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표제지
목차
서언 3
국문요약 5
제1장 서론 18
1. 연구의 필요성 및 목적 19
2. 연구 대상 및 범위 20
제2장 목질계 폐자원 및 바이오매스의 범위 24
1. 선행연구에서의 목질계 폐자원 및 바이오매스 분류 25
2. 본 연구에서의 목질계 폐자원 및 바이오매스 분류 27
제3장 국내외 목질계 바이오매스 활용 및 정책 동향 32
1. 국외 목질계 바이오매스 활용 및 정책 동향 33
가. 개관 33
나. 독일 36
다. 영국 43
2. 국내 목질계 바이오매스 활용 및 정책 동향 52
가. 목질계 바이오매스 활용 현황 52
나. 신ㆍ재생열에너지 관련 정책 현황 56
제4장 국내 목질계 바이오매스 가용에너지양 산정 59
1. 목질계 폐자원 및 바이오매스 가용에너지양 산정 개요 60
가. 선행연구에서의 가용에너지양 산정 방법 60
나. 가용에너지양 산정 방법론 60
2. 국내 목질계 폐자원 및 바이오매스 항목별 가용에너지양 산정 63
가. 임목폐목재 63
나. 생활폐목재 66
다. 건설폐목재 69
라. 사업장폐목재 71
마. 임목부산물 74
바. 농수산부산물 76
사. 바이오순환림 77
3. 국내 잠재량 총괄 및 발전 사용량 제외 82
4. 목질계 바이오매스 수입량 84
제5장 RHO 제도 시행에 따른 목질계 바이오매스 수요 전망 및 화석연료 대체효과 86
1. 국내 열에너지 수요 및 시장 현황 87
2. 시나리오 분석을 통한 열에너지 수요 전망 92
가. 대안 1(신축건물 소유주에 의무 부과) 93
나. 대안 2(집단에너지 사업자에 의무 부과) 96
3. 바이오매스를 이용한 열에너지 수요전망 100
가. 열에너지원별 단가 분석 100
나. 바이오에너지를 통해 대안 1, 대안 2를 모두 만족시키는 경우 102
다. 생산단가에 따라 혼합비율을 결정하는 경우 103
4. 목질계 폐자원 및 바이오매스의 화석연료 대체효과 105
가. 시나리오 선정 105
나. 비용 대체효과 107
다. 온실가스 및 유해대기오염물질 대체효과 109
제6장 결론 및 제언 117
1. 목질계 바이오매스 가용에너지양 및 수요전망 분석 종합 118
2. RHO 제도 도입에 대비한 정책적 제언 121
가. 국내 추가 공급가능량 발굴 121
나. 타 바이오매스 잠재량 파악 121
다. 열부문 목질계 바이오매스 표준화 및 수입 바이오매스 관리 측면 123
라. 타 신ㆍ재생에너지원 지원 측면 127
참고문헌 129
[부록] 열 및 발전 부문 목질계 바이오매스 활용기술 133
Abstract 146
판권기 2
표 1-1. 폐자원에너지의 정의 21
표 1-2. 바이오에너지 등의 기준 및 범위 23
표 1-3. 바이오에너지 에너지원 분류 23
표 2-1. 목질계 바이오매스 용어 및 정의 28
표 2-2. 폐목재 발생원ㆍ종류별 등급 분류표 29
표 3-1. 유럽연합의 신ㆍ재생열원 현황 및 전망 35
표 3-2. 독일 신ㆍ재생열에너지 공급량 및 전체 난방에너지 대비 점유율 39
표 3-3. 독일 난방용 목재 가격 40
표 3-4. 비산업용 목재펠릿 인증 기준(DIN EN ISO 17225-2) 43
표 3-5. 영국 RHI 제도의 지원 대상 및 보조금 지원율(비주거용 건축물) 44
표 3-6. 영국 RHI 제도의 지원 대상 및 보조금 지원율(주거용 건축물) 44
표 3-7. 영국 바이오매스 공급량 및 비중(2006년) 46
표 3-8. 영국 바이오매스 공급량 및 비중(추정치, 2015~2020년) 46
표 3-9. 영국지역 전체 RHI 적용시설수(2011년 11월~2014년 9월, 비주거용 건물) 48
표 3-10. 영국지역 인증된 RHI 적용시설수(2011년 11월~2014년 9월, 비주거용 건물) 48
