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과제기본정보

미활용 자원 기반 바이오매스 플랜트 실증 기술개발(부제:모듈화 기반 미활용 재생연료 6MWth급 삼중열병합발전 플랜트 해외실증 및 사업모델 개발)1년차

사업개요
사업개요에 대한 사업명, 분류코드(기술분류), 과제명, 주관연구기관, 총괄연구 책임자(성명, 소속, 전화번호), 총 연구기간, 당해연도 연구기간 정보제공
사업명 미활용 자원 기반 바이오매스 플랜트 실증 기술개발 사업 과제번호 21DPRB-C161883-01
국가과학표준분류 1순위 원자력 | None | None 적용분야 건설업
2순위 원자력 | None | None 실용화대상여부 실용화
3순위 보건·의료 | None | None 과제유형 개발
과제명 미활용 자원 기반 바이오매스 플랜트 실증 기술개발(부제:모듈화 기반 미활용 재생연료 6MWth급 삼중열병합발전 플랜트 해외실증 및 사업모델 개발)
주관연구기관 고등기술연구원연구조합
총괄연구 책임자 성명 성호진
소속 고등기술연구원연구조합 직위 -
전화번호 031-330-7148 FAX 031-330-7850
총 연구기간 2021-04-01 ~ 2025-12-31
당해연도 연구기간 2021-04-01 ~ 2021-12-31

(단위:원)

년도별 정부출연금, 기업부담금, 계 정보제공
년도 정부출연금 기업부담금
현금 현물 소계
1차년도 3,960,000,000 76,432,000 638,860,000 715,292,000 4,675,292,000
과제기본정보의 연구개발개요, 최종목표, 연구내용 및 범위 정보제공
연구개발개요 연구개발과제명
: 모듈화 기반 미활용 재생연료 6MWth급 삼중열병합발전 플랜트 해외실증 및 사업모델 개발

실증 후보지
: (1안) 떠이닌시(호치민 북서쪽) TTCS 사탕수수 가공공장(민간)
: (2안) 선라성 마이선현(하노이 북서쪽) 산업단지 (지자체)
: (3안) 저럼현(하노이 동쪽) 스마트 농수산물유통센터(해외투자법인)

미활용 재생연료
: (1안) 바가스
: (2안) MSW, 옥수수 부산물, 왕겨, 카사바
: (3안) 과채류부산물, 옥수수부산물

설비규모
: 바이오드라잉(전처리) 140톤/일
: 반탄화로 100톤/일
: 연소보일러 45톤/일
: 바이오차 LHV 4,800kcal/kg
: 에너지 생산량 약 6.74MWth(전기,스팀,냉수)

총 사업비
: 280억원(정부 233억원, 민간 47억원)

연구기간
2021.4 ~ 2025.12 (4년 9개월)
최종목표 베트남의 특성과 수요에 기반한 맞춤형 미활용 재생연료 플랜트 건설과 운영비 절감, 원격 모니터링 및 유지관리를 위한 스마트 통합운영관리시스템, 그리고 해외 현지에서의 원활한 사업추진을 위한 사업화지원 솔루션을 패키지화한 한국형 전주기 실증 플랫폼 구축

1단계
□ 미활용 재생연료 6MWth급 삼중열병합발전 플랜트 인허가 취득, 핵심설비 모듈화 설계, 제작 및 현지 시공
□ 미활용 재생연료 플랜트 스마트 통합운영관리 시스템 설계 및 구축
□ 실증부지 대상 타당성검토, CDM 사업모델 제안 및 베트남 중앙/지방정부 등 관계자 네트워크 구축

2 단계
□ 미활용 재생연료 6MWth급 삼중열병합발전 모듈러 플랜트 시운전, 설비개선 및 연속운전을 통한 운전 최적화
□ 빅데이터 기반 미활용 재생연료 플랜트 운영데이터 수집, 분석 및 예측을 통한 지능형 운전 가이던스 시스템 구축
□ 해외 CDM 등록, 모니터링, 주요국별 사업모델 개발 및 한국형 미활용 재생연료 플랜트 전주기 실증 플랫폼 구축
연구내용 및 범위 □ 모듈화 기반 한국형 미활용 재생연료 플랜트 라이선스 확보 및 통합실증

