표제지
목차
서언 3
국문요약 4
제1장 서론 18
1. 연구의 필요성 및 목적 19
2. 연구 대상 및 범위 20
가. 연구 대상 20
나. 연구 범위 23
제2장 국내외 수송 및 발전 부문 바이오가스 활용 현황 및 정책 동향 25
1. 수송 및 발전 부문 바이오가스 활용 기술 26
가. 고질화(Upgrading) 27
나. 열병합발전(CHP, Combined Heat and Power) 29
2. 국외 바이오가스 활용 및 정책 동향 31
가. 개관 31
나. 독일 35
다. 스웨덴 41
라. 영국 43
마. 사례 비교 요약 45
3. 국내 바이오가스 활용 및 정책 동향 47
가. 바이오가스 활용 현황 47
나. 바이오가스 보급정책 현황 52
제3장 바이오가스 및 매립가스 가용에너지량 산정 63
1. 바이오가스 및 매립가스 가용에너지량 산정 방법 64
가. 바이오가스 및 매립가스 가용에너지량 분석 대상 64
나. 바이오가스 가용에너지량 산정 방법 65
2. 유기성 폐자원 활용 바이오가스 가용에너지량 산정 67
가. 유기성 폐자원 발생량 예측 67
나. 바이오가스 가용에너지량 산정 시 공통 인자 87
다. 수송 부문 바이오가스 가용에너지량 산정 결과 88
라. 발전 부문 바이오가스 가용에너지량 산정 결과 101
3. 매립가스 가용에너지량 산정 109
가. 국내 매립시설 자원화시설 운영 현황 109
나. 매립가스 발생량 예측 111
다. 매립가스 가용에너지량 산정 결과 120
4. 바이오가스 및 매립가스 가용에너지량 총합 124
가. 수송 부문 124
나. 발전 부문 126
제4장 바이오가스의 활용 용도별 적정 배분을 위한 판단 기준 및 보급 기여도 분석 128
1. 고질화 및 열병합발전의 특성 및 시설비/운영비 비교 129
가. 바이오가스 활용을 위한 고질화 및 열병합발전 비교 129
나. 바이오가스 고질화공법별 기술적 특징 및 경제성 비교 134
2. 바이오가스 적정 배분을 위한 판단 기준 제시 137
가. 해외 바이오가스 활용 방안의 결정 요인 및 사례 분석 137
나. 국내 바이오가스 적용 사례 및 사업성 검토 144
3. 바이오가스 활용 용도별 보급 기여도 분석 151
가. 바이오가스 활용 용도별 입지 여건 151
나. 고질화가 유리한 입지에서의 바이오가스 및 매립가스 보급 기여도 분석 153
다. 열병합발전이 유리한 입지에서의 바이오가스 및 매립가스 보급 기여도 분석 156
제5장 결론 159
1. 수송 및 발전 부문 바이오가스 가용에너지량 및 기여도 분석 종합 160
2. 바이오가스의 효율적 활용을 위한 제언 165
참고문헌 167
Abstract 173
판권기 2
표 1-1. 바이오에너지 등의 기준 및 범위 22
표 1-2. 바이오에너지 에너지원 분류 22
표 2-1. 바이오가스 고질화 기술 특징 28
표 2-2. 바이오가스 발전 방식 비교 30
표 2-3. 유럽연합 각국의 바이오가스 에너지 생산량 32
표 2-4. 유럽연합 각국의 바이오가스로 생산한 전력량 33
표 2-5. 독일의 바이오가스 플랜트 종류에 따른 플랜트 수 및 에너지 생산량 36
표 2-6. 독일의 바이오가스 에너지 종류별 공급량 및 전체 에너지 소비에서 차지하는 비중 36
표 2-7. EEG 2012에 따른 바이오가스 플랜트의 보조금 지급률 39
표 2-8. 스웨덴의 바이오가스 플랜트 종류에 따른 플랜트 수 및 에너지 생산량 42
표 2-9. 스웨덴의 바이오가스 활용 현황 42
표 2-10. 영국의 바이오가스 플랜트 종류에 따른 플랜트 수 및 에너지 생산량 43
표 2-11. 영국의 바이오가스 플랜트 현황 44
표 2-12. 영국의 바이오가스 플랜트에 대한 발전차액지원제도 45
표 2-13. 해외 바이오가스 활용 및 정책 동향 사례 비교 46
표 2-14. 국내 바이오가스 이용 현황 47
표 2-15. 국내 고질화 기술 적용 현황 48
표 2-16. 2012년 바이오에너지원별 발전량 50
