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바이오매스 메탄올

왜 바이오매스 메탄올인가?

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바이오매스 메탄올: 순 탄소 배출 제로 목표를 위한 필수 도구

메탄올은 필수 산업 원료이자 에너지 운반체로서 전통적인 화학 및 에너지 분야 모두에서 중요한 용도로 사용됩니다. 그린 메탄올은 제조 과정에서 탄소 배출량이 극히 적거나 전혀 없는 메탄올을 말하며, 기존의 석탄에서 메탄올을 생산하는 방식과 대조를 이룹니다. 이 혁신적인 접근 방식에서는 촉매 조건 하에서 이산화탄소와 수소 가스를 메탄올로 합성하여 이산화탄소 자원의 활용을 효과적으로 촉진할 수 있습니다.

친환경 메탄올은 운송 부문의 탈탄소화에 엄청난 잠재력을 가지고 있습니다. 이산화탄소 배출량을 최대 95%까지 줄이고, 질소산화물(NOx) 배출량을 80%까지 줄이며, 황산화물(SOx)과 미세먼지 배출을 완전히 없앨 수 있습니다. 그린 메탄올(CH3OH)은 화학 산업, 자동차 애플리케이션 및 에너지 집약적 산업에서 탈탄소화를 위한 유망한 길을 제시합니다. 이는 연료 시장에 새로운 관점을 제시하며 지속 가능한 산업을 구축할 수 있는 새로운 길을 제시합니다.

해양 온난화가 환경에 미치는 영향

온실가스 배출 증가의 영향은 해류, 기상 패턴 및 해수면에 영향을 미치는 해수 온도 변화와 얼음이 녹는 현상을 통해 연안 및 해양 생태계를 위협합니다.

기온 상승

산업혁명 이후 대기 중 이산화탄소 농도는 35% 이상 증가했습니다. 해수 온도가 계속 상승한다면 금세기 말에는 전 세계의 모든 산호초가 표백될 수 있습니다.

산성화

지난 2세기 동안 인류는 바다의 산성도를 30% 증가시켰습니다. 해양 산성화는 굴, 게, 성게 등과 같은 생물체가 석회화된 구조를 유지하기 어렵게 만듭니다.

해류의 변화

해류가 느려지면 지구의 대기가 크게 변화하여 기상 패턴에 영향을 미치고 극심한 날씨 변동을 일으킬 수 있습니다.

탈산소화

해양 생물은 생존을 위해 바닷물에 녹아 있는 산소에 의존합니다. 하지만 기후 변화로 인해 바다의 산소가 점차 감소하고 있습니다.

해양 먹이사슬 붕괴

이미 남획과 오염의 압력에 직면한 대형 어류부터 작은 남조류까지 해양 생물은 이제 기후 변화의 영향도 받고 있습니다.

다양한 에너지 개발 촉진

그린 메탄올은 플라스틱 생산의 원료로 사용되거나 해양 산업에서 지속 가능한 연료로 사용되는 등 산업 부문에서 광범위하게 활용되고 있습니다. 메탄올 연구소에 따르면 그린 메탄올은 휘발유나 디젤과 같은 기존 연료에 비해 이산화탄소 배출량을 60~95%까지 줄일 수 있다고 합니다. 또한 황 함량이 낮아 대기 오염과 산성비의 원인이 되는 황산화물의 배출을 줄일 수 있습니다.

내연기관, 하이브리드 자동차, 연료전지 자동차 및 선박에 사용할 수 있는 다용도 연료입니다. 주변 온도와 압력에서 액체 형태로 유지되므로 저장, 운송, 유통이 용이합니다. 기존 유통 인프라와 호환되며 기존 연료와 함께 혼합 및 저장할 수 있습니다.
또한, 전 세계 여러 지역에서 그린 메탄올 관련 프로젝트가 진행되고 있어 글로벌 그린 메탄올 시장의 빠른 확장 가능성을 보여주고 있습니다.

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지능형 운영, 효율적인 반응기 설계: 바이오매스 메탄올 혁신의 동력 제공

지능형 운영 시스템

바이오매스 메탄올 생산에서 KAPSOM의 독창성은 전체 공정의 정확성과 적응성을 보장하는 지능형 관리 시스템에 있습니다. 이 장비는 저압에서 중간 압력에서 작동하도록 설계되었으며 200~300°C의 넓은 온도 범위를 제공하여 다양한 공정 조건에 유연하게 적응할 수 있습니다.

