잦은 유지보수가 필요할 수 있습니다.
-
열화에 대한 민감성:
- 바이오 오일은 산화 및 열 불안정성이 높아 원치 않는 고형물이 형성되기 쉽습니다.
- 이러한 불안정성은 시간이 지남에 따라 품질 저하를 일으켜 바이오 오일의 효과와 유통기한을 감소시킬 수 있습니다.
- 예시:적절한 처리 없이 보관하면 상 분리 및 침전물이 발생할 수 있습니다.
-
낮은 발열량:
- 바이오 오일의 발열량(17~20GJ/톤)은 화석 연료 오일(약 40GJ/톤)에 비해 현저히 낮습니다.
- 즉, 같은 양의 에너지를 생산하기 위해 더 많은 바이오 오일이 필요하므로 운송 및 보관 비용이 증가합니다.
- 예시:에너지 생산에 필요한 바이오 오일의 양이 많아지면 물류 비용이 증가할 수 있습니다.
-
산성 및 부식성:
- 바이오 오일은 산성이고 부식성이 있어 버너 노즐과 연료 시스템에 더 비싼 재료가 필요합니다.
- 따라서 인프라 및 유지보수 비용이 전반적으로 증가합니다.
- 예시:저장 탱크와 파이프 라인에는 스테인리스 스틸 또는 기타 부식 방지 재료가 필요할 수 있습니다.
-
정제 및 정제의 경제성:
- 화학적 추출을 위한 바이오 오일의 정제 및 정제는 아직 경제적으로 실현 가능하지 않습니다.
- 이러한 공정과 관련된 비용이 이득보다 큰 경우가 많기 때문에 화석 연료와 경쟁하기 어렵습니다.
- 예시:촉매 탈산소화와 같은 고급 정제 기술은 아직 개발 중이며 대규모로 비용 효율적이지 않습니다.
-
수율 및 특성의 변동성:
- 바이오 오일의 수율과 특성은 공정 조건에 따라 크게 달라질 수 있습니다.
- 이러한 가변성으로 인해 일관된 제품을 생산하기가 어렵기 때문에 산업용 애플리케이션에서 사용하기가 복잡해집니다.
- 예시:공급 원료와 가공 온도가 다르면 점도와 안정성이 다양한 바이오 오일을 만들 수 있습니다.
-
높은 유기 산소 함량:
- 초기에 생산된 바이오 오일은 유기 산소 함량이 높아 수성 상에서 분리하기가 어렵습니다.
- 개발 노력은 산소 함량을 25wt% 미만으로 낮추는 것을 목표로 하지만, 이로 인해 유용한 탄소 수율이 감소하는 경우가 많습니다.
- 예시:산소 함량을 낮추면 안정성이 향상될 수 있지만 바이오 오일의 전체 에너지 함량도 감소할 수 있습니다.
-
물리적 및 화학적 처리:
- 바이오 오일의 문제를 해결하려면 여과 및 유화와 같은 물리적 처리와 에스테르화 및 열분해와 같은 화학적 처리가 필요합니다.
- 이러한 처리는 안정성을 개선하고 점도를 낮추며 전반적인 사용성을 향상시키는 것을 목표로 합니다.
- 예시:여과를 통해 고형물을 제거하고 에스테르화를 통해 산도를 낮추고 연료 특성을 개선할 수 있습니다.
-
화석 연료와의 경쟁력:
- 석유 연료유와 바이오 오일의 경쟁력은 공급 원료 비용과 현지 화석 연료 가격에 따라 달라집니다.
- 화석 연료가 저렴하고 풍부한 지역에서는 바이오 오일이 경제적으로 경쟁하기 어렵습니다.
- 예시:화석 연료 보조금이 높은 지역에서는 추가적인 인센티브나 보조금 없이는 바이오 오일이 실행 가능한 대안이 되지 못할 수 있습니다.
지속적인 연구 개발을 통해 이러한 문제를 해결하면 바이오 오일의 활용이 더욱 실현가능하고 경쟁력 있게 되어 보다 지속 가능한 에너지 미래를 위한 기반을 마련할 수 있습니다.
요약 표:
| 도전 과제 | 주요 이슈 | 예시 |
|---|---|---|
| 고점도 | 보관 중 점도 증가, 연료 시스템 막힘, 잦은 유지 보수 | 노즐 막힘, 운송 비용 증가 |
| 품질 저하 취약성 | 산화 및 열 불안정성, 상 분리, 침전 | 시간 경과에 따른 품질 저하, 유통기한 단축 |
| 낮은 발열량 | 화석 연료의 40GJ/톤 대비 17~20GJ/톤, 더 높은 저장 및 운송 비용 | 동일한 에너지 생산량을 위해 더 많은 바이오 오일 필요 |
| 산성 및 부식성 | 보관 및 취급에 고가의 재료가 필요함 | 스테인리스 스틸 탱크, 부식 방지 파이프라인 |
| 경제성 | 높은 정제 및 정제 비용, 화석 연료와 경쟁력이 없음 | 아직 개발 중인 촉매 탈산소화 기술 |
| 수율의 가변성 | 공급 원료 및 공정 조건에 따라 특성이 달라짐 | 일관되지 않은 점도 및 안정성 |
| 높은 산소 함량 | 수성 상으로부터의 분리 어려움, 탄소 수율 감소 | 산소 함량을 낮추면 안정성은 향상되지만 에너지 함량은 감소합니다. |
| 물리적 및 화학적 처리 | 여과, 유화, 에스테르화, 열분해 | 안정성 향상, 점도 감소, 사용성 향상 |
| 화석 연료와의 경쟁력 | 공급 원료 비용과 현지 화석 연료 가격에 따라 달라짐 | 값싼 화석연료를 사용하는 지역의 어려움 |
바이오 오일 문제를 극복하고 지속 가능한 에너지를 발전시키는 방법을 알아보세요. 지금 전문가에게 문의하세요 !