○ 현지 미활용 재생연료 바이오드라잉(Bio-drying) 및 반탄화(Torrefaction) 기술 개발

- 현지 미활용 재생연료 건조에너지 800kcal/kg의 저비용 바이오드라잉 설비 설계·제작 기술

- 현지 미활용 재생연료 4,800kcal/kg의 고품질 바이오차 제조 반탄화 설비 설계·제작 기술

- 반탄화 배가스(타르, 가연성가스)의 열원용 재사용 및 성형제(Binder) 활용 기술

○ 고품질 바이오차 활용 내부식성 삼중에너지 생산 기술 개발

- 재생연료 탈회분 및 연료첨가제 주입을 통한 연소보일러 부식방지 기술

- 한국형 바이오차 연소보일러의 부식 및 대기오염물질 발생 제어 기술

- 한국형 바이오차 연소로의 전산유동해석(CFD)을 통한 최적 설계 기술

- 바이오차 연소보일러 대기오염방지시설 최적 설계 기술

- 바이오차 연소보일러 모듈 제작 및 최적 운영 기술

- 스팀생산 및 수요처 공급 부하변동에 따른 증기터빈 최적 운영 기술

- 수요처 니즈에 부합하는 전기-스팀-냉수 삼중에너지 최적 생산 기술

○ 미활용 재생연료 6MWth급 삼중열병합발전 플랜트 통합설계, 제작 및 운영 기술 개발

- 미활용 재생연료 플랜트 모듈화 통합설계 기술

- 미활용 재생연료 플랜트 악취제거 설비 최적설계 및 운영 기술

- 미활용 재생연료 모듈러 플랜트 통합구축 및 운전 최적화 기술

- 미활용 재생연료 플랜트 건설비 절감, 공사기간 준수를 위한 전주기 건설관리 기술

□ 지능형 운전 가이던스 및 실시간 성능진단 스마트 통합운영관리 시스템 개발

○ 지능정보기술 기반 미활용 재생연료 플랜트 실시간 성능진단 및 스마트 통합운영관리 시스템 구축

- 미활용 재생연료 플랜트 스마트 통합운영관리 시스템 설계, 구축, 분석 및 운영 기술

- 미활용 재생연료 플랜트 스마트 통합운영관리시스템 표준 모델 개발

○ 미활용 재생연료 플랜트 연계 스마트 에너지관리 기술

- IoT 기반 미활용 재생연료 플랜트 생애주기관리 및 에너지 최적화 기술

- 미활용 재생연료 플랜트 에너지 생산 최적화를 위한 수요처 에너지관리 기술

○ 미활용 재생연료 모듈러 플랜트 디지털 트윈 개발

- 미활용 재생연료 플랜트 디지털 트윈 가시화 3D 모델 개발

- 미활용 재생연료 플랜트 디지털 트윈 시뮬레이션 모델 개발

- 미활용 재생연료 플랜트 디지털 트윈구축 및 HMI(Human Machine Interface) 연계 등 운영 기술

□ 현지 수요기반 지속가능한 사업모델 및 사업화지원 솔루션 개발

○ 현지 사업화 지원 및 국제협력 체계 구축 연구

- 현지 정책, 법·제도, 인·허가, 도시계획, 시장수요 등 정보 수집 및 제공 기술

- 미활용 재생연료 공급, 실증설비 부지 및 유틸리티 등 지원

- 현지 맞춤형 양방향(한-베) 전문인력 양성, 기술교류 등 국제협력

○ 현지 맞춤형 미활용 재생연료 삼중열병합발전 플랜트 해외 CDM 사업 모델 개발

- 현지 미활용 재생연료 활용 삼중열병합발전 플랜트 온실가스 저감 모델

- 동남아시아 주요국 특화 및 확산 모델에 대한 온실가스 저감 모델

○ 동남아시아 주요국 재생연료 플랜트 특화 및 확산 모델 개발

- 동남아시아 국가별 바이오매스 재생연료 플랜트 특화 모델 개발

- 동남아시아 국가별 바이오매스 재생연료 플랜트 보급 및 맞춤형 모델 개발

- 동남아시아 국가별 바이오매스 재생연료 플랜트 타당성 분석 모델 개발
건설기술연구개발사업 주요내용
건설기술연구개발사업 주요내용의 구분, 연구개발목표, 연구개발 내용 및 방법 정보제공
구분 연구개발목표 연구개발 내용 및 방법
1차년도 ○ 연구개발목표
- 주관연구개발기관(고등기술연구원) : (구성기술1) 대상원료 반탄화 기초 특성 도출 / 파일럿 규모 반탄화 시스템 보수 및 개선 / 실증규모 반탄화 시스템 개념 설계
- 공동연구개발기관(㈜유성) : 한국형 바이오차 2ton/hr급 고효율 연소설비 Pilot Test(투입 및 연소로)
- 공동연구개발기관(서울시립대학교 산학협력단) : 바이오매스 특성 분석 및 Bio-drying 공정 설계인자 확보
