[표지]
목차
요약문 2
도시자원 순환형 복합플랜트 공정기술 개발 최종 보고서 3
제출문 4
보고서 요약서 5
요약문 6
목차 7
1. 연구개발과제의 개요 8
가. 연구 개발의 목적 8
(1) "복합플랜트 연구단" 비젼 및 목표 8
(2) 폐자원 순환 복합플랜트 효과(기존 도시폐자원에너지 생산 플랜트와 비교) 9
(3) 폐자원 순환 복합플랜트 핵심 기술(기존 도시폐자원 에너지 생산 플랜트와 비교) 9
(4) 기존플랜트와 복합플랜트 비교 9
나. 연구의 필요성 10
(1) 연구 필요성 10
(2) 기술적 측면 10
(3) 사회·문화적 측면 10
(4) 경제·산업적 측면 11
(5) 국토(토지자원)의 효율적 활용 11
(6) 유기성 폐기물의 인식의 패러다임 변화(친환경 처리 및 에너지화) 12
(7) 정부지원의 필요성 13
다. 연구의 범위 14
(1) 연구개발의 최종목표 14
(2) 수행체계 15
(3) 세부 연구 내용 및 범위 16
2. 연구수행 내용 및 성과 21
가. 연구 결과 27
(1) 복합유기성폐자원 수열탄화 장치(고등기술연구원) 27
(2) 복합플랜트 부산물 재이용 장치(고등기술연구원) 38
(3) 수열탄화액 바이오메탄 생산 기법(한경대학교) 48
(4) 복합플랜트 탄소중립 모델(한림대학교) 58
(5) 복합 유기성폐자원 수열탄화 반응물 고액분리 효율 향상 기술 개발(고등기술연구원/수도권매립지관리공사) 64
(6) 복합연료 활용 삼중발전 장치(조선내화이엔지) 77
(7) 미활용에너지 활용 건조시스템 실시설계(한국산업기술시험원) 86
(8) 복합플랜트 100시간 연속운전결과(공인인증기관 평가) 96
3. 목표 달성도 및 관련 분야 기여도 129
가. 최종 목표 129
(1) 도시자원 순환형 복합플랜트 건설기술 개발 129
(2) 20,000만 인구 기준 복합플랜트 핵심기술 개발 및 pilot plant 평가 129
(3) 복합플랜트 부산물 중 질소 회수 시스템 및 공정 내 활용 기술 개발 129
(4) 복합 유기성폐자원 수열탄화 반응물 고액분리(멤브레인 필터프레스) 향상 기술 개발(pilot plant 운전결과 검증) 129
(5) 복합연료 활용 저공해 고효율 연소로 및 삼중발전 기술 개발(pilot plant 운전결과 검증) 130
(6) 저품위 대용량 미활용에너지 열회수 일체화 시스템 안정화 130
(7) 복합고형연료 건조에너지 50% 이상 대체 130
(8) 복합 유기성 폐자원 수열탄화액 혐기소화 운전조건 최적화 및 도심형 바이오가스플랜트 개발 130
(9) 저탄소 도시형 복합플랜트의 탄소중립 모델 개발 130
나. 목표 달성도 131
(1) 질적성과 131
(2) 양적성과 132
다. 양적성과 및 기여도 132
(1) 산업기여도 132
(2) 학술 기여도 135
라. 목표 미달성 시 원인 및 차후 대책 137
(1) 논문(SCI) 137
4. 연구개발성과의 활용 계획 등 137
가. 개발성과 활용방안 137
(1) 인구 2만 규모의 도시자원 순환형 복합플랜트 실증 결과를 바탕으로, 환경기초시설 수요가 있는 지역에 복합플랜트 모델 적용 137
(2) 도시 계획 또는 에너지/환경 인프라 시설의 사업 초기 및 계획 단계에서 다양한 입력 변수(인구 규모, 공정 구성, 폐기물 종류, 에너지설비 등)에 대한 성능 분석을 기반으로 한 사업 타당성 검토에 활용 140
나. 추가 연구의 필요성 141
(1) 현 복합플랜트 모델은 지하복합플랜트 실증 연구에 활용 가능하며, 복합플랜트에서 실증공정에서 제외된 질소회수 공정 적용에 따른 폐수처리 비용 저감 및 회수된 암모니아수 활용으로 자원 순환구축 연구가 필요 141
(2) 또한, 복합플랜트에서는 lab scale 혐기성소화를 통한 혐기성소화 효과를 연구하였으나, 실 규모 연구를 통한 복합플랜트 전체 통합공정으로 구성하여 혐기성소화조 운전 및 소화가스 활용에 다른 에너지소비 절감 등의 경제적인 효과 도출 필요 141
다. 기대효과 141
(1) 기술적 측면 141
(2) 사회경제적 측면 142
라. 복합플랜트 실증 적용 검토 요건 142
참고 문헌 148
부록 151
1. 연구 필요성 151
2. 연구 개발 내용 161
3. 상세 연구 결과(1~5차년도) 166
1. 도시 폐자원 순환 복합플랜트 수열탄화 연구(고등기술연구원) 166
2. 복합플랜트 부산물 Near Zero 실현율 위한 부산물의 재이용 핵심기술 개발(고등기술연구원) 203
2. 비성형 복합 SRF 전용 열병합발전 및 미활용 에너지 활용시스템 개발(조선내화이엔지) 227
