온실가스, 탄소중립 목표, 그리고 바이오메탄의 역할

화석 연료 기반 천연가스의 대체재로 바이오메탄 사용.

온실가스(GHG)인 이산화탄소, 메탄, 오존, 아산화질소, 수증기는 온실 효과라는 과정을 통해 지구의 온도를 조절하는 데 기여합니다.

그러나 지난 세기 동안 석탄, 석유, 가스 같은 화석 연료 연소 등 인간 활동으로 인해 과도한 이산화탄소와 기타 온실 가스가 대기로 방출되었습니다. 이로 인해 지구 온도가 상승하고 장기적인 기상 패턴이 변화하는 기후 변화가 발생하고 있습니다.

다양한 산업 분야에서 기업들은 온실가스 배출을 줄이고 탄소중립 목표에 한 걸음 더 다가서기 위한 조치를 시행하고 있다. 이는 녹색 에너지 시스템 설치부터 바이오가스 및 바이오메탄과 같은 재생 가능한 천연가스 원료 채택에 이르기까지 다양하다.

인피콘 기술은 첨단 가스 누설 감지부터 바이오가스 및 바이오메탄 분석에 이르기까지 가치 사슬 전반에 걸쳐 활용되는 분석 솔루션을 통해 이러한 노력을 지원함으로써 환경 보호와 지속가능성 목표 달성을 동시에 도모하고 있습니다.

강력하지만 간과된 온실 가스

추운 기후 지역의 많은 시설에서는 난방용으로 천연가스를 자주 사용합니다. 안타깝게도 천연가스는 주로 메탄으로 구성되어 있으며, 이는 이산화탄소(CO₂)보다 온실 효과가 더 강력합니다. 비록 메탄의 대기 체류 시간은 상당히 짧지만(CO₂의 수백 년에 비해 10년), 20년 동안 측정할 때 메탄은 CO₂보다 80배 이상 강력하며, 100년 동안 측정할 때는 20배 더 강력합니다.

천연가스 연소 시 발생하는 배출량은 석탄이나 석유에 비해 낮지만, 청정 에너지원에 비해 훨씬 높습니다. 현장 및 항공 연구를 통해 확인된 바와 같이 시추, 채굴, 운송 과정 모두 높은 메탄 누설에 기여합니다.

그러나 인프라 변경 비용은 막대한 부담이 될 수 있다. 가능한 해결책은 화석 연료 기반에서 유기물의 혐기성 분해로 생산된 바이오메탄으로 에너지원을 전환하는 것이다. 이 접근법은 그렇지 않으면 낭비될 메탄의 배출을 방지한다. 이 가스는 매립지, 분뇨 저수지, 폐수 처리 시설 등에서 발생하는 유출 메탄 배출원에서 포집 및 활용되어 대기 중으로 방출되는 이러한 가스를 줄이고 천연가스 시추 필요성을 감소시킵니다.

바이오가스는 이산화탄소, 황화수소, 수증기에서 메탄을 분리하여 바이오메탄으로 전환되며, 이는 인프라 변경 없이 천연가스의 직접 대체 연료로 사용될 수 있습니다. 가스 분석기는 성분을 정량화하고 가스의 발열량을 제공합니다.

인피콘의 솔루션

인피콘의 분석 솔루션은 누설 감지 및 가스 분석을 통해 조직이 탄소 중립 목표를 달성하도록 지원합니다.

당사의 IRwin^® 메탄 누설 감지기는 매립지, 폐수 처리장, 농업 및 산업 시설의 혐기성 소화조, 석유 및 가스 시설, 파이프라인에서 누설을 감지하는 비용 효율적인 솔루션을 제공합니다. 본질 안전형인 IRwin 메탄 누설 감지기는 메탄 누설을 식별하고 정확히 위치 파악해야 하는 까다로운 어플리케이션 분야를 위해 특별히 개발된 직관적이고 견고하며 빠른 계측기입니다. 본 장비는 독자적인 적외선 기술을 활용하여 ppm 범위부터 100 vol%까지의 메탄 농도를 측정합니다. 이 기술은 메탄에 선택적으로 반응하며, 상당한 가스 노출 후에도 신속하게 복구되는 장점을 제공합니다. 빠른 응답 및 복구 시간, 교차 감도 없음, 효율적인 액세서리, 디지털화된 문서화는 누설 조사 절차를 가속화하는 핵심 기능입니다.

누설 지점을 확인하고 바이오가스를 포집한 후에는 정제 과정을 거쳐 바이오메탄으로 전환해야 하므로 가스 분석이 매우 중요합니다. 정제된 가스의 품질을 측정해야 천연가스와 혼합 및 운송이 가능합니다. 가스 크로마토그래피는 가스를 분리하고 정량화하는 데 사용되는 잘 알려진 분석 기법입니다. 당사의 Micro GC Fusion은 휴대 가능한 섀시에서 신속한 분석을 제공한다는 점에서 기존 크로마토그래피와 차별화됩니다. Micro GC는 매립지와 같은 가혹한 환경에서도 시료 무결성을 유지하며 현장으로 가져가 신속한 현장 가스 분석이 가능합니다. 또는 Micro GC를 고정된 위치에 설치할 수 있으며, 작은 설치 공간은 제한된 공간 조건에 최적입니다. 마이크로 GC 퓨전은 마이크로전자기계시스템(MEMS) 기반 마이크로 열전도도 검출기(TCD)를 탑재하여 1ppm의 검출 한계를 제공합니다. 이는 기존 TCD보다 최소 10배 이상 높은 감도를 의미합니다.

Micro GC Fusion 가스 분석기

바이오메탄의 세계적 생산 및 이용 현황

화석 연료 기반 천연가스의 대체재로 바이오메탄을 사용하는 것은 공급과 인프라의 한계로 인해 즉각적인 해결책이 아니다. 유럽은 현재 바이오가스 최대 생산지이며, 독일은 유럽 바이오가스 플랜트 설비 용량의 약 3분의 2를 차지한다. 초기에는 에너지 작물이 독일 바이오가스 확대의 원동력이었으나, 정책은 작물 잔여물, 순차 작물, 가축 분뇨, 매립지에서 포집한 메탄 활용으로 전환되었다. 덴마크, 프랑스, 이탈리아, 네덜란드 등 다른 유럽 국가들도 바이오가스 생산을 장려하고 있다.

중국에서는 역사적으로 가정용 바이오가스 정책이 지원되었으며, 산업 규모 바이오메탄 도입은 최근에야 시작되었습니다. 미국에서는 바이오가스 생산량의 거의 90%가 매립지 가스 수집에서 비롯됩니다. 또한 농업 폐기물을 원료로 한 바이오가스 생산에 대한 관심도 증가하고 있으며, 가축이 미국 메탄 배출량의 약 3분의 1을 차지합니다. 최근 뉴욕주 시러큐스 인근에 여러 신규 플랜트가 문을 열면서 이러한 변화를 보여주고 있습니다. 미국은 주정부 및 연방 정부의 인센티브 지원 아래 바이오메탄을 운송 연료로 활용하는 글로벌 선도국이기도 합니다.

지속 가능한 에너지 수요, 온실가스 배출 감축 필요성, 기술 발전, 규모의 경제에 힘입어 바이오메탄은 점차 접근성과 비용 효율성이 높아질 전망이며, 이는 조직이 환경적으로 지속 가능한 운영을 실현하는 데 유용한 도구가 될 것입니다.