- 공동연구개발기관(한국세라믹기술원) : 바이오매스 원료에 대한 보일러 부식 유발 물질 데이터 확보
- 공동연구개발기관(㈜엔이씨파워) : 바이오매스 플랜트 시설에 맞춤형 성능진단 및 운전형태 시스템 구축
- 공동연구개발기관(에이티알㈜) : 현지 사전 조사 진행, CDM 방법론 및 등록 사례 분석
- 공동연구개발기관(성균과대학교 산학협력단) : 연소로 내 열?유동 특성 분석을 위한 전산수치해석
[구성기술 1]
반응온도 및 시간에 따른 반탄화 기초특성 실헐
반탄화 고형물의 연소특성 실험
파일럿 규모 반탄화 시스템 활용을 위한 보수 및 개선
대상 시료 특성 분석을 통한 설계인자 도출
열공급 및 폐열활용 연계를 고려한 통합공정 최적 공정안 도출 및 개념 설계
EPC 건설관리 기술
국내외 바이오매스 재생원료로 한 연소보일러 적용기술 조사
바이오매스 재생연료 성상분석
바이오매스 물리/화학적 특성 조사 및 분석
국내ㆍ외 선행 바이오매스 건조기술 사례 검토
바이오매스 Bio-Drying 파일럿 테스트 실시
해외 현지 바이오매스 성분조성 분석
바이오매스별 보일러 부식 유발 물질 분석
바이오매스 공정 유닛 해석요건 확립
연소로 내 열/유동 특성 분석을 위한 전산수치해석 기법 확립

[구성기술2]
이해관계자 식별 및 요구사항 분석으로 시스템 개발 범위 작성
프로젝트 산출물 식별, 프로젝트 계획 및 품질관리 계획서 작성
현지방문 분석 및 환경분석
EPC설계사와 상호협력하여 진단 시설 확립
현지 수요처 현황 및 에너지 수요량, 현지 통신제도 등 사전조사 진행

[구성기술3]
CDM 방법론 검토 및 등록 사례 분석
베트남 부지 실증
베트남 실증 후보지 검토
정책, 법률 동향조사
연구성과 기술적 기대성과 ○ 선도국과의 핵심 요소기술에 대한 기술격차 해소 및 재생연료 플랜트 기술 자립화에 기여

○ 분산형 삼중열병합발전에 부합하는 중소규모의 한국형 표준 모델 확보

○ 동남아시아 국가들의 합리적인 에너지 수급체계 구축

○ 우리 기업과 현지 기업 간의 지분공유로 기술협력 생태계 구축

○ 설비생애주기관리(PLM) 적용으로 잔존가치 상승 및 내구연한 증대
사회 경제적 파급효과 ○ 재생연료는 친환경 신재생에너지로 분류되어 해외 현지시장 진출 시, 기후변화협약에 따른 CO2 감축 목표 달성에 기여

○ 양방향 인력양성교육으로 참여인력의 역량 강화, 관련 분야 신규 전문인력양성 및 고용창출에 기여

○ RPS 대상 기업 및 국내 기업들의 동남아시아 투자 및 지원으로 기업 이미지 개선

○ 노천 방치 또는 소각되는 미활용 재생연료의 에너지화로 대기오염방지, 온실가스저감 등 환경적 문제 해결

○ 대기오염물질 배출현황 실시간 공유로 주변 환경개선 효과는 물론 지역주민들의 민원문제 개선
활용방안 ○ 동남아시아 전력부족 상황에 대응하기 분산전원으로서 피크부하 관리용으로 활용

○ 정부/공공기간과 건설사/제작사/엔지니어링사/운영사가 민관 합동 팀코리아를 구성하여 발주국과 개발사의 카르텔이 형성되어 있는 시장의 진출기회로 활용

- 중소형 규모의 재생연료 플랜트 기술개발, 검증, 시험인증에 관한 전주기 역량을 확보하여 중견·소기업의 동반진출 모델로 활용

○ 국내기업의 투자 및 기술이전으로 해외 현지에서 확보한 CER은 해외탄소배출권 확보로 활용

○ 지능형 운전 가이던스 시스템 채용으로 선진국 및 후발국과의 경쟁력 강화와 동남아시아 시장 진출 교두보 활용

○ 재생연료 모듈러 플랜트로 접근성이 낮은 오지의 재생연료 농장으로 확대 진출 가능

○ 건설사업과 운영관리사업을 패키지화하여 수익성을 제고하는 해외진출 사업모델로 활용
핵심어
핵심어의 구분, 핵심어, 핵심어1~핵심어5 정보제공
핵심어 핵심어1 핵심어2 핵심어3 핵심어4 핵심어5
국문 모듈화 재생연료 삼중열병합 스마트 통합운영관리 사업화 패키지
영문 Modularization renewable fuel tri-generation smart integrated management commercialization package
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