방통대 농학과 농업직 공무원 등 관련 농축산환경학 핵심 요약 정리 10. 동물산업과 신재생에너지

제10장 동물산업과 신재생에너지

*주요용어 ◾신에너지 : 기존의 화석연료를 변화시켜 이용하거나 수소·산소 등의 화학반응을 통하여 전기 또는 열을 이용하는 에너지. ◾재생에너지 : 햇빛, 물, 지열, 강수, 생물유기체 등을 포함하는 재생 가능한 에너지를 변환시켜 이용하는 에너지. ◾바이오에너지 : 살아있는 생물체로부터 생겨나는 에너지를 이용함(나무 등의 땔감, 식물에서 기름 추출, 가축배설물 과 음식물쓰레기에서 가스 생산 등으로 이용). ◾폐기물에너지 : 사용하고 못 쓰게 되어 버리는 제품이나 쓰레기 등을 재활용하는 것으로 에너지 함량이 높은 폐기 물들을 여러 가지 기술에 의해 연료로 만들거나 소각하여 에너지로 이용. ◾가축분뇨 고체연료의 기준 : 다른 물질과 혼합하지 아니하고, 가축분뇨 고체연료의 저위발열량이 킬로그램당 3천킬 로 칼로리 이상일 것(해당 가축분뇨에서 일부 에너지를 회수한 후 가공하는 경우에는 저위발열량이 킬로그램당 2천 킬로 칼로리 이상).

1.신재생에너지
(1)신재생에너지란?
·신에너지 및 재생에너지 개발·이용·보급 촉진법(2017.9.22. 시행)
-신에너지
-기존의 화석연료를 변화시켜 이용하거나 수소·산소 등의 화학반응을 통하여 전기 또는 열을 이용하는 에너지로 다음의
어느 하나에 해당하는 것을 말함.
-수소에너지, 연료전지, 석탄을 액화·가스화한 에너지 및 중질잔사유2)를 가스화한 에너지로서 대통령령으로 정하는 기
준 및 범위에 해당하는 에너지.

2) 중질잔사유(vacuum residue, 重質殘渣油) : 감압잔사유, 코크, 타르 및 피치 등과 같이 원유를 정제한 후 남은 최종 부산물을 일컫는다.

-그 밖에 석유·석탄·원자력 또는 천연가스가 아닌 에너지로서 대통령령으로 정하는 에너지.
-재생에너지
-햇빛, 물, 지열, 강수, 생물유기체 등을 포함하는 재생 가능한 에너지를 변환시켜 이용하는 에너지로 다음의 어느 하나
에 해당하는 것을 말함.
-태양에너지, 풍력, 수력, 해양에너지, 지열에너지, 바이오에너지로서 대통령령으로 정하는 에너지.

 

(2)용어정리
·태양광에너지 : 태양광 발전시스템을 이용하여 빛 에너지를 모아 전기로 전환.
-태양전지, 접속함, 인버터, 축전지, 모니터링 시스템 등으로 구성됨.
·태양열에너지 : 태양의 따뜻한 열에너지를 이용하여 바로 사용하거나 모아서 사용함.
-집열기, 열매체순환펌프, 팽창탱크, 열교환기, 온수순환펌프, 태양열축열조 등으로 구성됨.
·풍력에너지 : 바람이 발전기와 연결이 된 풍차의 날개를 돌리면 전기를 생산함.
-날개 등 기계장치부, 발전기·전력안정화 장치 등 전기장치부, 제어장치부 등으로 구성됨.
·지열에너지 : 사계절 일정한 땅속의 온도를 이용하여 열 교환 방법을 사용하여 냉·난방에 이용.
-지중열교환장치, 순환펌프, 열펌프, 냉·온수 탱크 등으로 구성됨.
·수력에너지 : 물의 낙하차를 이용하여 발전함.
-농업용 저수지·농업용 보·다목적댐의 용수로 등에는 소수력 발전을 적용하고 있음.
·수열에너지 : 해수 표층의 열을, 열펌프를 이용하여 냉·난방에 활용하는 기술.
-열교환기, 열펌프.
·해양에너지 : 바다에서 사용되며 파도가 칠 때 사용할 수 있는 파력에너지, 바다 속과 표면의 온도차를 이용하는 온도차
에너지, 밀물과 썰물 때의 조력에너지를 이용함.
-해양에너지→기계에너지(1차 변환)→전기/열(2차 변환).
·수소에너지 : 수소를 연료로 전기를 생산(수소연료전지).
-연료가 가진 화학에너지를 전기화학반응을 통해 직접 전기에너지로 바꾸는 연료전지를 이용.
·바이오에너지 : 살아있는 생물체(유기물)로부터 생겨나는 에너지를 이용.
-나무 등의 땔감, 식물에서 기름 추출, 가축배설물과 음식물쓰레기에서 가스 생산 등으로 이용.
·폐기물에너지 : 사용하고 못 쓰게 되어 버리는 제품이나 쓰레기 등을 재활용하는 것으로 에너지 함량이 높은 폐기물들
을 여러 가지 기술에 의해 연료로 만들거나 소각하여 에너지로 이용.
-열분해를 통한 오일화, 성형고체연료 제조, 가연성 가스 제조, 소각에 의한 열 회수 등 이용.
·석탄가스/액화 : 석탄, 중질잔사유 등의 저급원료를 고온·고압의 가스화기에서 수증기와 함께 한정된 산소로 불완전연소
및 가스화시켜 일산화탄소와 수소가 주성분인 합성가스를 만들어 정제공정을 거친 후 가스터빈 및 증기터빈 등을 구동하
여 발전하는 신기술. 고체 연료인 석탄을 휘발유 및 디젤유 등의 액체연료로 전환시키는 기술.
-고온·고압의 상태에서 용매를 사용하여 전환시키는 직접 액화방식과 석탄가스화 후 촉매상에서 액체연료로 전환시키는
간접 액화방식이 있음.

