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요약본< >
에너지기술 구축사업DB
A Study on Development of Energy Technology DB
2001. 12
산 업 자 원 부
- 2 -
목 차
서 론
제 부1
제 장 조사배경1
제 장 조사목적2
제 장 조사 기대효과3
제 장 조사설계4
제 절 조사범위1
기본 전제1.
조사범위 및 대상 검토2.
조사범위 및 대상 설정3.
제 절 조사방법2
조사유형 및 적용가능 조사방법 검토1.
조사대상별 조사방법2.
제 절 기술조사 양식3
기술조사 양식 설계의 개요1.
기술조사 양식2.
제 장 조사일정 및 추정예산5
제 장 조사결과물의 형태6
차 조사 결과물1. 1
중간결과물2.
최종결과물3.
단계별 주요 결과물 및 상호관계4.
제 장 조사관리체계7
- 3 -
제 부2
제 장 국내 시멘트 생산 및 기술 보유 현황1
제 절 시멘트 생산기술 현황 조사1
조사 목적 및 내용1.
조사 방법2.
제 절 시멘트 생산 및 보유설비 특성 분석2
국내 시멘트 생산 현황1.
주요 생산설비 보유 현황2.
주요 설비 특성 분석3.
시멘트 생산 에너지원단위 변화 추이4.
제 절 시멘트 생산공정의 에너지 및 물질수지3
국내 시멘트 생산공정의 에너지수지1.
시멘트 제조공정의 물질수지2.
제 절 국내 시멘트 기준생산 공정4
제 장 시멘트 신기술 개발현황2
제 장 시멘트 생산기술의 화 및 특성자료3 Code
제 절 화를 위한 기술 분류 및 화1 DB Code
기술분류1.
기술의 화2. Code
제 절 기술별 특성자료2 (Technology Worksheet)
제 장 조사 결과 및 향후 추진내용4
제 부3
제 장 보일러 기술 구축1 DB
일반사항1.
보일러 기술통계 분석 종합2.
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제 장 보일러 신기술 개발동향 조사2
제 절 보일러 신기술1
순산소 연소보일러1.
무연소실 보일러2.
무관보일러3. (Tubeless Boiler)
액중 연소보일러4.
과급보일러5.
제 절 보일러 기술의 전망2
고효율 및 고성능 보일러1.
저공해보일러2.
운전효율 향상을 위한 제어기술3.
결 론
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서 론
에너지기술 구축사업은 모든 에너지분야에서 공통적으로 느끼고 있는 기초 기술DB
자료 특히 에너지기술 사용 보급 현황 에너지사용 공정기술 구성 현황 신기술 개, ( ) , ,
발 동향 분석자료 부족의 문제점을 해결하기 위해 추진되고 있다 또한 기술정책.
관련 의사결정을 효과적으로 지원할 수 있는 정책도구 에너지모형 에서 필요로 하( )
는 기술자료 수요를 충족시켜 줌으로써 향후 기술의 채택 개발에 따른 효과 절약, , ( ,
비용 환경 분석의 신뢰성 향상 전반적인 에너지기술정책 수립 및 시행의 효율성, ) ,
향상 등의 효과를 얻고자 하는 목적을 갖고 있다.
이에 따라 에너지기술 의 당초 세부 목표는 일반적인 에너지기술정책 관련 기술DB
자료 수요와 현재 세계적으로 개발되어 널리 활용되고 있는 다양한 에너지정책관련
모형의 기술자료 수요를 폭 넓게 만족시킬 수 있는 자료의 확보에 있었다 그러나. ,
사업 수행과정에서 보다 구체적이고 실현 가능한 조사범위 설정의 필요성과 기후변
화협약 대응관련 기술정책 수립 지원을 위한 기술자료의 수요의 우선적인 반영 필
요성이 제기되었으며 이를 고려하여 세부 목표를 조정하였다, .
본 사업은 이러한 에너지기술 사업의 세부분야 중의 하나로 수행되었으며 주요‘ DB' ,
수행내용은 다음과 같다.