3. 복합 유기성폐자원 수열탄화 반응생성물 고액분리 효율 향상 기술 개발(수도권매립지관리공사) 270
4. 복합플랜트 미활용 에너지 활용 건조 기술 개발(한국산업기술시험원) 314
5. 복합 유기성폐자원 수열탄화액의 혐기소화 운전조건 최적화 연구(한경대학교) 352
5. 온실가스 감축방법론 및 개도국 진출 모델 개발(한림대학교) 405
도시자원 순환형 복합플랜트 보급기술 개발 최종보고서 435
제출문 436
보고서 요약서 437
요약문 438
목차 439
1. 연구개발과제의 개요 440
가. 연구과제의 필요성 440
나. 연구과제 목표 441
다. 연구 개발 체계 441
라. 세부 연구 목표별 연구개발 수행 내용 및 결과 441
2. 연구수행내용 및 성과 445
가. 복합플랜트 관련 시장 및 정책 동향 445
(1) 기후체제 변화에 따른 시장 동향 및 정책 동향 445
(2) 국내외 도시 개발 정책 및 시장 동향 445
(3) 에너지 인프라 동향 조사 446
(4) 국내외 복합플랜트 주요 적용 사례 조사 및 검토 448
(5) 국내외 복합플랜트 관련 법규 및 지원제도 조사 및 검토 448
(6) 국내외 복합플랜트 관련 시장 동향 변화에 따른 시사점 448
(7) 복합플랜트 모델 정의 및 도시 내 적용 방안 검토 450
나. 국내 사업대상지 검토 및 분석 453
(1) 세종시 5-1 생활권 스마트시티 국가시범도시 453
(2) 부산 EDC 스마트시티 국가시범도시 457
다. 국외 사업대상지 검토 및 분석 463
(1) 필리핀 카탄두아네스(Catanduanes) 주 463
(2) 베트남 냐베(Nhabe) 신도시 470
라. 도시 유형별 복합플랜트 적용 사업 모델 검토 480
(1) 모듈형 신도시 모델 480
(2) 도서 지역 마이크로그리드 사업 모델 481
(3) 산업단지 연계형 사업 모델 482
(4) 기타 사업 모델 483
(5) 국내외 사업화 방안 예시 484
마. 복합플랜트 사업성 평가 tool 개발 486
바. 복합플랜트 경제성 분석 488
(1) 수도권매립지 488
(2) 행정중심복합도시(세종시 5-1 생활권) 496
(3) 베트남 Quang Nam 503
사. 경제성 분석 툴 개발 508
(1) 분석 툴 개념 설계 508
(2) 경제성 분석 툴(프로그램) 개발 514
(3) 사용자 설명서(Manual) 517
아. 사업성 검토 프로세스 519
(1) 사업성 검토 프로세스 개요 519
(2) 단계별 고려 및 확인 사항 519
(3) 사업화 모델 524
자. 도시자원 공급처리 플랜트 운영사례 조사 527
(1) 발전플랜트 설치·운영 현황 527
(2) 폐기물 처리 및 자원화 플랜트 설치 운영 현황 531
(3) 수처리 및 자원화 플랜트 설치 운영 현황 535
차. 도시모델별 복합플랜트 모델 설정 및 정보화 방안 540
(1) 도시유형 검토 540
(2) 도시유형별 복합플랜트 구성요소 및 모델 검토 540
(3) 도시유형별 자원에너지 공급처리 관련 자료 조사 543
(4) 도시자원 수요모델 검토 544
(5) 도시자원 에너지공급모델 검토 545
(6) 정보화시스템 구축방안 548
카. 복합플랜트 운영 알고리즘 개발 및 HMI시스템 구축 549
(1) 도시자원 공급처리 계통 시뮬레이터 설계 549
(2) 복합플랜트 최적운영 알고리즘 분석 553
(3) 복합플랜트 최적 운영관리 알고리즘 개발 555
(4) 복합플랜트 운영관리 지원 프로그램 개발 561
(5) 복합플랜트 모니터링용 HMI(Human-Machine Interface) 시스템 562
타. 드림파크CC 클럽하우스 에너지 모니터링 시스템 566
(1) 현장 기후 및 소비 에너지 계측 566
(2) 기후에 따른 에너지 사용 패턴 분석 568
파. 연구 성과 570
(1) 국내·외 논문 게재 570
(2) 저작권(소프트웨어, 서적 등) 570
(3) 보고서 원문 572
하. 기대효과 574
(1) 기술적 측면 574
(2) 경제적/산업적 측면 574
3. 목표 달성도 및 관련 분야 기여도 575
가. 목표 575
나. 목표 달성여부 575
다. 목표 미달성 시 원인(사유) 및 차후대책(후속연구의 필요성 등) 575
4. 연구개발성과의 활용 계획 등 576
가. 연구 개발 성과의 활용 방안 576
나. 추가 연구의 필요성 576
다. 사업 추진 방안 576
(1) 실증단지 구축 및 운영사업을 통한 사업모델 확보(국내외 사이트 검토) 576
(2) 기존 도시 및 신도시 개발 사업 적용을 위한 복합플랜트 관련 사업 모델 확보(사업 예)
참고 문헌 578