 

2.유기성 폐자원의 이용
(1)유기성 폐자원 처리 및 이용방법
-유기성 폐자원(가축의 분뇨)은 소각, 정화처리, 퇴비화, 액비화, 혐기소화 등의 방법을 이용하여 처리할 수 있으며 에너
지 소비 과정뿐만 아니라 에너지 생산 과정도 포함.
(2)바이오에너지 생산 흐름도
-기름, 설탕, 전분 성분 등 있는 원료를 여러 가지 방법(소각, 가소화, 발효 등)을 통해 열이나 전기에너지로 이용.

 

3.가축분뇨와 신재생에너지
(1)고체연료시설

·가축분뇨 고체연료시설의 설치 등에 관한 고시(2015.7.12. 시행)
-가축분뇨 고체연료 사용 가능 시설
-시멘트 소성로.
-화력발전시설, 열병합발전시설 및 발전용량이 2메가와트 이상인 발전시설.
-석탄사용량이 시간당 2톤 이상인 지역난방시설, 산업용보일러, 제철소 로(爐).
-가축분뇨 고체연료 사용량이 시간당 200킬로그램 이상인 보일러시설(<폐기물관리법 시행규칙> 별표 9에 따른 소각시
설의 설치기준 및 같은 법 시행규칙 별표 10에 따른 소각시설의 검사기준에 적합한 시설로서 초기 가동 시 연소실 출
구 온도가 800℃ 이상이 될 때 가축분뇨 고체연료를 자동 투입할 수 있는 장치를 갖춘 시설만 해당한다).
-가축분뇨 고체연료의 기준
-다른 물질과 혼합하지 아니하고 가축분뇨 고체연료의 저위발열량이 킬로그램당 3천킬로 칼로리 이상일 것.
-가공된 연료는 수분 함유량 20퍼센트 이하, 회분 함유량(건조된 상태 기준)30퍼센트 이하, 황분 함유량(건조된 상태
기준) 2퍼센트 이하, 길이(원형인 경우에는 지름) 40밀리미터 이하여야 함(화력발전소에서 연료로 사용할 수 있는 경우
에는 회분 함유량 30퍼센트를 초과할 수 있음).
-가축분뇨 고체연료는 <자원의 절약과 재활용촉진에 관한 법률 시행규칙> 제20조의5 제3항에 따라 환경부장관이 고시
한 고형연료제품의 품질 시험·분석방법에 따른 시험결과(건조된 상태를 기준으로 한다)가 다음의 기준에 적합하여야 한
다.
-수은 : 킬로그램당 1.20밀리그램 이하.
-카드뮴 : 킬로그램당 9.0밀리그램 이하.
-납 : 킬로그램당 200.0밀리그램 이하.
-크롬 : 킬로그램당 70.0밀리그램 이하.
-성형제품은 펠릿으로 제조한 것으로 한정함.

 

(2)고체성형연료

 

(3)바이오가스

 

(4)바이오매스 연소 시 주의점
·다이옥신
-두 개의 벤젠고리에 염소가 여러 개 붙어 있는 화합물로 산소가 두 개인 다이옥신류(75종)와 산소가 한 개인 퓨란류
(135종)를 합하여 말함(이 중 독성물질로 취급되는 것은 다이옥신류 7종, 퓨란류 10종임).
-동물실험결과 면역독성, 발암성, 심장기능장애, 축적성 및 난분해성의 독성물질.
-다이옥신의 생성.
-염소를 함유하고 있는 유기화합물이 불완전연소할 때 생성됨.
-연소온도가 400~700℃에서 많이 발생하며 800~850℃ 이상에서 소각 시 대부분 파괴됨.
·NOx, PM10, VOCs
-소규모 소각/연소시설에서는 질소산화물, 미세먼지, 휘발성유기화합물이 발생되지 않도록 주의해야 함.