에너지기술조사 계획서 작성•
산업부문 공정분석 시멘트( )•
신기술 개발동향 분석 보일러( )•
기술조사계획서의 작성에 있어서 기본 원칙은 기술 사업의 목적을 달성하기 위한DB
기술자료의 확보에 두었으며 기술조사의 범위 및 전반적인 수행절차를 사전에 분,
석 검토하여 계획을 수립함으로써 실제 조사 수행시 시행착오를 최소화하고자 하였
다 구체적으로 계획서에서는 세부 조사범위 조사대상의 설정 조사방법 조사양. , , ,
식 조사주체 조사일정 등에 관한 계획과 계획서 작성을 위해 검토된 분석자료들을, ,
포함하고 있으며 보고서 제 부 에서 상세히 다루고 있다, [ 1 ] .
- 6 -
시멘트분야 공정분석은 차 년도부터 본격적으로 수행될 주요 산업공정 분석의 시2
범분야로 선정되어 수행되었다 시멘트산업 전반의 설비 및 생산현황 분석을 통해.
기술보급현황을 조사하고 각 공정기술에 대한 분석을 통하여 기술간의 관계와 개,
별 기술의 특정자료를 조사하는 방법을 사용하였다 각 공정기술간 및. Energy
를 분석하였으며 이를 바탕으로 국내 시멘트 생산의 대표 공정흐Material Balance ,
름도를 제시하고자 한다 또한 시멘트 공정의 각 요소기술별로 신기술개발 동향을.
분석하여 향후 기술대체 및 온실가스 저감 잠재력 평가 등에 활용될 수 있도록 하
였다 제 부.([ 2 ]).
보일러분야 신기술 개발동향 분석은 공통기술 조사 대상으로 본 차년도 사업에서1
우선 선정된 보일러분야 조사사업의 한 부분으로 수행되었다 보일러 기술별 보급.
현황 등 실태에 관한 조사는 에너지관리공단에서 수행하였으며 본 사업에서는 신,
기술 개발 동향 분석만을 수행하였다 다만 본 사업에서는 산업용 보일러만을 조사. ,
대상으로 하였으며 상세한 내용은 제 부 에 포함하였다, [ 3 ] .
- 7 -
제 부1
기 술 조 사 계 획 서
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제 장 조사배경1
국내 에너지분야에서는 현재 체계적이고 신뢰할 수 있는 에너지기술 보급현황,•
주요 에너지사용 산업공정 체계 개별 에너지기술의 특성 자료가 매우 부족한 실정,
이며 이는 다음과 같은 문제점의 주요 원인이 되고 있음,
기술의 개발 채택에 따른 효과 절약 비용 환경 분석의 신뢰성 저하, ( , , )•
에너지기술정책 수립 및 시행에 많은 불확실성 포함•
특히 기후변화협약과 관련하여 탄소세 등 예상되는 정책의 사전 효과 분, CDM,•
석 및 평가 곤란
다양한 에너지현안에 대한 대응전략 수립시 의사결정을 효과적으로 지원할 수 있•
는 도구 에너지모형 의 활용에 장애요인( )
따라서 체계적이고 상세한 에너지기술 자료의 조사 및 이의 구축이 절실히 필, DB•
요하며 구체적인 기술 의 필요성은 다음과 같음, DB
새로운 기술의 채택 개발 효과 평가의 신뢰성 향상을 위한 에너지기술 사용현황,•
및 상세한 기술특성자료 신기술 포함 의 확보( )
에너지 정책의 수립 및 시행의 효과를 사전에 평가할 수 있는 기초 기술정보의•
필요
경제부문 위주의 수요전망에 기술의 영향을 반영 과 의 접(Top-down Bottom-up•
목 하기 위한 기술 중심의 통계체제 필요)
본 조사계획서는 상기와 같은 필요성에 의해 구축될 에너지기술 를 위하여 향DB•
후 수행될 기술조사의 범위 및 전반적인 수행절차를 사전에 분석 검토하여 계획을
수립함으로써 실제 조사 수행시 시행착오를 최소화하고자 작성되었음
계획서는 기술자료의 조사를 위한 세부 조사범위 조사대상의 설정 이의 조사방, ,•
법 조사양식 조사주체 조사일정 등에 관한 계획과 예상 조사결과물에 대한 내용, , ,
을 포함하고 있음
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제 장 조사목적2