표 3-11. 영국지역 인증된 RHI 적용시설수(2014년 4월~2014년 9월, 주거용 건물, 신규설치) 49
표 3-12. 영국지역 인증된 RHI 적용시설수(2014년 4월~2014년 9월, 주거용 건물, 기존시설 개조) 49
표 3-13. 영국지역 인증된 RHI 시설 에너지생산 용량(2014년 4월~2014년 9월, 주거용 건물) 49
표 3-14. 연도별 에너지 생산량 52
표 3-15. 연도별 신ㆍ재생에너지 발전량 53
표 3-16. 연도별 보급용량(고유단위-발전 외) 54
표 3-17. 집단에너지사업 원별 연료사용량 54
표 3-18. 설비형태별 열 생산량 55
표 3-19. 설비형태별 전기 생산량 56
표 3-20. 열/전기 생산량 비율 56
표 3-21. 신ㆍ재생에너지 설비 설치의무 대상기관 58
표 4-1. 폐목재 가용에너지양 산정방법 62
표 4-2. 부산물류 가용에너지양 산정방법 62
표 4-3. 순수목재(바이오순환림) 가용에너지양 산정방법 63
표 4-4. 목질계 바이오매스 항목별 발열량 63
표 4-5. 임목폐목재 발생량 추정식 64
표 4-6. Bio-SRF의 발열량 및 생산수율 65
표 4-7. 임목폐목재의 단계별 잠재량(중량) 65
표 4-8. 임목폐목재의 종류별 발열량 66
표 4-9. 임목폐목재의 단계별 잠재량(석유 환산량) 66
표 4-10. 생활폐기물 수거율 67
표 4-11. 나무류 및 가구류의 고형연료화 비율 68
표 4-12. 생활폐목재의 단계별 잠재량(중량) 68
표 4-13. 생활폐목재의 종류별 발열량 69
표 4-14. 생활폐목재의 단계별 잠재량(석유 환산량) 69
표 4-15. 건설폐목재의 단계별 잠재량(중량) 70
표 4-16. 건설폐목재의 종류별 발열량 71
표 4-17. 건설폐목재의 단계별 잠재량(석유 환산량) 71
표 4-18. 사업장폐목재의 단계별 잠재량(중량) 72
표 4-19. 사업장폐목재의 종류별 발열량 73
표 4-20. 사업장폐목재의 단계별 잠재량(석유 환산량) 73
표 4-21. 주벌에 의한 임목부산물 잠재량 산출식 74
표 4-22. 숲 가꾸기에 의한 임목부산물 잠재량 산출식 75
표 4-23. 임목부산물의 단계별 잠재량(중량) 75
표 4-24. 임목부산물의 종류별 발열량 76
표 4-25. 임목부산물의 단계별 잠재량(석유 환산량) 76
표 4-26. 과수전정가지 발생량 77
표 4-27. 바이오순환림(솎아베기) 이론적 잠재량 산정식 79
표 4-28. 바이오순환림(벌기령) 이론적 잠재량 산정식 79
표 4-29. (A) 바이오순환림 조성 면적(2008~2014년) 80
표 4-30. 바이오순환림의 단계별 잠재량(중량) 80
표 4-31. 바이오순환림의 발열량 81
표 4-32. 바이오순환림의 단계별 잠재량(석유 환산량) 81
표 4-33. 국내 목질계 바이오매스의 단계별 잠재량(석유 환산량) 82
표 4-34. 연도별 신ㆍ재생에너지 발전량 83
표 4-35. 국내 목질계 바이오매스의 단계별 잠재량(발전사용량 제외) 83
표 4-36. 목질계 바이오매스의 연도별 수입량 85
표 5-1. 2013년 에너지원별 소비구조 87
표 5-2. 집단에너지사업 허가 및 공급현황(2013년 기준) 89
표 5-3. 신ㆍ재생열에너지원의 RHO 적용 가능성 검토 90
표 5-4. 신ㆍ재생열에너지 공급량과 비중 90
표 5-5. RHO 사업의 의무대상업자 및 대상 열 범위 92
표 5-6. RHO 적용 대상의 단계별 확대(안) 93
표 5-7. 2004~2013년간 총면적별 신규 건축 허가 현황 94
표 5-8. 한국의 면적별 건축물 현황(2013년 기준) 94
표 5-9. 총면적별 신축 건물 추정(2015~2030년) 95
표 5-10. 총면적별 신축 건물의 에너지 소비량 추정(2015~2030년) 95
표 5-11. RHO 대상 건축물의 열에너지 수요 전망(2016~2030년) 96
