| [핀란드] 발전소 이산화탄소 포집 위한 효율적이고 경제적인 기술개발
핀란드 브이티티 기술연구센터(VTT Technical Research Centre)가 이끄는 컨소시엄이 발전소에서 배출되는 이산화탄소 포집을 더욱 경제적이고 생태친화적으로 시행하는 새로운 기술을 개발했다. 국제 에너지기구(IEA, International Energy Agency)는 배출가스 감축 목표를 온실가스 감소 목표에 맞추려면 이산화탄소 포집이 필수적인 것으로 간주한다.
새로운 기술은 기존의 상압 유동 순환성 연소(circulating fluidised bed combustion)와 산소-연료 연소(oxyfuel combustion)의 결합에 기반을 두고 있으며, 저렴한 연료, 심지어는 바이오매스까지 광범위하게 사용할 수 있다. 이 새로운 기술의 광범위한 적용 이전에, 정치적 결정과 법률적인 변화가 필요할 것이다.
기후변화의 속도 저하와 온실가스 감축의 노력은 오늘날 가장 큰 환경적 노력 중 하나이다. 기후 변화에 관한 정부 간 협의체(IPCC, Intergovernmental Panel on Climate Change)에 의하면, 이산화탄소 배출량은 2050년까지 50%~85% 감축되어야 한다.
이 목표를 달성한다는 것은 매년 이산화탄소 캡처 시스템을 설치한 발전소가 수십 개씩 추가되어야 함을 의미한다. 지금까지, 이산화탄소 캡처 기술은 시험단계에 머물러 있으며, 이 적용은 이용 가능한 방법의 엄청난 비용 때문에 의해 진행되기 어려웠다.
플렉시 번 씨에프비(FLEXI BURN CFB) 프로젝트는 핀란드 브이티티 기술연구센터가 코디네이터했으며, 상압 유동 순환성 연소에 기반을 둔 산소-연료 연소 콘셉트를 성공적으로 실증화한 바 있다. 새 기술은 상압 유동 순환성 연소의 유연성의 재무적 타당성과 함께 산소-연료 기반의 이산화탄소 캡처 기술을 결합한 것이다.
추가로, 같은 발전소는 이산화탄소 캡처가 진행되지 않을 때에도 예를 들어, 이산화탄소 수송 및 저장시설의 일시적인 가동 중지 동안에도 작동을 계속할 수 있어서 투자 위험을 감소시킬 수 있다.
상압 유동 순환성 연소 기술의 장점에는 고효율성, 연료-탄력성 그리고 연료로 많은 부분의 바이오매스를 사용할 수 있다는 옵션 등이 포함된다. 에너지 비용의 상승과 우수한 품질 연료의 고갈은 낮은 품질의 연료를 사용하는 것이 현재에는 더 수익성이 있다는 사실을 의미한다.
이 새로운 기술에 의해 가능한 연료-탄력성은, 폐석탄을 포함한 더 저렴한 연료가 사용 가능하므로 수입 석탄에 대한 의존성을 감소시키고 비용을 감소시킬 수 있을 것이다.
새로운 그리고 기존의 발전소에 이산화탄소 캡처 프로세스를 설치하는 것에는 더 많은 투자가 있어야 하는데, 그것은 발전소에서 생산되는 에너지 일부가 필연적으로 산소의 생산과 이산화탄소의 캡처에 필요하기 때문이다.
그럼에도, 이 새로운 기술은 이산화탄소 캡처로의 부드러운 이전을 가능케 한다. 더 저렴한 연료의 사용은, 이 프로세스 도입을 통해 추정되는 비용을 상쇄하기에 충분한 것이다.
이 기술의 기능성은 스페인의 실증화 공장(30MWth)에서 증명되었는데, 이 공장은 세계에서 가장 큰 상압 유동 순환성 연소/산소-연료 연소 공장이다. 또한, 이 프로젝트는 300MWe의 상업용 규모 공장 콘셉트를 개발했다.
이 프로젝트에서 개발된 기술은 발전소에서 발생하는 이산화탄소를 캡처할 수 있게 하지만, 이 기술의 광범위한 상업적 적용에는 정치적 결정과 새로운 법률 특히, 이산화탄소의 저장과 최종 처리와 관련된 문제의 해결이 전제조건이다.
[원문보기]
More Efficient and Economical Capture of Power Plant Carbon Dioxide Emissions
Aug. 22, 2013 — A consortium led by VTT Technical Research Centre of Finland has developed a new technology that captures the carbon dioxide emissions of power plants more economically and ecologically. The International Energy Agency IEA regards carbon dioxide capture as essential if the emission reduction targets set for greenhouse gases are to be met.
The new technology is based on a combination of traditional circulating fluidised bed combustion and oxyfuel combustion, enabling more extensive use of cheaper fuels and even biomass. Political decisions and legislative changes will be necessary before widespread implementation of this new technology.
Seeking to slow climate change and reduce greenhouse gas emissions is one of today's greatest environmental challenges. According to the intergovernmental climate change panel IPPC, carbon dioxide emissions should be reduced by 50-85% by 2050.
Meeting this target would mean every year dozens of additional power plants implementing carbon dioxide capture systems. Until now, capture technologies has been at the trial stage and its implementation slowed by the prohibitive cost of the available methods.
The FLEXI BURN CFB project coordinated by VTT Technical Research Centre of Finland developed and successfully demonstrated an oxyfuel combustion concept based on circulating fluidised bed combustion. This new technology combines the oxyfuel based carbon dioxide capture with flexibility and financial benefits of circulating fluidized bed combustion. In addition, the same power plant can continue operation also when capture is impossible, for example during temporary outages of the CO2 transport and storage facilities, thus reducing the investment risk.
The advantages of circulating fluidised bed combustion include high efficiency, fuel-flexibility and the option of using a large proportion of biomass in the fuel. The increased price of energy and exhaustion of good-quality fuel reserves mean it is currently more profitable to use lower-quality fuels.
The fuel-flexibility enabled by this new technology will reduce dependency on imported coal and create cost savings, since cheaper options, including waste coal, can be used for fuel.
Equipping new and existing power plants with the carbon dioxide capture process will require further investments, since a part of the energy generated by power plants will inevitably be required for the production of oxygen and capture of carbon dioxide.
This new technology nevertheless enables a smooth transition to carbon dioxide capture. The use of cheaper fuels can offset the costs that will inevitably be incurred through adopting the process.
The functionality of the technology was proven at a demonstration plant in Spain (30 MWth), the world's largest operational circulating fluidised bed oxyfuel combustion plant. The project also developed a commercial-scale concept for a 300MWe plant.
The technology developed in the project enables the capture of the carbon dioxide generated by power plants, but its widespread commercial implementation will require political decisions and new legislation, particularly with regard to the storage and final disposal of carbon dioxide.
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