에너지기술 구축의 목적DB•
에너지기술 분석 및 평가 정책관련 의사결정 특히 기후변화협약 관련 기술대안, ,•
수립 및 평가를 효과적으로 지원할 수 있는 에너지기술 구축DB
에너지기술조사의 목적•
에너지기술 구축에 필요 기초 기술정보 확보DB•
기후변화협약 관련 기술정책 수립에 필요한 기술의 보급현황 및 기술특성 등 기•
초 기술자료 조사
일반적인 기술관련 시책 수립에 필요한 단순 기술자료는 물론 전체 에너지시스템•
을 대상으로 국가적인 기술정책 대안 도출에 필요한 다양한 고급 기술정보 수요를
충족시킬 수 있는 기술자료 확보
특히 국가적인 에너지기술정책 수립시 필수적으로 이용할 가능성이 높은 주요,•
에너지모형의 기술자료 수요를 적절히 반영
기술조사계획서의 목적•
에너지기술 구축을 위한 기술조사의 목적을 충족시키는데 필요한 기술자료를DB•
정의하고 이의 획득방법 및 절차를 사전에 검토 체계화함으로써 실제 조사사업의,
신뢰도와 효율성 향상
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표 주요 조사대상 분야별 조사목표< 1-1>
분 야 세부 대상분야 조 사 목 표
전환
및 가공
발전
• 현재 국내에서 사용되고 있는 모든 발전기술 화석연료 원자력 대( , ,
체에너지 기타 발전 및 송배전기술 의 보급현황 및 세부 기술특성을, )
각 사용에너지원별 기술유형별로 조사,
• 신발전기술 자료를 확보하여 향후 기후변화협약과 관련한 연료대체,
기술대체 등의 효과 분석이 가능한 기술자료 확보
정유
• 원유로부터 최종 석유제품 생산까지 정유부문 전반에 대한 현장 공
정분석을 실시하여 사용기술의 현황을 파악 배관 공급기술 포함( / )
• 국내 정유부문 대표공정 흐름도 및 각 공정기술에 대한 특성자료
확보
도시가스• 주요 도시가스 생산 및 공급 공정과 기술 현황조사 배관(LNG, LPG) (
공급기술 포함/ )
기타• 연탄제조 등 에너지소비 정도가 낮은 기타 전환 및 가공기술에 대
한 보완 조사
산업
음식료
• 대표적으로 식품 설탕 주류 맥주 주정 에 대한 공정분석을 실시하( ), ( , )
여 공정구성과 기술 보급현황에 대한 자료 조사
• 기타 음식료 업종에 대해서는 주요 에너지사용설비를 중심으로 공
통기술에 해당하는 조사를 실시하여 음식료 산업 전반의 에너지사용
기술을 파악
섬유
• 섬유산업의 주요 업종인 화학섬유 방적 직물 염색분야에 대한 공, , ,
정분석을 통해 대표공정과 각 기술의 보급 및 특성자료를 조사 확보
• 기타 섬유분야에 대해서는 설비 중심으로 주요 에너지사용기술을
도출하고 공통기술에 포함하는 조사를 실시하여 섬유산업의 주요 공
정 및 기술에 대한 상세 자료 확보
제지• 펄프 종이 판지 골판지 종이용기 등 주요 제지제품별 생산공정에, / , ,
대한 공정분석을 수행하고 기술보급황 및 개별 기술 특성자료를 확보,
석유화학
• 기초원료 생산으로부터 합성수지 합성원료 합성고무 등 주요 최종, ,
석유화학제품 생산에 이르기까지 공정에 대한 분석을 실시하여 전체
석유화학 공정에 대한 기술보급현황 및 기술특성 자료를 확보
고무 프라스틱/
• 자동차 타이어 제조 분야에 대한 공정분석을 실시하고 기타 제품의,
생산공정에 사용되는 에너지기술은 공통기술에 포함하여 조사함으로
써 고무 프라스틱 산업 관련 핵심 기술자료 확보, /
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표 의 계속< 1-1>
분 야 세부 대상분야 조 사 목 표
산업
비금속광물
• 시멘트 개 시멘트 생산업체에 대한 현장조사를 통하여 공정분석: 11
을 실시하고 기술보급현황 및 신기술 개발 동향에 대한 자료 확보,
• 유리 및 유리제품 주요제품별 판유리 유리병 유리식기 이화학 산: ( , , , .