동시에 단일 시리즈 설계의 통합으로 생산 시스템의 전반적인 효율성이 크게 향상됩니다. 이러한 단순화된 접근 방식은 보다 컴팩트한 운영 공간을 보장할 뿐만 아니라 자원 활용을 극대화합니다. 이 장비의 생산 규모는 10~1200kt/a로, 지속 가능한 대규모 메탄올 생산을 위한 첫 번째 선택 중 하나입니다. 지능형 제어 시스템, 유연한 작동 매개변수, 효율적인 단일 시리즈 설계를 통해 지속 가능한 생산의 새로운 기준을 제시하는 KAPSOM 바이오매스 메탄올 생산이 돋보입니다.

효율적인 리액터 설계

카솜은 바이오매스 메탄올 생산의 최적 효율성과 지속 가능성을 강조하는 수층 유출 반응기와 수증기의 자연 순환이라는 독특한 특징을 가진 고효율 바이오매스 메탄올 반응기의 설계에 전념하고 있습니다. 혁신의 핵심은 반응 물질의 균일한 분포를 보장하고 전반적인 반응 효율을 크게 향상시키는 수층 유출 반응기입니다. 이 첨단 설계는 반응 공정의 균일성을 촉진할 뿐만 아니라 수율도 극대화합니다.

또한 수증기의 자연 순환을 통합하면 시스템에 또 다른 효율 계층이 추가됩니다. 이러한 전략적 접근 방식은 에너지 효율성을 개선하고 전체 운영 비용을 절감할 뿐만 아니라 외부 에너지원에 대한 의존도도 낮춥니다. 이러한 이중적 이점은 경제적 지속 가능성을 촉진할 뿐만 아니라 보다 환경 친화적이고 자원을 절약하는 생산 프로세스를 구축한다는 보다 광범위한 목표와도 일치합니다.

고순도 제품

캅솜은 최첨단 장비를 사용하여 고순도 바이오매스 메탄올을 생산함으로써 부산물과 불순물의 존재를 최소화하고 최종 제품의 전반적인 순도를 높입니다. 또한 부산물과 불순물을 줄임으로써 후속 처리 절차를 간소화하여 제조 워크플로우를 더 간단하고 효율적으로 만들 수 있습니다. 이는 고품질 메탄올을 공급하기 위한 카솜의 노력을 보여줄 뿐만 아니라 공정 전반에 걸쳐 생산 효율성을 최적화하고 비용을 최소화하기 위한 카솜의 노력을 강조합니다.

바이오매스 메탄올 공정

수소 세대 단위	4.4~4.6kWh/Nm3(DC) 수소
	단일 세트 최대 용량
	1,000~1,500 Nm3/h(안정적인 작동)
	DMW 소비량~1kg 물/1Nm3 H2
	서비스 수명: 160,000시간 이상

메탄올 합성 단위	저압 및 중압 반응 3.0~5.0 MPa
	200~300℃
	10-1,200kt/a: 단일 시리즈 설계
	수층 방사형 흐름 반응기
	수증기의 자연 순환
	반응 온도를 제어하기 쉽고, 조절이 편리하고 효과적입니다.
	부산물 및 불순물이 거의 없는 고함량 원유 메탄올

메탄올 합성 촉매	양쪽 끝의 구형 캡이 있는 검은색 실린더(CuO, ZnO, Al2O3)
	서비스 수명: 3~5년
	크기:Φ5mmx(4~5)mm
	비표면적:>60m2/g
	벌크 밀도:1.2kg/L±0.05kg/L

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바이오매스 메탄올이란 무엇인가요?

카솜은 재생 가능한 바이오매스로부터 바이오매스 메탄올을 생산하고, 이를 합성가스로 전환한 후 촉매 반응을 통해 메탄올을 제조합니다. 이 메탄올의 탄소 공급원은 식물이 흡수한 대기 중 이산화탄소에서 나오기 때문에 이론적으로 탄소 중립을 달성하고 환경 지속 가능성에 기여합니다. 이 혁신적인 생산 방식은 식물 기반 원료를 기반으로 하며 기존의 석유화학 방식보다 환경 친화적이고 지속 가능합니다. 카솜은 청정에너지와 지속 가능한 개발을 촉진하기 위해 노력하고 있으며, 바이오매스 메탄올 생산을 통해 친환경 에너지의 미래를 실현하기 위해 많은 노력을 기울이고 있습니다.

