표제지
목차
연구과제 요약 3
Ⅰ. 서론 16
1. 연구개요 17
2. 발열량의 개념 19
3. 탄소배출계수의 개념 21
Ⅱ. 석유제품 발열량 및 탄소배출계수 22
1. 연구개요 23
2. 검토방법 26
가. 단위 26
나. 유효 숫자와 검토 값의 정밀도 관리 26
다. 실시 대상 26
라. 측정값의 비공개 26
마. 차기 개정 26
3. 석유제품 발열량 및 탄소함량 분석 표준 시험방법 27
가. 시료채취 관련 국내ㆍ외 표준 29
나. 발열량분석 관련 국내ㆍ외 표준 30
다. 밀도분석 관련 국내ㆍ외 표준 32
라. 황분 분석 관련 국내ㆍ외 표준 33
마. 수분 분석 관련 국내ㆍ외 표준 36
바. 원소분석 관련 국내ㆍ외 표준 37
4. 발열량 기준값의 신뢰성 확보방안 39
가. 측정불확도 39
나. 시험항목별 측정불확도 추정 40
다. 분석 제품별 발열량 측정값의 불확도 추정 51
라. 품질관리 방안 52
5. 석유제품 발열량 및 탄소배출계수 측정 결과 54
가. 자동차용 휘발유 54
나. 용제 59
다. 나프타 64
라. 등유 67
마. 경유 70
바. 방카 C유(C 중유) 74
사. 항공유(JET A-1) 80
아. 아스팔트 82
자. 윤활기유 85
차. 부생연료유 87
카. 바이오디젤 91
타/파. 액화석유가스(LPG) 93
파/타. 석유코크스 98
6. 석유제품별 발열량 및 탄소배출계수 분석 총괄 101
가. 석유제품 발열량 분석 결과 검토 101
나. 2011년 고시환산 기준과의 비교 103
다. 2006 IPCC 비교 기본값과의 비교 106
Ⅲ. 석탄류 발열량 113
1. 연구 개요 114
2. 석탄의 종류 및 분류 기준 116
가. 석탄의 종류 116
나. 석탄의 분석 결과 표시 기준 117
다. 국내ㆍ외 석탄분류체계 119
3. 측면자료 수집 및 현장조사 124
가. 대상시설 선정 및 측면자료 수집 124
나. 현장조사 및 석탄 시료 수집 126
4. 측면자료 신뢰도 평가 127
가. 석탄의 분석 127
나. 국내ㆍ외 석탄 분석 규격 129
다. QC Checklist 수집 132
라. 대상시설 및 타기관의 석탄 분석 결과 비교 136
5. 측면자료 분석 결과 142
가. 국내무연탄 142
나. 연료용 수입무연탄 144
다. 원료용 수입무연탄 146
라. 연료용 유연탄 148
마. 원료용 유연탄 150
바. 아역청탄 151
사. 코크스 154
아. 연료용 반무연탄 155
자. 원료용 반무연탄 157
차. 석탄류의 발열량 비교 159
6. 탄소배출계수의 산정 및 불확도 분석 162
가. 석탄류의 탄소배출계수 162
나. 탄소배출계수의 불확도 분석 163
7. 석탄류 발열량 관리 방안 169
가. 반무연탄의 분류 169
나. 석탄의 발열량 기준 관리 체계 확립 170
Ⅳ. 기타 에너지부문 발열량 173
1. 연구개요 174
2. 가스의 발열량 및 탄소배출계수 개발 176
가. 시료채취 및 분석과 측정기기 QA/QC 관련 자료 수집 176
나. 가스의 발열량 179
다. 천연가스(LNG) 및 도시가스(LNG, LPG+air)의 발열량 자료 분석 184
