Applied Chemistry for Engineering (공업화학)

The Korean Society of Industrial and Engineering Chemistry (한국공업화학회)
권호 표지

Net Energy Analysis of the Microalgae Biorefinery

미세조류 바이오정유 공정의 에너지 수지 분석

  • Lee, See Hoon (Department of Resources and Energy Engineering, Chonbuk National University) ;
  • Kook, Jin Woo (Department of Resources and Energy Engineering, Chonbuk National University) ;
  • Na, Jeong Gal (Clean Fuel Department, Korea Institute of Energy Research) ;
  • Oh, You-Kwan (Clean Fuel Department, Korea Institute of Energy Research)
  • 이시훈 (전북대학교 자원에너지공학과) ;
  • 국진우 (전북대학교 자원에너지공학과) ;
  • 나정걸 (한국에너지기술연구원 청정연료연구단) ;
  • 오유관 (한국에너지기술연구원 청정연료연구단)
  • Published : 2013.06.10
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Abstract

Recently a novel bio refinery process with using nonedible biomass, especially microalgae, has been developed in order to directly reduce $CO_2$ concentration from flue gas and simultaneously produce renewable bio fuel. Micro algae-to-biofuel processes are composed of microalgae cultivation, harvesting, lipid extraction, and bio fuel conversion. So, there are concerns about the energy efficiencies of bio refinery processes. In this study, the net energy ratio of microalgae processes were calculated for the microalgae produced from a pilot photobioreacto using $CO_2$ released from coal combustion. In this study, trans-esterification and pyrolysis processes were used to analyze the net energy efficiencies. Micro algae-to-biofuel processes might produce bio fuels with the higher energy than that of the total consumed energy for cultivation, harvesting, extraction and conversion. If the lipid content of microalgae was higher, the trans-esterification conversion process was more effective than that of pyrolysis process.

최근 비식용 바이오매스 자원인 미세조류를 이용하여 배가스 내의 이산화탄소를 저감함과 동시에 바이오연료를 생산하는 공정이 개발되고 있다. 미세조류 바이오연료 전환 공정은 미세조류 경작, 수확, 추출, 전환 등의 다양한 공정들이 연속적으로 이용된다. 이에 따라 실제 에너지 생산 효과에 대한 우려가 여전히 존재한다. 본 연구는 석탄 발전소에서 배출되는 배가스를 이용하여 파일럿 광생물 반응기에서 생산되는 미세조류를 대상으로 바이오연료 전환에 따른 실에너지 효율을 계산하였다. 에너지 전환 공정은 전이에스터화, 열분해 공정을 선정하였으며 미세조류의 지질 함량에 따른 영향을 검토하였다. 미세조류 바이오연료 전환 공정들은 경작, 수확, 추출, 전환 등에 소요되는 에너지보다 많은 양의 에너지를 가지는 바이오연료를 생산할 수 있으며 지질 함량이 높은 미세조류는 열분해보다 전이 에스터화 반응이 효과적이었다.

Keywords

References

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