업용유리 공정분석을 수행하여 각 제품 생산공정 및 기술자료 확보)
• 도자기 및 기타 요업제품 점토 및 도자기질 타일 제품은 공정분석:
을 실시하고 기타 제품은 공통기술에 포함하여 조사 수행,
• 기타 비금속 광물 제품 생산분야는 공통기술에 포함하여 조사하고,
이를 통해 전체 비금속광물 분야 기술자료를 확보
차금속1
• 차 철강 고로 및 전기로의 주요제품별 생산공정 분석을 통하여 대1 :
표적인 공정구성 및 각 기술의 보급 특성자료 확보/
• 차 비철금속 대표적으로 동 아연 납 생산공정에 대한 분석을 실1 : , ,
시하여 공정 및 기술자료를 확보하고 기타 제품은 에너지사용 설비를,
중심으로 공통기술에 포함하여 조사하여 기술자료 확보
공통기술
• 보일러 요 로 열교환기 전동기 건조기 버너 조명기기 폐열회수, . , , , , , ,
기술 등 대부분의 산업분야에서 공통적으로 사용되는 설비 특성의 기술
을 조사
• 공정분석 대상분야에서 사용되는 공통기술은 조사시 그 포함 관계를
구분하여 적용
• 동일 기술의 경우에도 사용 업종이나 공정에 따라 세부 설비구성 및
운전상 특성을 달리하는 특징을 반영하여 업종별 용도별 공통기술의,
보급 및 개발동향에 관한 기술자료를 확보
상업
사무기기• 컴퓨터 프린터 복사기 팩시밀리 등 주요 사무기기별 보급 및 에너, , ,
지사용 특성에 관한 자료 확보
상업건물용
에너지사용기기
• 상업용 난방 급탕 냉방 냉동 냉장 공조기기 조명기기 보급 실적, , , / , ,
및 기기별 설비관련 특성 자료 확보( )
상업용
건물 특성
• 건물을 일반 사무용 등 사용 유형으로 구분하고 유형별 특성 및 보급
에 관한 상세 자료를 확보 지역적 특성 포함( )
• 건물 에너지절약 관련 요소기술에 관한 분석을 실시하여 절약기술 기(
법 의 정량적인 온실가스 저감잠재력 평가 등을 위한 기초 분석자료 확)
보
가정
가전기기
• 에어콘 냉장고 세탁기 선풍기 김치냉장고 등 주요 전기사용, , , TV, ,
가전기기는 물론 취사 주방용 기기별 보급 및 에너지사용 특성에 관한/
자료 확보
가정건물용
에너지사용기기
• 가정용 난방 급탕 냉방기기 조명기기보급 실적 및 기기별 설비 관, , , (
련 특성 자료 확보)
주택용
건물 특성
• 건물을 단독주택 아파트 등 유형으로 구분하여 유형별 특성 및 보급,
에 관한 상세 자료를 확보 지역적 특성 포함( )
• 건물 에너지절약 관련 요소기술에 관한 분석을 실시하여 절약기술 기(
법 의 정량적인 온실가스 저감잠재력 평가 등을 위한 기초 분석 자료)
확보
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표 의 계속< 1-1>
분 야 세부 대상분야 조 사 목 표
수송
자동차 에너지
기술개발
• 자동차 신기술 개발 가능성 조사
• 연료소비효율 개선 기술의 보급현황 및 전망
대체연료자동차
기술개발
• 주요 대체연료 자동차의 개발현황 조사
태양광 하이브리드 수소 연료전지 전기자동차 등- , , , ,
자동차 엔진 기술• 가솔린 직접분사 기술 희박연소 엔진기술 디젤 직접분사기술, , ,
밸브가변기구 가변흡기시스템,
변속기 개발기술
• 무단변속기 자동변속기 제어기술 반자동 수동변속기 수(CVT), , ,
동변속기 단 자동변속기 단 륜 구동 개선기술 하이브리드자6 , 5 , 4 ,
동차 구동장치
중량저감기술• 전륜구동 기술 경량 차체 샤시 기술 알루미늄 마그네슘, steel / , /
합금기술 엔지니어링 플라스틱 복합소재 최적화 설계기술, / ,
기계손실
저감기술
• 보조기기 효율개선기술 저마찰 피스톤링 저마찰 오일 공회전, , ,
제어기술 감속 최적화, Integrated Starter/Generator, Fuel fut-off
기술 전동식 저구름 저항 타이어, Power Steering,
공기저항
저감기술• 공력계수 저감(Cd)
배출가스
후처리기술• 후처리 매연여과장치NOx (De-NOx),