라. 가스의 발열량 및 탄소배출계수 비교 191
3. 전기의 환산열량 194
가. 열량 기준 조사 방법 194
나. 환산열량 조사 결과 195
4. 열(스팀) 간접배출계수 196
가. 열(스팀) 간접배출계수 산정 방법 196
나. 열(스팀) 간접배출계수 산정 결과 199
다. 향후 개선사항 200
5. 파라핀왁스의 발열량 측정 및 탄소배출계수 개발 202
가. 파라핀왁스 202
나. 파라핀왁스 및 마이크로크리스탈린왁스의 생산량 및 소비량 203
다. 파라핀왁스의 발열량 및 탄소배출계수 비교 204
Ⅴ. 종합 및 결론 206
결론 및 향후과제 207
인용표준 213
참고문헌 216
[부록 # 1] 석유제품 시료채취 SOP 219
[부록 # 2] 석유제품 발열량분석 SOP 222
[부록 # 3] 석유제품 밀도분석 SOP 225
[부록 # 4] 석유제품 황분분석 SOP 227
[부록 # 5] 석유제품 수분분석 SOP 231
[부록 # 6] 석유제품 원소분석 SOP 234
[부록 # 7] LPG 조성분석 SOP 237
[부록 # 8] 국내 석유제품 품질기준 240
[부록 # 9] 석유제품별 밀도값 249
[부록 # 10] 불확도 추정 보고서(예시) : 자동차용 휘발유의 총발열량 251
[부록 # 11] 불확도 추정 보고서(예시) : 자동차용 휘발유의 순발열량 261
[부록 # 12] 석탄의 분석 방법 : ASTM 규격 267
[부록 # 13] 석탄의 분석 방법 : KS 규격 273
〈표 Ⅰ-1〉 연료성분의 발열량 20
〈표 Ⅱ-1〉 석유제품별 국내 소비량 24
〈표 Ⅱ-2〉 석유제품 시료채취 대상 사업장 25
〈표 Ⅱ-3〉 외국 국가표준 및 단체표준의 종류와 표준화 기관 27
〈표 Ⅱ-4〉 시료채취 관련 국내ㆍ외 표준 29
〈표 Ⅱ-5〉 발열량 관련 국내ㆍ외 표준 31
〈표 Ⅱ-6〉 밀도분석 관련 국내ㆍ외 표준 32
〈표 Ⅱ-7〉 황분분석 관련 국내ㆍ외 표준 34
〈표 Ⅱ-8〉 수분 분석 관련 국내ㆍ외 표준 36
〈표 Ⅱ-9〉 원소분석 관련 국내ㆍ외 표준 38
〈표 Ⅱ-10〉 자동차용 보통휘발유의 총발열량 측정에 대한 불확도 41
〈표 Ⅱ-11〉 자동차용 보통휘발유의 황분 측정에 대한 불확도 43
〈표 Ⅱ-12〉 자동차용 보통휘발유의 수분 측정에 대한 불확도 45
〈표 Ⅱ-13〉 자동차용 보통휘발유의 수소함량 측정에 대한 불확도 48
〈표 Ⅱ-14〉 자동차용 보통휘발유의 순발열량 산정에 대한 불확도 50
〈표 Ⅱ-15〉 발열량 측정값의 품질관리를 위한 체크리스트(예시) 53
〈표 Ⅱ-16〉 자동차용 보통휘발유의 총발열량 측정값 55
〈표 Ⅱ-17〉 자동차용 고급휘발유의 총발열량 측정값 55
〈표 Ⅱ-18〉 자동차용 보통휘발유의 순발열량 산출값 56
〈표 Ⅱ-19〉 자동차용 고급휘발유의 순발열량 산출값 57
〈표 Ⅱ-20〉 자동차용 보통휘발유의 탄소함량 및 탄소배출계수 58
〈표 Ⅱ-21〉 자동차용 고급휘발유의 탄소함량 및 탄소배출계수 58
〈표 Ⅱ-22〉 용제1호의 총발열량 측정값 60
