| 4차년도 |
1-1. 주관연구기관 (고등기술연구원)○ 1톤/일급 반응기 운전을 통한 복합 유기성 폐자원 수열탄화 특성 검증○ 복합 유기성 폐자원 수열탄화 후 고형물 건조 및 성형 최적 조건 도출○ 복합플랜트 각 장치별 구성 및 핵심개발 단위공정 설계○ 복합플랜트 통합공정 실시설계 완료1-2. 공동연구기관 (수도권매립지관리공사)○ 멤브레인 필터프레스 적용 고효율 고액분리공정 실시설계○ pilot 규모 복합플랜트 설치 위한 인·허가 검토 및 사전 필요사항 조치1-3. 공동연구기관 (조선내화이엔지)○ 복합플랜트 미활용 에너지 활용 고형연료 건조시스템 개발 및 실시설계1-4. 공동연구기관 (한국산업기술시험원)○ 미활용 에너지 활용 고형연료 생산시스템 개발 및 설계1-5. 위탁연구기관 (한경대학교)○ 도심형 바이오가스화 복합플랜트 설계 인자 확립1-6. 위탁연구기관 (한림대학교)○ 비교군 시스템과 저탄소 도시형 복합플랜트의 온실가스 배출공정별 온실가스 산정방법론 개발 2-1. 협동연구기관 (지에스건설(주))○ 국내외 복합플랜트 Test Bed 후보지 조사/검토 (기술 검토)2-2. 공동연구기관 (네오에코즈)○ 국내외 복합플랜트 Test Bed 후보지 조사/검토 (정책/전략 검토)2-3. 공동연구기관 (한국건설기술연구원)○ 도시자원 계통 정보화 계획 수립○ 도시자원 실시간 분석 및 관리를 위한 시뮬레이터 구축
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1-1. 주관연구기관 (고등기술연구원)○ 1톤/일급 반응기 운전을 통한 복합 유기성 폐자원 수열탄화 특성 검증 - 1톤/일급 반응기 적용 복합 유기성 폐자원 수열탄화 반응특성, 반응물 고액분리 효율 평가 및 반응 최적조건 도출○ 복합 유기성 폐자원 수열탄화 후 고형물 건조 및 성형 최적 조건 도출○ 복합플랜트 각 장치별 구성 및 핵심개발 단위공정 설계○ 복합플랜트 통합공정 실시설계 완료 - 복합플랜트 통합공정 토목/건축 설계(안) 제시 및 인·허가 관련 법률 검토1-2. 공동연구기관 (수도권매립지관리공사)○ 기존 멤브레인 필터프레스 적용 운전조건 및 특성분석 - 고형물 함수율 30%이하, 탈리여액의 고형물농도(SS) 1,000 mg/L이하 조건 운전인자 도출○ 기존기술 10L/회급 멤브레인 필터프레스 적용 고액분리 효율 평가 - 1톤/일급 수열탄화 반응기 반응물 고액분리 최적조건 도출 및 물질, 에너지 수지 검토 ○ 수열탄화 반응물 10톤/일급 멤브레인 필터프레스 실시 설계 - 멤브레인 필터프레스 메인 프레임 설계(투입장치, 탈리장치 포함)○ pilot규모 복합플랜트 설치 위한 인·허가 검토 및 사전 필요사항 조치 - 복합플랜트 설치·운영위한을 위한 필요 인·허가 목록 작성 및 필요사항 조치 - 에너지사용시설(클럽하우스)의 열·전기 공급 현황 및 관련 도면 취합·검토 1-3. 공동연구기관 (조선내화이엔지)○ 복합 SRF 전용 열병합발전 및 미활용 에너지 활용 시스템 전체공정 및 개별 공정 분석을 통한 기술 보완 - 열병합발전 및 미활용 에너지 활용 시스템에 전체공정에 대한 구성 및 요소기술 연계성 분석 - 열병합발전 및 미활용 에너지 활용 시스템에 공정 물질 및 에너지수지 재검토 및 공정 보완○ SRF 전용 보일러, 열병합발전설비, 배가스재순환설비 등 단위공정별 제작도 작성 - 복합 SRF 전용 열병합발전 및 미활용 에너지 활용 시스템 요소공정별 구체화를 통한 구매 사양서, 데이터 시트, 실시설계 도서 작성○ 복합 SRF 전용 연소로내 구동 화격자 등 핵심부품에 대한 상세설계 및 제작 - 연소로내 구동화격자에 재질 및 구동 특성을 고려한 상세설계 - 고온배가스 재순환시스템 저온부식 대비 배관 재질 선정과 상세설계 및 제작○ 복합 SRF 전용 열병합발전 및 미활용 에너지 활용 시스템의 효율 향상 위한 요소기술 성능 비교분석을 통한 선정 및 발주 - 종합 에너지효율 향상을 위한 폐 스팀을 활용한 흡수식히트펌프 적용을 위한 시스템 설계 및 구성, 발주1-4. 