바이오매스 메탄올 공정

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일반적인 CO₂ 바이오매스 메탄올 모듈의 공급원

연소 배출

바이오매스가 연소되거나 가스화되어 합성가스(일산화탄소와 수소의 혼합물)가 생성되면 CO2가 방출됩니다. 이 CO2를 포집하여 메탄올 합성 공정에 활용할 수 있습니다.

도시 고형 폐기물 소각

도시 고형 폐기물을 소각하는 폐기물 에너지화 시설은 CO2를 배출합니다. 폐기물에 바이오매스 성분이 포함되어 있는 경우, 이 CO2를 포집하여 메탄올을 생산할 수 있습니다.

바이오가스 생산

유기성 폐기물을 혐기성 소화하면 메탄(CH4)과 CO2가 포함된 바이오가스가 생성됩니다. 바이오가스의 CO2는 분리하여 메탄올 합성에 활용할 수 있습니다.

산업 시설

특정 산업 공정은 집중적으로 CO2를 배출합니다. 이러한 공정 근처에 위치한 바이오매스 메탄올 모듈은 이 CO2를 포집하여 사용할 수 있습니다.

농업 잔류물

농업 잔재물에서 추출한 바이오매스 공급 원료에는 식물이 성장하는 동안 대기에서 포집된 탄소가 포함될 수 있습니다. 이 탄소는 바이오매스 처리 과정에서 CO2로 방출됩니다.

생물학적 발효

설탕이나 유기 폐기물 등 특정 바이오매스 공급 원료는 발효 과정을 거쳐 바이오 에탄올이나 기타 바이오 연료를 생산하면서 부산물로 CO2를 배출할 수 있습니다. 이 CO2는 메탄올 합성을 위해 포집할 수 있습니다.

바이오매스 메탄올의 직접 사용

운송 연료

바이오매스 메탄올은 단독으로 또는 기존 연료와 혼합하여 바이오 연료로 사용할 수 있으며, 운송을 위한 재생 가능한 대안을 제공합니다.

화학 제조

바이오매스 메탄올은 다양한 화학 공정의 화학 원료로 사용되어 화학 물질 및 재료 생산에 기여합니다.

수소 저장

바이오매스 메탄올은 액체 유기 수소 운반체 역할을 하여 나중에 사용 및 운송할 수 있도록 수소를 저장할 수 있습니다.

바이오 제품 및 바이오 플라스틱

바이오매스 메탄올은 바이오플라스틱을 포함한 바이오 기반 제품 합성의 전구체로 사용되어 지속 가능한 소재 개발에 기여할 수 있습니다.

발전소용 연료

바이오매스 메탄올을 연소하여 발전용 열을 생산할 수 있어 열병합발전(CHP) 시스템에 기여할 수 있습니다.

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세계 최초 대규모 상업용 그린 메탄올 플랜트 공급, 한국석유공사 공급

2022년 6월, 카솜은 연간 5만 톤 생산을 목표로 하는 지속 가능한 메탄올 프로젝트를 시작하기 위해 유럽 기업과 파트너십을 체결했습니다. 이 프로젝트는 재생 에너지를 활용해 물을 전기분해하여 그린 수소를 생성하는 과정을 포함합니다. 이후 이 그린 수소를 이산화탄소와 결합하여 메탄올을 합성합니다. 이 프로젝트가 완료되면 탄소 배출량을 줄일 뿐만 아니라 친환경 저탄소 연료도 생산할 수 있을 것으로 기대됩니다. 이 접근 방식은 산업 운영으로 인한 대기 오염을 크게 완화하고 자원의 고부가가치 종합 활용을 완전히 수용하게 될 것입니다.

한국석유공사, PGC와 20,000TPA 그린 메탄올 프로젝트 MOU 체결

2023년, 카솜은 아시아의 PGC 뉴에너지 엔터프라이즈와 전략적 제휴를 맺고 획기적인 프로젝트에 착수했습니다. 첨단 플라즈마 기술과 친환경 메탄올 공정을 활용하여 연간 2만 톤의 그린 메탄올 생산 목표를 달성하는 것이 목표입니다. 바이오매스 그린 메탄올 생산, 이산화탄소 배출 감소를 위한 플라즈마 탄소 전환 기술, 물 전기분해를 통한 그린 수소 생산의 통합을 통해 이 이니셔티브는 탄소 포집 및 활용(CCU) 분야에서 주목할 만한 상업적 모델이 될 것으로 기대됩니다. 이 프로젝트의 성공은 전 세계 탄소 중립 노력을 진전시키는 데 중추적인 역할을 할 것으로 기대됩니다.