온실가스 감축 수단

온실가스 감축 수단 분류

온실가스 감축은 온실가스 배출원을 파악하고 배출원의 활동도를 제어함으로써 배출량이 감축되는 것을 의미한다. 따라서 감축계획을 수립하기 위해서는 온실가스 배출원 및 배출원의 활동도를 파악해야 한다. 온실가스 인벤토리는 온실가스 배출과 관련된 배출활동 및 배출계수에 따라 배출량이 산정되기 때문에 감축수단의 대상은 배출활동 및 배출계수 모두 해당되며 정량적 배출활동도의 저감 노력과 배출계수가 낮은 에너지를 사용함으로써 온실가스 감축은 이루어질 수 있다. 온실가스 배출활동에 따른 감축 수단은 에너지와 비에너지 측면으로 구분할 수있다. 에너지 측면의 경우, 불필요한 에너지를 절감하는 방법과 에너지 사용설비의 효율을 향상시키는 바업, 온실가스 배출계수가 작은 에너지원(저탄소에너지)으로 전환하는 방법으로 구분 할 수 있다. 비에너지 측면에서는 배출되는 온실가스를 제어하여 배출되지 않도록 하는 방법과 이산화탄소 이외 온실가스 배출활동으로부터 이산화탄소로 전환하거나 방지시설을 통해 배출량을 삭감하는 방법이 있다. 감축량 산정은 기존 에너지 사용량에 의한 온실가스 배출량을 베이스라인 배출량으로 산정하고 개선 후 에너지 사용량에 의한 온실가스 배출량을 사업배출량으로 산정하여 그 차이를 감축량으로 산정한다. 배출량 산정에는 에너지 사용량, 발열량 및 배출계수 등을 이용하며 에너지 사용량 파악을 위해서는 구체적인 모니터링이 요구된다. 만일 모니터링이 불가능한 경우에는 관련이 있는 활동도 즉 운전시간, 가동류르 부하율 등을 이용하여 산정 할 수 있도록 하여야 한다. 비에너지 부문에 대한 온실가스 감축은 공정 개선을 통하거나 온실가스를 제거함으로써 나타날 수 있다. 공정개선의 경우, 동일 제품 생산을 기준으로 하여 제품 생산량 당 온실가스 감축량을 평가한다. 온실가스 감축방법은 대기 중의 온실가스 순감축에 기여하는 행위로서 정희할 수 있으며, 온실가스 배출원으로부터의 감축방법은 직접 감축방법과 간접 감축방법으로 구분 할 수 있다. 온실가스 직접 감축방법은 배출원으로부터 배출되는 온실가스를 감축 및 근절하는 행위 및 방법으로 정의 할 수 있는 반면에 간접 감축방법은 온실가스 배출원에서 배출되는 온실가스를 감축 또는 근절하는 직접 행위가 아닌 온실가스 배출을 상쇄하는 간접적인 행위 및 방법으로 정의할 수 있다. 직접 감축방법을는 대체 물질 개발, 대체 공정, 공정 개선, 온실가스 활용, 온실가스 전화, 온실가스 처리가 있으며 간접 감축방법은 1, 2, 3차로 나뉜다. 1차 간접 감축방법은 배출원 공정을 활용한 신재생에너지 생산 활용이고, 2차 간접 감축방법은 배출원공정과 무관한 신재생에너지 적용을 통한 온실가스 배출 상쇄하는 것이다. 마지막으로 3차 간접감축방법은 탄소배출권을 구매하는 것이다.