〈표 Ⅱ-23〉 용제2호의 총발열량 측정값 60
〈표 Ⅱ-24〉 용제1호의 순발열량 산출값 61
〈표 Ⅱ-25〉 용제2호의 순발열량 산출값 62
〈표 Ⅱ-26〉 용제1호의 탄소함량 및 탄소배출계수 63
〈표 Ⅱ-27〉 용제2호의 탄소함량 및 탄소배출계수 63
〈표 Ⅱ-28〉 나프타의 총발열량 측정값 65
〈표 Ⅱ-29〉 나프타의 순발열량 산출값 66
〈표 Ⅱ-30〉 나프타의 탄소함량 및 탄소배출계수 66
〈표 Ⅱ-31〉 등유의 총발열량 측정값 68
〈표 Ⅱ-32〉 등유의 순발열량 산출값 68
〈표 Ⅱ-33〉 등유의 탄소함량 및 탄소배출계수 69
〈표 Ⅱ-34〉 자동차용 경유의 총발열량 측정값 70
〈표 Ⅱ-35〉 선박용 경유의 총발열량 측정값 71
〈표 Ⅱ-36〉 자동차용 경유의 순발열량 산출값 72
〈표 Ⅱ-37〉 선박용 경유의 순발열량 산출값 72
〈표 Ⅱ-38〉 자동차용 경유의 탄소함량 및 탄소배출계수 73
〈표 Ⅱ-39〉 선박용 경유의 탄소함량 및 탄소배출계수 73
〈표 Ⅱ-40〉 0.3 % C 중유의 총발열량 측정값 74
〈표 Ⅱ-41〉 0.5 % C 중유의 총발열량 측정값 75
〈표 Ⅱ-42〉 1.0 % C 중유의 총발열량 측정값 75
〈표 Ⅱ-43〉 4.0 % C 중유의 총발열량 측정값 75
〈표 Ⅱ-44〉 0.3 % C 중유의 순발열량 산출값 76
〈표 Ⅱ-45〉 0.5 % C 중유의 순발열량 산출값 76
〈표 Ⅱ-46〉 1.0 % C 중유의 순발열량 산출값 77
〈표 Ⅱ-47〉 4.0 % C 중유의 순발열량 산출값 77
〈표 Ⅱ-48〉 0.3 % C 중유의 탄소함량 및 탄소배출계수 78
〈표 Ⅱ-49〉 0.5 % C 중유의 탄소함량 및 탄소배출계수 78
〈표 Ⅱ-50〉 1.0 % C 중유의 탄소함량 및 탄소배출계수 79
〈표 Ⅱ-51〉 4.0 % C 중유의 탄소함량 및 탄소배출계수 79
〈표 Ⅱ-52〉 JET A-1 항공유의 총발열량 측정값 80
〈표 Ⅱ-53〉 JET A-1 항공유의 순발열량 산출값 81
〈표 Ⅱ-54〉 JET A-1 항공유의 탄소함량 및 탄소배출계수 82
〈표 Ⅱ-55〉 아스팔트의 총발열량 측정값 83
〈표 Ⅱ-56〉 아스팔트의 순발열량 산출값 83
〈표 Ⅱ-57〉 아스팔트의 탄소함량 및 탄소배출계수 84
〈표 Ⅱ-58〉 윤활기유의 총발열량 측정값 86
〈표 Ⅱ-59〉 윤활기유의 순발열량 산출값 86
〈표 Ⅱ-60〉 윤활기유의 탄소함량 및 탄소배출계수 87
〈표 Ⅱ-61〉 부생연료유 1호의 총발열량 측정값 88
〈표 Ⅱ-62〉 부생연료유 2호의 총발열량 측정값 88
〈표 Ⅱ-63〉 부생연료유 1호의 순발열량 산출값 89
〈표 Ⅱ-64〉 부생연료유 2호의 순발열량 산출값 89
〈표 Ⅱ-65〉 부생연료유 1호의 탄소함량 및 탄소배출계수 90
〈표 Ⅱ-66〉 부생연료유 2호의 탄소함량 및 탄소배출계수 90
〈표 Ⅱ-67〉 바이오디젤의 총발열량 측정값 91
〈표 Ⅱ-68〉 바이오디젤의 순발열량 산출값 92
〈표 Ⅱ-69〉 바이오디젤의 탄소함량 및 탄소배출계수 92
〈표 Ⅱ-70〉 LPG 1호의 총발열량 산출값 94