표 2-17. 국내 바이오가스 플랜트 종류에 따른 플랜트 수 및 에너지 생산량 51
표 2-18. 연도별 태양광 별도 의무공급량 53
표 2-19. 신재생에너지원별 공급인증서(REC) 가중치 54
표 2-20. 국내 도시가스 품질 기준 58
표 2-21. 국내 자동차연료 제조 기준 59
표 2-22. 바이오에너지 관련 주요 보급정책 및 추진 방안 60
표 2-23. 신재생에너지 기술개발 및 이용ㆍ보급 실행계획의 바이오에너지 주요 내용 61
표 3-1. 생활폐기물 내 음식물류 폐기물 점유 비율 67
표 3-2. 음식물류 폐기물의 발생원별 발생 현황 68
표 3-3. 음식물류 폐기물 모형 분석표 70
표 3-4. 음식물류 폐기물 발생량 예측 70
표 3-5. 음식물류 폐기물 1인당 원단위 발생량 및 추계인구 71
표 3-6. 음식물류 폐기물 발생량 전망(Trend(로그)법) 72
표 3-7. 음폐수의 발생량 현황 74
표 3-8. 연도별 음식물 대비 음폐수 발생량 75
표 3-9. 음폐수 발생량 및 전망 76
표 3-10. 국내 공공하수처리시설의 유기성 폐기물 연계 처리 현황 77
표 3-11. 하수도보급률, 하수처리인구 및 하수처리장 시설용량 78
표 3-12. 하수슬러지 모형 분석표 79
표 3-13. 하수 농축슬러지 발생량 및 전망 79
표 3-14. 축종별 발생유량 원단위 81
표 3-15. 축종별 발생유량 원단위 변경 사항 81
표 3-16. 가축분뇨 발생량 및 처리 현황 82
표 3-17. 축종별 사육두수 및 전망 83
표 3-18. 가축분뇨 발생량 및 전망 83
표 3-19. 동ㆍ식물성 잔재물 발생 및 처리 현황 85
표 3-20. 동ㆍ식물성 잔재물 발생량 및 전망 86
표 3-21. 유기성 폐자원별 바이오가스 생산수율 88
표 3-22. 바이오가스 고질화공법별 특성 89
표 3-23. 음식물류 폐기물의 단계별 잠재량(수송) 90
표 3-24. 음폐수의 단계별 잠재량(수송) 91
표 3-25. 에너지 자립화 기본계획의 소화가스 관련 에너지 이용‧생산계획 92
표 3-26. 하수 농축슬러지의 단계별 잠재량(수송) 94
표 3-27. 가축분뇨 유기물 비율과 바이오가스 수율 95
표 3-28. 가축분뇨 처리 형태 전환 방향 96
표 3-29. 가축분뇨의 단계별 잠재량(수송) 97
표 3-30. 동ㆍ식물성 잔재물의 처리 현황 98
표 3-31. 동ㆍ식물성 잔재물의 단계별 잠재량(수송) 99
표 3-32. 유기성 폐자원 종류별 바이오가스 가용에너지량(수송-최대) 100
표 3-33. 바이오가스 기술 특징 및 비용 101
표 3-34. 바이오가스(혐기소화)의 발전 단가 전망 101
표 3-35. 음식물류 폐기물의 단계별 잠재량(발전) 102
표 3-36. 음폐수의 단계별 잠재량(발전) 103
표 3-37. 하수 농축슬러지의 단계별 잠재량(발전) 105
표 3-38. 가축분뇨의 단계별 잠재량(발전) 106
표 3-39. 동ㆍ식물성 잔재물의 단계별 잠재량(발전) 107
표 3-40. 유기성 폐자원 종류별 바이오가스 가용에너지량(발전-최대) 108
표 3-41. 시ㆍ도별 매립시설 설치 및 운영 현황 109
표 3-42. 매립가스 발전시설 운영 매립지 110
표 3-43. 매립가스 연료공급시설 매립지 111
표 3-44. 폐기물 매립지 적용 매개변수(1) 115
표 3-45. 폐기물 매립지 적용 매개변수(2) 116
표 3-46. 사용 중 폐기물 매립지 메탄가스 발생량 예측 결과 117
표 3-47. 사용 종료 폐기물 매립지 메탄가스 발생량 예측 결과 119
표 3-48. 매립가스 연료 공급 가능량 121
표 3-49. 폐기물 매립지 발전량 산정 결과 123
표 3-50. 고질화를 통한 수송용 바이오가스 가용에너지량 124
표 3-51. 수송용 도시가스 공급량과 바이오가스 가용에너지량(수송) 비교 125
표 3-52. 발전 부문 바이오가스 가용에너지량 126
표 3-53. 바이오가스 발전량과 가용에너지량 비교 127