공동연구기관 (한국산업기술시험원)○미활용 에너지 활용 건조시스템 실시설계 - 건조기 전열면적, 건조시간, 분위기 온도, 체류시간, 유입？유출 에너지 온도, 에너지량 및 교환율 등의 수치 도출 - Mass 및 Heat balance 도출 및 최적화 구조설계○ VE를 통한 기능/비용 최적화 - 운전조건에 따른 회수열량, 건조 에너지소비량 산정을 통한 비용 최적화○ 실증설비 부분품 제작 - 요소기술에 대한 부분품 제작1-5. 위탁연구기관 (한경대학교)○ Pilot 혐기소화 공정 설계, 제작, 시운전 및 바이오가스화 복합플랜트 연계 공정인자 분석○ 국내 유기성 폐자원별 혐기소화조 미생물의 암모니아 순응도 분석 모니터링(BMP test)○ Pilot 수열탄화액 혐기소화조 장치 제작 및 시운전○ 복합공정 구축을 위한 혐기소화 연계 공정 인자 분석 (암모니아성 질소, 유기물 특성 등)1-6. 위탁연구기관 (한림대학교)○ 비교군 시스템의 온실가스 배출공정별 온실가스 배출량 산정방법론 개발○ 저탄소 도시형 복합플랜트의 온실가스 배출공정별 온실가스 배출량 산정방법론 개발○ 국내외 외부 감축사업의 조사 분석을 통한 외부 감축사업 등록 요건 파악○ 저탄소 도시형 복합플랜트의 온실가스 감축효과에 대한 인정을 받을 수 있는 최적 외부 감축사업 결정2-1. 협동연구기관 (지에스건설(주))○ 국내외 복합플랜트 Test Bed 후보지 조사 (기술 검토) - Test Bed 후보지 입지 조건 분석 대상 지역 기존 설비 현황 및 입지 조건 분석, 관련 시설 연계 방안 검토2-2. 공동연구기관 (네오에코즈)○ 국내외 복합플랜트 Test Bed 후보지 조사 (정책/전략 검토)○ 도시기반 복합시설 관련 제도·쟁점 분석, 장애요인 및 해소방안, 기술적 문제 Hedge안 검토2-2. 공동연구기관 (한국건설기술연구원)○ 도시자원 공급처리 계통 분석 및 정보화시스템 구축방안 수립○ 도시자원 공급처리 계통 실시간 분석 및 관리를 위한 시뮬레이터 설계 및 제작 - 복합플랜트의 설계 및 운영정보와 도시자원의 공급 및 처리 수요정보의 실시간 모니터링 및 의사결정을 지원
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| 연구성과 |
기술적 기대성과 |
- 도시생활 환경을 편안하고 쾌적하게 개선하고, 온실가스 규제 등 지구온난화에 대응하며, 플랜트 해외 건설 수주 확대를 위한 핵심 엔지니어링 및 인프라 기술개발 확보 가능- 국가 온실가스 감축목표 달성을 위해 온실가스 배출 저감효과가 큰 복합플랜트 기술 보유- 국가 차원에서 원천기술의 확보와 실증플랜트 연구개발을 통해 해외시장에서 도시기반 플랜트 분야의 국가경쟁력 확보- 지구온난화, 고유가시대에 대비하기 위한 에너지·자원 공급체계의 개선과 에너지 순환이용을 통한 효율적 운영 체계 구축 - 기존 환경기초 및 에너지 공급 플랜트의 효율을 극대화하기 위한 소규모 분산형, 환경친화적 자원·에너지 공급 및 처리 플랜트 통합기술 구축- 재생 가능 자원 및 에너지의 이용극대화가 가능한 에너지 및 물질 순환형 플랜트 구축을 위한 핵심 설계 및 공정기술에 대한 국내 원천기술 확보- 개별 도시기반 플랜트 시설들의 효율적 운영과 개발기술의 실용화를 위한 연계·통합 설계, 시공 및 운영·유지관리 기술, 도시계획과의 연계 기술, 에너지·자원의 순환이용을 위한 핵심 공정기술 개발과 개발 기술의 실증·검증 및 적용을 위한 제도 개선 가능