〈표 Ⅱ-71〉 LPG 2호의 총발열량 산출값 94
〈표 Ⅱ-72〉 LPG 3호의 총발열량 산출값 95
〈표 Ⅱ-73〉 LPG 1호의 순발열량 산출값 95
〈표 Ⅱ-74〉 LPG 2호의 순발열량 산출값 96
〈표 Ⅱ-75〉 LPG 3호의 순발열량 산출값 96
〈표 Ⅱ-76〉 LPG 1호의 탄소함량 및 탄소배출계수 97
〈표 Ⅱ-77〉 LPG 2호의 탄소함량 및 탄소배출계수 97
〈표 Ⅱ-78〉 LPG 3호의 탄소함량 및 탄소배출계수 98
〈표 Ⅱ-79〉 석유코크스의 총발열량 측정값 99
〈표 Ⅱ-80〉 석유코크스의 순발열량 산출값 99
〈표 Ⅱ-81〉 석유코크스의 탄소함량 및 탄소배출계수 100
〈표 Ⅱ-82〉 휘발성 석유제품의 발열량 대푯값 및 불확도 101
〈표 Ⅱ-83〉 비휘발성 석유제품의 발열량 대푯값 및 불확도 102
〈표 Ⅱ-84〉 2011년 고시환산 기준과 2014년 분석값의 비교(총발열량) 104
〈표 Ⅱ-85〉 2011년 고시환산 기준과 2014년 분석값의 비교(순발열량) 105
〈표 Ⅱ-86〉 2006 IPCC 기본값과 2014년도 분석값의 비교(순발열량) 106
〈표 Ⅱ-87〉 2006 IPCC 기본값과 2014년도 분석값의 비교(탄소배출계수) 108
〈표 Ⅱ-88〉 국내 생산, 소비되는 용제의 품질기준 109
〈표 Ⅱ-89〉 Industrial Spirit(SBP), White Spirit 및 용제의 비교 110
〈표 Ⅱ-90〉 IPCC 기본값과 부생연료유 2호의 순발열량 및 탄소배출계수 비교 110
〈표 Ⅱ-91〉 프로판 및 부탄의 순발열량 111
〈표 Ⅱ-92〉 프로판 및 부탄의 몰 질량 111
〈표 Ⅱ-93〉 프로판 및 부탄의 이론 탄소배출계수 111
〈표 Ⅱ-94〉 IPCC 가이드라인의 LPG 기본값과 국내 측정값 비교 112
〈표 Ⅲ-1〉 석탄의 분석 결과 표시 기준 118
〈표 Ⅲ-2〉 석탄의 분석 결과 표시 기준 환산표 119
〈표 Ⅲ-3〉 ISO의 석탄 등급 1차 분류 120
〈표 Ⅲ-4〉 ISO의 석탄 등급 2차 분류 120
〈표 Ⅲ-5〉 IPCC에 의한 석탄 분류 121
〈표 Ⅲ-6〉 ASTM의 석탄 분류 122
〈표 Ⅲ-7〉 KS의 석탄 분류 123
〈표 Ⅲ-8〉 대상시설별 측면자료 수집 대상 석탄 종류 125
〈표 Ⅲ-9〉 수집된 측면자료에 이용된 워크시트 125
〈표 Ⅲ-10〉 대상시설별 석탄 시료 수집 현황 126
〈표 Ⅲ-11〉 석탄의 순발열량 변환식 127
〈표 Ⅲ-12〉 석탄류의 발열량 오차허용범위 128
〈표 Ⅲ-13〉 석탄류의 원소분석 오차허용범위 128
〈표 Ⅲ-14〉 석탄류의 공업분석 오차허용범위 129
〈표 Ⅲ-15〉 석탄의 분석 규격 130
〈표 Ⅲ-16〉 대상시설별 석탄 분석 규격 133
〈표 Ⅲ-17〉 대상시설별 석탄 시료 채취 및 분석 주기 134
〈표 Ⅲ-18〉 대상시설별 시료 분석 시 사용하는 분석기기 및 검ㆍ교정 주기 135
〈표 Ⅲ-19〉 대상시설과 KOLAS 인증기관의 석탄시료 발열량분석 결과 비교 136