표 3-54. 바이오 부문 전력소비량 목표치와 가용에너지량 예측치 비교 127
표 4-1. 열병합발전설비와 고질화 플랜트의 규모에 따른 초기 투자비(시설비) 비교 131
표 4-2. 열병합발전설비와 고질화 플랜트의 규모에 따른 에너지 생산 단가 비교 132
표 4-3. 열병합발전과 고질화 플랜트의 비용 비교 133
표 4-4. 바이오가스 고질화공법별 기술적 특징 및 경제성 비교 135
표 4-5. 바이오가스의 차량연료로의 활용 사례 145
표 4-6. 바이오가스의 도시가스 관망 주입 사례 148
표 4-7. 국내 열병합발전기 활용 사례 150
표 4-8. 바이오가스 활용 용도별 유리한 입지 판단 기준 151
표 4-9. 도시 지역 및 농어촌 지역의 분류 152
표 4-10. 고질화가 유리한 입지에서의 바이오가스 가용에너지량(수송-최대) 153
표 4-11. 고질화가 유리한 입지에서의 바이오가스 및 매립가스 가용에너지량 154
표 4-12. 고질화가 유리한 입지에서의 바이오가스 가용에너지량과 수송용 도시가스 공급량 비교 155
표 4-13. 열병합발전이 유리한 입지(시골 지역)에서의 바이오가스 가용에너지량(최대) 156
표 4-14. 열병합발전이 유리한 입지에서의 바이오가스 및 매립가스 가용에너지량 157
표 4-15. 바이오가스 발전량과 가용에너지량 비교 158
표 4-16. 바이오 부문 전력소비량 목표치와 가용에너지량 예측치 비교 158
그림 1-1. 연구 대상 에너지원 및 폐기물의 범위 23
그림 2-1. 바이오가스 활용 기술 26
그림 2-2. 유럽연합의 바이오가스 생산을 통한 전력생산량 증가 추세 및 NREAP 로드맵에 따른 전력생산량 목표 34
그림 2-3. 독일의 바이오가스 플랜트 수 및 발전용량의 전망 35
그림 2-4. 바이오가스 고질화 플랜트 수 및 배관망 주입량의 변화 37
그림 2-5. 시장 프리미엄의 가격 구성도 40
그림 2-6. 2012년 월별 시장 프리미엄 시스템에서의 전력 판매 단가 41
그림 2-7. 2012년 신재생에너지원별 발전량 비중 49
그림 2-8. 2012년 바이오에너지원별 발전량 비중 50
그림 2-9. SMP 추세(2008∼14) 55
그림 2-10. REC 추세(2012∼14) 55
그림 2-11. 도시가스 공급가격 추세 59
그림 3-1. 단계별 잠재량 개념도 66
그림 3-2. 음식물류 폐기물의 발생량 예측 73
그림 3-3. 음폐수의 발생량 예측 76
그림 3-4. 하수 농축슬러지의 발생량 예측 80
그림 3-5. 가축분뇨의 발생량 예측 84
그림 3-6. 동ㆍ식물성 잔재물의 발생량 예측 87
그림 3-7. 사용 중 폐기물 매립지 연도별 메탄가스 발생량 예측 결과 118
그림 3-8. 사용 종료 폐기물 매립지 연도별 메탄가스 발생량 예측 결과 119
그림 3-9. 폐기물 매립지 연도별 메탄가스 발생량 예측 결과 120
그림 4-1. 바이오가스의 활용 방법 129
그림 4-2. 연도에 따른 고질화공법별 점유율 변화 134
그림 4-3. 바이오가스 고질화공법과 플랜트 용량(처리 규모)에 따른 초기 투자 비용 137
그림 4-4. IEA Bioenergy Task 37의 회원국 및 비회원국의 바이오메탄 이용 방법별 고질화 플랜트 수(2013년) 138
그림 4-5. 바이오가스의 생산 및 고질화를 통한 바이오메탄의 생산을 위한 두 체계의 비교 139
그림 4-6. 독일 바이오가스 열에너지의 활용처 및 공급량 비율(2013) 140
그림 4-7. 스웨덴의 바이오가스 활용체계 143
그림 4-8. 국내 PSA공법 적용 사례 146
그림 5-1. 고질화가 유리한 입지에서의 바이오가스(매립가스 포함) 가용에너지량 162
그림 5-2. 바이오가스의 수송용 도시가스 대체 가능량 162
그림 5-3. 열병합발전이 유리한 입지(시골 지역)에서의 바이오가스(매립가스 포함) 가용에너지량 163
그림 5-4. 열병합발전이 유리한 입지에서의 바이오가스 발전 목표치 대비 기여도 164