R&D최종보고서
| 과제고유번호 | 202020IFIP-B113506-05 | |||||
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| 연구사업명 | 플랜트연구사업 | |||||
| 연구과제명 | 도시자원 순환형 복합플랜트 건설기술 개발 | |||||
| 총 연구기간 | 2016-06-01 ~ 2020-11-30 | |||||
| 연구책임자 | 김호 | |||||
| 당해년도 참여 연구원수 |
6명 | 총 연구기간 참여 연구원수 |
38명 | |||
| 당해년도 연구비 |
정부 : 589,000,000 원 기업 : 220,000,000 원 계 : 809,000,000 원 |
총연구비 | 정부 : 9,563,000,000 원 기업 : 3,404,950,000 원 계 : 12,967,950,000 원 |
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| 연구기관명 | 고등기술연구원연구조합 | |||||
| 등록 발간번호 | - | |||||
| ISBN | - | |||||
| 주요 내용 |
지속가능한 저탄소 미래도시 실현을 위하여 다양한 도시폐자원(생활계 가연성폐기물, 음식물류 폐기물, 하수 슬러지)을 하나의 사이트에서 상호연계된 연료생산 및 에너지생산 가능한 복합플랜트 개발을 통해서 기존의 도시폐자원을 이용한 에너지 생산 플랜트와 비교하여 에너지 생산량 25%증가, 에너지 경제성 25%향상, 온실가스 저감량 30%증가, 7,000가구에서 버린 도시폐자원으로부터 550가구 에너지 자립화 실현이 가능한 저탄소 도시지향 폐자원 순환 복합플랜트의 핵심기술 개발 ○ 폐자원 순환 복합플랜트 핵심기술 - 도시폐자원 복합연료 (고형연료 + 바이오메탄) 열병합발전 고효율 기술 - 열병합발전열 이용 유기성 폐자원 (음식물류 폐기물, 하수슬러지) 수열탄화 기반 복합연료 (고형연료 및 바이오메탄) 생산 기술 - 생산된 전기 및 열 에너지의 사용자 중심 활용을 위한 ICT기반 운영기술 ○ 폐자원 순환 복합플랜트의 분산형 에너지 공급 체계로의 역할 에너지 수요처의 부하 변동에 효율적으로 대응하고 열병합발전의 안정적운전 (폐자원 에너지 열량 조절)을 위하여 수열탄화와 에너지 수요처의 열공급량 조절함으로서 수열탄화 고형연료 생산량을 조절하고 수열탄화 고형연료를 열저장 체계(HSS, Heat Storage System)로 활용 [최종목표] 1-1. 주관연구기관 (고등기술연구원) ○ 다양한 도시폐자원(생활계 가연성폐기물, 음식물류 폐기물, 하수 슬러지)을 하나의 사이트에서 상호연계된 연료생산 및 에너지생산 복합플랜트 개발 ○ 복합플랜트 개발을 통하여 지속가능한 저탄소 미래도시 모델 제시 ○ 복합플랜트에서 발생하는 도시 폐기부산물의 Near Zero화 실현을 위한 자원 재이용 기술 개발 1-2. 공동연구기관 (수도권매립지관리공사) ○ 멤브레인 필터프레스를 이용한 고효율 고액분리 기술 개발 1-3. 공동연구기관 (조선내화이엔지) ○ 복합연료 활용 저공해 고효율 연소로 및 삼중발전 기술 개발 1-4. 공동연구기관 (한국산업기술시험원) ○ 복합플랜트 미활용 에너지를 이용한 고형연료 건조기술 개발 1-5. 위탁연구기관 (한경대학교) ○ 도심형 바이오가스화 복합플랜트 핵심기술 개발 1-6. 위탁연구기관 (한림대학교) ○ 저탄소 도시형 복합플랜트의 탄소중립 모델 개발 2-1. 협동연구기관 (지에스건설(주)) ○ 에너지 신산업 연계형 복합플랜트 적용 위한 도시 특성별 사업 모델 도출 2-2. 공동연구기관 (네오에코즈) ○ 복합에너지플랜트 적용 Test Bed 사업 타당성 평가 2-3. 공동연구기관 (한국건설기술연구원) ○ ICT기반 복합플랜트 운영관리 기술개발 [연구내용 및 범위] 1-1. 