〈표 Ⅲ-20〉 대상시설과 KOLAS 인증기관의 석탄시료 원소분석 결과 비교 137
〈표 Ⅲ-21〉 대상시설과 KOLAS 인증기관의 석탄시료 고유수분량(IM) 비교 138
〈표 Ⅲ-22〉 대상시설과 세종대학교의 석탄시료 발열량분석 결과 비교 139
〈표 Ⅲ-23〉 대상시설과 세종대학교의 석탄시료 원소분석 결과 비교 140
〈표 Ⅲ-24〉 대상시설과 세종대학교의 석탄시료 고유수분량(IM) 비교 141
〈표 Ⅲ-25〉 국내무연탄 발열량분석 결과 142
〈표 Ⅲ-26〉 국내무연탄 산지별 총발열량(인수식) 분석 결과 143
〈표 Ⅲ-27〉 국내무연탄 원소분석(건식) 결과 143
〈표 Ⅲ-28〉 국내무연탄 총수분량 측정 및 공업분석(기건식) 결과 144
〈표 Ⅲ-29〉 연료용 수입무연탄 발열량분석 결과 145
〈표 Ⅲ-30〉 연료용 수입무연탄 원소분석(건식) 결과 145
〈표 Ⅲ-31〉 연료용 수입무연탄 총수분량 측정 및 공업분석(기건식) 결과 146
〈표 Ⅲ-32〉 원료용 수입무연탄 발열량분석 결과 146
〈표 Ⅲ-33〉 원료용 수입무연탄 원소분석(건식) 결과 147
〈표 Ⅲ-34〉 원료용 수입무연탄 총수분량 측정 및 공업분석(기건식) 결과 147
〈표 Ⅲ-35〉 연료용 유연탄 발열량분석 결과 148
〈표 Ⅲ-36〉 연료용 유연탄 산지별 총발열량(인수식) 분석 결과 149
〈표 Ⅲ-37〉 연료용 유연탄 원소분석(건식) 결과 149
〈표 Ⅲ-38〉 연료용 유연탄 총수분량 측정 및 공업분석(기건식) 결과 150
〈표 Ⅲ-39〉 원료용 유연탄 발열량분석 결과 150
〈표 Ⅲ-40〉 원료용 유연탄 원소분석(건식) 결과 151
〈표 Ⅲ-41〉 원료용 유연탄 총수분량 측정 및 공업분석 결과 151
〈표 Ⅲ-42〉 아역청탄 발열량분석 결과 152
〈표 Ⅲ-43〉 아역청탄 산지별 총발열량(인수식) 분석 결과 153
〈표 Ⅲ-44〉 아역청탄 원소분석(건식) 결과 153
〈표 Ⅲ-45〉 아역청탄 총수분량 측정 및 공업분석(기건식) 결과 154
〈표 Ⅲ-46〉 코크스 발열량분석 결과 154
〈표 Ⅲ-47〉 코크스 공업분석(기건식) 결과 155
〈표 Ⅲ-48〉 연료용 반무연탄 발열량분석 결과 155
〈표 Ⅲ-49〉 연료용 반무연탄 원소분석(건식) 결과 156
〈표 Ⅲ-50〉 연료용 반무연탄 총수분량 측정 및 공업분석(기건식) 결과 156
〈표 Ⅲ-51〉 원료용 반무연탄 발열량분석 결과 157
〈표 Ⅲ-52〉 원료용 반무연탄 원소분석(건식) 결과 157
〈표 Ⅲ-53〉 원료용 반무연탄 총수분량 측정 및 공업분석(기건식) 결과 158
〈표 Ⅲ-54〉 에너지열량 환산기준(2011년 고시)과 본 연구의 총발열량 비교 159
〈표 Ⅲ-55〉 에너지열량 환산기준(2011년 고시)과 본 연구의 순발열량 비교 160
〈표 Ⅲ-56〉 IPCC 가이드라인(2006)과 본 연구의 순발열량 비교 161
〈표 Ⅲ-57〉 IPCC 가이드라인(2006)과 본 연구의 탄소배출계수 비교 162
〈표 Ⅲ-58〉 탄소배출계수의 불확도와 2006 IPCC G/L과의 범위 비교 168