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| 사회 경제적 파급효과 |
○ 경제적 파급효과 - 폐기물 에너지화 플랜트의 복합화 및 최적화를 통하여 에너지 생산량을 단순 연계 플랜트대비 약 50%를 증가시킬 수 있음. 가연성 폐기물 1,200톤/일 + 음식물류 폐기물 140톤/일 + 하수슬러지 1,000톤/일 적용시 2,100 Ccal/일의 에너지를 생산할 수 있음. 이는 25만인구의 가정용 전력을 공급하고 동시에 1,400톤/일의 스팀을 생산 할 수 있는 에너지량. 이를 판매수익으로 환산하면 연간 전력판매수익은 약 500억원수준이며 열판매수익은 약 300억원 수준으로 총 800억원으로 추산됨○ 환경적 파급효과 - 저탄소 도시 구축에 의하여 폐기물 처리공정의 Near Zero Waste화를 통한 환경오염을 최소화 할 수 있으며 매립장 수명을 연장 - 기존 매립장 활용을 통해서 도시 주민의 부정적 요인(NIMBY) 회피 - 가연성폐기물 1,200톤/일 + 음식물류 폐기물 140톤/일 + 하수슬러지 1,000톤/일 적용시 연간 이산화탄소 절감량은 310천톤으로 추정○ 사회적 파급효과 - 저탄소 도시 구축에 의하여 계절별, 에너지원별 부하 평준화를 통한 에너지 수급 불균형 해소 및 전력난 완화 - 주변 열이용 복지·편의시설(기후변화 대응 대피소, 주민센터, 식물원, 수영장, 체육시설 등 레저공간) 확충. - 분산형 시설의 운영관리를 위한 전문인력 신규 고용창출 발생 - 첨단 복합플랜트 건설기술 확보를 통한 국내 건설산업의 해외진출 지원 및 국가 신성장산업화 유도
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| 활용방안 |
○ 폐기물매립장을 활용한 “도시기반 순환형 복합플랜트 적용 친환경 에너지타운” 구축사업 - “도시기반 순환형 복합플랜트 적용 친환경 에너지타운 사업단”에서 운영할 테스트베드의 성공적인 운전결과에 의한 파급효과로서 폐기물 매립장을 활용한 인근 도시의 분산형 에너지 공급 시스템 구축 - 국내는 현재 220개의 폐기물매립장이 운영되고 있으며, 이중 매립규모가 큰 상위 14개 매립장 중 주변에 집단에너지사업자가 있는 곳은 5개소로 조사되어 복합플랜트 기술을 이용한 인근 도시의 분산형 에너지 공급 시스템 구축이 가능함○ 생활폐기물 소각시설을 활용한 “도시기반 순환형 복합플랜트 적용 친환경 에너지타운” 구축사업 - “도시기반 순환형 복합플랜트 적용 친환경 에너지타운”은 매립장 이외에 현재 운영되고 있는 생활폐기물 소각장을 활용할 수 있음. 생활폐기물 소각장 또한 일차적으로 지속적으로 폐기물이 유입되고 있으며 민원으로부터 자유롭기 때문에 친환경 에너지타운 구축이 용이. 최근 생활폐기물 소각장의 폐열을 회수하여 주변의 도시에 열원을 공급하는 사례가 점차 증가. 여열 이용률이 90%수준이기 때문에 소각장내에서 약 10% 수준의 폐열을 이용하여 유기성폐기물의 바이오가스 생산 효율을 높일 수 있음 - 그러나 이 경우 유기성폐기물과의 복합플랜트 구현이 어렵기 때문에 소각장에 별도의 음식물류 폐기물 또는 하수슬러지를 반입시켜야 함. 이 과정에서 주변 주민과의 협의가 이루어져야 하며 기타 환경문제를 해소해야 하기 때문에 이 경우 복합플랜트의 지하화를 고려할 수 있음
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