표 5-12. RHO 적용 대상의 단계별 확대(안) 97
표 5-13. 대안 2에 따른 RHO 대상 사업자 97
표 5-14. 집단에너지 판매량 전망(2030년까지) 99
표 5-15. 대안 2(RHO 시나리오)에 따른 신ㆍ재생에너지 공급의무량 99
표 5-16. 바이오에너지(펠릿, 우드칩)를 통해 대안 1과 대안 2를 충족하는 경우 103
표 5-17. 신ㆍ재생열에너지별 공급량 비중 결정 방식 103
표 5-18. 바이오에너지를 통해 총 신ㆍ재생열에너지 중 52%를 공급하는 경우 104
표 5-19. 대형건물의 용도별 에너지 소비량 105
표 5-20. 집단에너지사업 원별 연료사용량 106
표 5-21. 화석연료 대체효과 분석 시나리오 107
표 5-22. 시나리오별 연료 비용 108
표 5-23. 연료별 온실가스 배출계수 110
표 5-24. 지구온난화지수 110
표 5-25. 연료별 유해대기오염물질 배출계수 111
표 5-26. 시나리오별 온실가스 배출량 113
표 5-27. 시나리오별 유해대기오염물질 배출량 115
표 6-1. 국내 목질계 바이오매스의 단계별 잠재량(석유 환산량) 119
표 6-2. 시나리오에 따른 목질계 바이오매스 수요량 119
표 6-3. 영국 바이오매스 공급량 및 비중(추정치, 2015~2020년) 122
표 6-4. 목재펠릿 규격ㆍ품질 기준 124
표 6-5. 바이오 고형연료제품(BIO-SRF)의 품질 기준 125
표 6-6. 목재펠릿과 BIO-SRF의 품질 기준 비교 126
그림 1-1. 고형연료제품(SRF/BIO-SRF)의 분류 22
그림 2-1. 선행연구에서의 폐목재(목재순환자원) 분류 25
그림 2-2. 산업통상자원부의 목질계 바이오매스 분류 26
그림 2-3. 본 연구 대상 국내 목질계 바이오매스 28
그림 3-1. EU의 전력, 냉난방 열로의 바이오매스 공급량 33
그림 3-2. EU의 고형 및 가스 바이오매스로부터의 냉난방열 총 수요량(2012~2020년, Mtoe) 34
그림 3-3. 독일 신ㆍ재생열에너지별 점유율 38
그림 3-4. 독일 신ㆍ재생열에너지 생산량 변화 38
그림 3-5. 독일 신ㆍ재생에너지 투자비(2014년) 41
그림 3-6. 독일 신ㆍ재생에너지 사용으로 인한 온실가스 배출 저감(2014년) 42
그림 4-1. 단계별 잠재량 개념도 61
그림 4-2. 2009년 수종별 조성현황 79
그림 4-3. 열에너지 부문 목질계 바이오매스 가용 잠재량(발전 사용량 제외) 84
그림 4-4. 목질계 바이오매스의 연도별 수입량 85
그림 5-1. 집단에너지 연도별 판매량 추이(1995~2013) 88
그림 5-2. 신ㆍ재생열에너지 공급량 추이(2002~2013년) 91
그림 5-3. 신ㆍ재생열에너지원별 생산단가 101
그림 5-4. 시나리오별 바이오매스 열에너지 수요 전망 대비 국내 공급가능량 비교 104
부록 표 1. 바이오매스로 생산된 합성 가스의 일반적인 조성 135
부록 표 2. 목질계 바이오매스 가스화 시설 분류 137
부록 표 3. EU 지역 목질계 바이오매스 가스화 시설 141
부록 표 4. EU 지역 목질계 바이오매스 액체화 시설 142
부록 표 5. 연료에 따른 BtL 생산수율 143
부록 그림 1. 목질계 바이오매스를 이용한 에너지 생산 프로세스 134
부록 그림 2. 바이오매스 가스화 시설 시운전 연도 분포 139
부록 그림 3. 가스화를 위한 폴리제너레이션 시스템 개요 140
부록 그림 4. 합성가스 이용에 따른 세부 분류 140
부록 그림 5. 바이오매스 원료 생산 단위 면적에 대한 연비 144
부록 그림 6. Choren Industries GmbH사가 운영한 BtL 생산 시설 144
부록 그림 7. Pitea에 설치된 Bio-DME 생산시설 145
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