〈표 Ⅲ-59〉 미국 석탄류의 연도별 발열량 171
〈표 Ⅲ-60〉 일본 석탄류의 표준발열량 172
〈표 Ⅳ-1〉 시료 채취 적용 규격 176
〈표 Ⅳ-2〉 시료 분석 적용 규격 177
〈표 Ⅳ-3〉 대상시설별 시료 분석 시 사용하는 분석기기 및 검ㆍ교정 주기 178
〈표 Ⅳ-4〉 천연가스 발열량 측정 주기 및 장소 181
〈표 Ⅳ-5〉 생산기지 및 공급관리소 측정 규격 181
〈표 Ⅳ-6〉 2014년 월별 천연가스 성분조성비 184
〈표 Ⅳ-7〉 2014년 도입국가별 천연가스 성분조성비 185
〈표 Ⅳ-8〉 연도별 도입 천연가스 발열량(2007년~2014년) 186
〈표 Ⅳ-9〉 2014년도 월별 도입 천연가스 발열량 187
〈표 Ⅳ-10〉 2014년 도입국별 천연가스 발열량 188
〈표 Ⅳ-11〉 도시가스(LNG) 발열량의 연도별 추이 189
〈표 Ⅳ-12〉 열량제도 개선방안 190
〈표 Ⅳ-13〉 도시가스(LPG+air) 성분조성비 191
〈표 Ⅳ-14〉 도시가스(LPG+air) 발열량 191
〈표 Ⅳ-15〉 에너지열량 환산기준의 발열량과 비교 192
〈표 Ⅳ-16〉 2006 IPCC 가이드라인의 순발열량과 비교 193
〈표 Ⅳ-17〉 2006 IPCC 가이드라인의 탄소배출계수와 비교 193
〈표 Ⅳ-18〉 연도별 1차 전력 투입열량 195
〈표 Ⅳ-19〉 열(스팀) 배출계수 인용 연료 197
〈표 Ⅳ-20〉 설비별 열(스팀) 간접배출계수 199
〈표 Ⅳ-21〉 파라핀왁스와 마이크로크리스탈린왁스의 차이점 203
〈표 Ⅳ-22〉 파라핀왁스 및 마이크로크리스탈린왁스의 생산량 및 소비량 204
〈표 Ⅳ-23〉 파라핀왁스의 발열량 비교 205
〈표 Ⅳ-24〉 파라핀왁스의 탄소배출계수 비교 205
〈표 Ⅴ-1〉 에너지원별 열량 및 탄소배출계수 대푯값 207
〈그림 Ⅱ-1〉 측정불확도 추정 절차도 40
〈그림 Ⅱ-2〉 Fish-Bone Diagram(어골도) - 수소(H) 47
〈그림 Ⅱ-3〉 Fish-Bone Diagram(어골도) - 순발열량 50
〈그림 Ⅲ-1〉 배출계수의 불확도 범위 예시 (2006 IPCC 가이드라인) 163
〈그림 Ⅲ-2〉 몬테카를로 시뮬레이션의 분석 흐름도 165
〈그림 Ⅲ-3〉 크리스탈볼의 변수 정의 166
〈그림 Ⅲ-4〉 탄소배출계수의 불확도 분석 절차 167
〈그림 Ⅲ-5〉 탄소배출계수의 몬테카를로 시뮬레이션 결과 168
〈그림 Ⅲ-6〉 ASTM의 무연탄 분류 기준 169
〈그림 Ⅲ-7〉 석탄의 종류별 발열량 170
〈그림 Ⅳ-1〉 천연가스(LNG)의 생산, 수송 및 소비 단계 179
〈표 1〉 수동단열열량계의 반복성 및 재현성 범위(ASTM) 268
〈표 2〉 마이크로프로세서조정열량계의 반복성 및 재현성 범위(ASTM) 268
〈표 3〉 표준물질별 C, H, N 함량 269
〈표 4〉 원소분석의 반복성 및 재현성 범위(ASTM) 270
〈표 5〉 공업분석의 반복성 및 재현성 범위 - 석탄 272
〈표 6〉 공업분석의 반복성 및 재현성 범위 - 코크스 272
〈표 7〉 발열량분석의 반복성 및 재현성 범위(KS) 276