직접 및 간접 감축 방법

 온실가스 직접 감축 방법은 에너지, 광물산업, 화학산업, 철강산업, 폐기물처리, CCS별로 나뉘어 있다. 에너지 부문은 고정연소와 이동연소로 다시 나뉜다. 광물산업부문은 시멘트 생산, 석회 생산, 탄산염의 기타 공정으로 분류되고 화학산업은 화학산업자체와 석유정제활동, 암모니아 생산, 질산 생산, 아디프산 생산, 소다회생산, 석유화학제품 생산으로 나뉜다. 철강산업은 코크스로, 소결로, 고로공정, 연기성 산소 제강공정, 전기아크로 공정으로 나뉘며 각 공정 개선이 차이가 있다. 폐기물처리는 인간활동에 의해 부수적으로 발생되는 오염물질을 안전하게 처리하는 시설로서 우리나라에서는 이러한 처리가 환경기조시설에서 이뤄지고 있다. 폐기물처리는 매립과 소각, 하수처리시설, 음식물처리시설로 나뉜다. CCS는 Carbon Capture and Storage로 직접 감축방법 중의 하나인 온실가스 처리기술로서 아직까지는 크게 실용화되진 않았다. 발전소 및 각종 산업에서 발생하는 이산화탄소를 대기로 배출시키기 전에 고농도로 포집, 압축, 수송하여 안전하게 저장하는 기술로 정의할 수 있다. CCS는 이산화탄소 포집 기술, 저장기술 등으로 세분화되어 분류되고 있다. 간접감축방법의 1차 간접 감축방법은 배출원 공정을 통해 신재생 에너지를 활용하는 방법이다. 환경기초시설의 공정을 활용한 신재생에너지 생산활용으로는 하수처리시설에서의 방류수 낙차를 이용한 소수력 발전과 하수처리시설에서 방류수 수온차를 이용한 냉난방 기술등을 꼽을 수 있다. 2차 간접 감축방법은 배출원 공정과 무관한 신재생에너지 생산 활용하는 경우이다. 신재생에너지는 기존의 화석연료를 변환시켜 이용하거나 햇빛, 물, 지열, 강수, 생물유기체등을 포함하는 재생가능한 에너지를 변환시켜 이용하는 에너지로 11개 분야가 지정되었다. 신에너지는 연료전지, 석탄액화가스화, 수소에너지의 3개 분야이고, 재생에너지는 태양열, 태양광발전, 바이오매스, 풍력, 소수력, 지열, 해양에너지, 폐기물 에너지의 8개 분야이다.

간접 감축 방법 중 연료전지

  연료전지는 연료의 산화에 의해서 생기는 화학에너지를 직접 전기에너지로 변환시키는 전지로 정의할 수 있는데, 일반 전지는 전지 내부의 반응 물질로 에너지를 전기로 전환시키는 반면(반응물질 점차 소진), 연료전지는 지속적으로 외부에서 반응물질이 공급되어 반영구적으로 사용가능하다는 장점이 있다. 연료전지의 가장 전형적인 것이 수소산소 연료전지로서 수소와 산소반응을 통해 전기 및 열을 발생하는 전기 화학적 장치이다. 연료전지에서는 전기와동시에 열이 발생하게 된다. 연료전지의 특징은 크게 네가지로 저공행성, 저소음성, 탁월한 융통성, 높은 발전효율을 꼽을 수 있다. 기본적으로 수소와 산소가 반응에 의해 에너지를 생산하면 부산물로서 물이 생성되므로 발생하는 오염물질이 없고, 소음도 발생하지 않으며, 효율도 탁월하다고 알려지고 있다. 하지만 고가에 수소 생산 및 운반, 공급등의 문제가 관건이며, 폭발 위험성을 얼마나 안정시켜 사람들에게 어필할 수 있는지 또한 과제이다. 연료전지는 수소와 공기중 산소를 전기 화학적으로 반응시켜 전력을 발생시키는 발전 장치이기 대문에 반응 산물로 발생하는 것은 물밖에 없다. 즉, 현재 우리가 사용하는 화력 발전이나 자동차에서와 같은 연소과장으로 인한 폐기물, 수질 및 대기 오염물질의 배출이 거의 없다. 수소를 발생시키는 개질 과정에서는 이산화탄소를 발생시키지만 에너지 효율이 높기 대문에 전기 출력당 배출량은 상대적으로 적은 편이다. 또한 고온 연소 공정이 없기 때문에 질소산화물, 황산화물의 배출 문제도 거의 없다. 사람들이 수소 자동차, 무공해 자동차라고 하는 이유인 것이다. 지금 우리가 타고다니는 자동차의 문제점이 모두 해결 된다고 해도 사실상 과언은 아니다. 새로운 단점들이 물론 존재하고 또 해결해야하는 것이 남겨진 발전 과정이다. 연료전지는 이온의 통로인 전해질의 종류에 따라 분류되고 있다. 그 중에서도 현재 적극적으로 개발이 진행되고 있는 것은 고분자 전해질 연료전지, 인산형 연료전지, 용융탄산염 연료전지, 고체 산화물 연료전지, 알칼리 연료전지, 직접 메탄올 연료 전지 등이 있다. 연료전지는 종류에 따라 반응 온도 및 출력 규모나 이용분야등도 각각 다르다. 비교적 저온에서 동작하는 저온형 연료전지들은 분산형 열병합 전원이나 자동차용 동력원으로서 적용되고, 고온에서 동작하는 고온형 연료전지는 중규모 발전시설에서 이용되는 경우가 많다.