주관연구기관 (고등기술연구원) ○ ○ 기존의 도시폐자원을 이용한 에너지 생산 플랜트와 비교하여 - 에너지 생산량 25% 증가 - 에너지 경제성 25% 향상 - 온실가스 저감량 30% 증가 - 7,000가구에서 버린 도시폐자원으로부터 550가구 에너지 자립화 실현 ○ 20,000만 인구 기준 복합플랜트 핵심기술 개발 및 pilot plant 평가 - Pilot plant 규모 : 복합 도시폐자원 23톤/일 생활계 가연성폐기물 (음식물류 제외) 14톤/일 + 음식물류 폐기물 5톤/일 + 하수슬러지 4톤/일 복합원료 투입 - Pilot plant 구성 ① 열병합발전 미활용 열 활용 수열탄화 반응 플랜트 ② 복합연료 활용 열병합발전 및 미활용 에너지 회수 플랜트 ③ 열병합발전 생산 에너지 활용 체계 - Pilot plant 수행지 : 수도권매립지 관리공사 내 - Pilot plant 운전 성능 목표 ① 복합 연료 생산 : 저위발열량 4,000 kcal/kg급 고형연료 7톤/일 생산 바이오메탄 140 Nm3/일 생산 ② 잉여 복합에너지 생산량 : 17 Gcal/일 생산 ③ 복합에너지 활용 체계 구축 : 수도권매립지내 드림파크 CC 클럽하우스 에너지 자립화율 200% (전기 50%, 열 350%) 1-2. 공동연구기관 (수도권매립지관리공사) ○ 복합 유기성폐자원 수열탄화 반응물 고액분리(멤브레인 필터프레스) 향상 기술 개발 - 고액분리 고형물 함수율 : 30% 이하 - 고액분리 탈리여액 고형물(SS)농도 : 0.1% 이하 - 기존기술대비(함수율40%기준) 경제성 향상 효과 : 건조에너지 소비 절감액 : 264,960kcal/일(연간 79.5Gcal/년) 1-3. 공동연구기관 (조선내화이엔지) ○ 복합 복합 SRF 전용 연소로 개발 (강열감량 5% 이하, 배출가스 CO 10 ppm 이하, 2차연소실 온도 850℃ 이상) ○ 에너지효율 향상을 위한 열병합발전 및 폐에너지 활용 공정 기술 개발 (시스템 에너지 종합효율 75% 이상) ○ 폐열에너지 활용을 위한 고온배가스재순환 기술 개발 (총에너지효율 2.5%향상, 배기열손실 10% 절감) 1-4. 공동연구기관 (한국산업기술시험원) ○ 150℃ 이하의 저품위 대용량 미활용 에너지 회수？활용 기술개발 ○ 건조시스템 내부의 고효율 열전달 방법 개발 및 설계 ○ 저품위 대용량 에너지 활용 건조시스템 개발 및 고형연료 건조 기술 개발 ○ 건조에너지의 미활용 에너지 대체율 50%, 고형연료 함수율 10% 이하) 1-5. 위탁연구기관 (한경대학교) ○ 암모니아 농도 5,000 mg-NH4+-N/L 수준에서 안정적인 바이오가스 생산 ○ 유기물 부하율 4.0 kg-COD/m3-day 수준에서 안정적인 바이오가스 생산 ○ 0.26 Nm3-CH4/kg-CODCr의 메탄생산 효율 유지 1-6. 위탁연구기관 (한림대학교) ○ 복합플랜트의 온실가스 배출 산정 신규방법론 개발 ○ 복합플랜트의 온실가스 배출량 산정 및 외부 감축사업 등록 추진 ○ 복합플랜트의 탄소중립 달성을 위한 직접 및 간접감축기술 적용 모델 개발 2-1. 협동연구기관 (지에스건설(주)) ○ 국내외 도시개발/에너지 공급 시설 시장 분석 기술(기술, 정책/제도 등) ○ 도시 자원 순환 복합에너지플랜트와 에너지 신산업 연계형 Biz. Model 개발 - Biz. Model 구체화 2건 (기존 도시 대비 탄소 저감 20% 개선, 에너지 자립화율 10% 개선이 가능한 도시 모델 도출) 2-2. 공동연구기관 (네오에코즈) ○ 적용 가능 모델(지역별 분류, 기술별 분류 등) 사업 타당성 검토 기술 - 선진기술社(도시설계 및 컨설팅 사, IBM 등) 동등 수준의 에너지/물질 수지 예측 및 설계 기술 확보 2-3. 공동연구기관 (한국건설기술연구원) ○ 도시자원 계통 정보화 및 실시간 모니터링 시스템 개발 ○ 복합플랜트 모니터링 및 운영관리 시스템 개발 |
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| 색인어 | 한글 | 복합플랜트 | 도시 폐자원 | 저탄소 도시 | 폐자원 순환 | 에너지 자립 |
| 영문 | Complex Plant | Municipal Waste | Eco-Mobility | Recycle of Waste | Energy independent | |
| 최종보고서 | (국토부)도시자원 순환형 복합플랜트 건설기술 개발 최종보고서.pdf | |||||