철도기술
항공기술
선박기술
• 차년도로 조사계획 이월
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제 장 조사 기대효과3
에너지기술의 채택 및 개발 효과 분석 평가의 기초 자료 확보/•
상세하고 정확한 기술 보급 자료 기술의 효율 등 특성자료를 활용하여 새로운,•
기술의 채택 및 개발 효과를 사전에 분석 평가 가능/
비용효과적인 기술의 채택 개발 목표지향적인 기술개발프로그램 수립 및 효과의/ ,•
극대화
에너지관련 정책 수립 및 수행효과 분석자료 확보•
유가정책 자발적협약 등의 정책 수준 및 효과에 대한 적절한 사전 분석을, (VA)•
위한 기초자료로 활용을 통해 효율적이고 다양한 정책 대안 도출 및 수행
기후 변화협약 대응의 기반 기술정보 확보•
신뢰성있는 온실가스 배출원 및 배출량 분석 가능•
현재 경제부문 위주의 수요전망을 토대로 한 온실가스 배출전망 보완 기술개발( ,•
기술 연료의 대체의 효과 등을 반영 가능/ )
기후변화협약에 대한 효과적이고 다양한 기술적 대응방안 수립 가능•
기후변화협약관련 각종 시책 등 의 효과분석 신뢰성 증진(CDM )•
에너지수요 전망의 신뢰성 향상에 기여•
경제부문 위주의 수요 전망에 기술의 영향을 보다 구체적으로 반영 과(Top-down•
방법의 접목 가능한 기술자료의 확보Bottom-up )
에너지수요전망의 신뢰성 향상•
주요 조사체계 및 결과 활용•
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그림 주요 조사체계 및 결과 활용[ 1-1]
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제 장 조사설계4
제 절 조사범위1
기본 전제1.
조사 범위 및 대상 검토의 목적은 에너지기술 에 포함될 기술분야를 선정하는DB•
데 우선적인 목표가 있으며 각 분야별 기술조사 방법의 채택과도 관련이 있음 현, (
재 기술 구축을 위한 조사방법으로 크게 공정분석과 단위기술 조사 방법을 고려DB
하고 있으며 이는 조사분야별 특성을 반영하여 결정된 것임, )
국내 산업관련 대부분의 통계 작성에는 통계청이 고시하는 한국표준산업분류 가“ ”•
기준이 되고 있으며 에너지관련 통계 에너지총조사 등 역시 동 분류를 기본으로, ( )
하고 있음
본 조사범위 검토에는 제 차 개정작업을 통하여 년 월부터 시행되고 있는8 2000 3•
한국표준산업분류 를 적용 개의 대분류를 가지고 있으며 이중 에너지분야와 밀“ ” (20 ,
접한 제조업은 개의 부문으로 다시 분류23 )
따라서 타 통계와의 호환성과 자료의 원활한 이용성을 고려하여 본 사업의 기술,•
조사범위 및 대상 검토는 한국표준산업분류 를 적극 반영하는 한편 에너지기술의“ ” ,
특성을 추가로 고려하여 수행
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표 한국표준산업분류< 1-2>
대 분 류 제 조 업
코 드 분 야 코 드 분 야
A 농업 임업.• 15 음 식료품제조업.•
B 어업• 16 담배제조업•
C 광업• 17 섬유제품제조업 봉제의목 제외( )•
D 제조업• 18 봉제의복 및 모피제품 제조업•
E 전기 가스 등.• 19 가죽 가방 및 신발 제조업,•
F 건설업• 20 목재 및 나무제품 제조업 가구 제외( )•
G 도소매업• 21 펄프 종이 및 종이제품 제조업,•
H 숙박 음식.• 22 출판 인쇄 및 기록매체 복제업,•
I 운수업• 23 코크스 석유정제품 및 핵연료제조업,•
J 통신업• 24 화합물 및 화학제품 제조업•
K 금융 보험.• 25 고무 및 프라스틱제품 제조업•
L 부동산 임대.• 26 비금속광물제품 제조업•
M 사업서비스• 27 제 차금속산업1•
N 행정 국방 등.• 28 조립금속제품 제조업 기계 및 가구제외( )•
O 교육서비스• 29 기타 기계 및 장비제조업•
P 보건 복지,• 30 컴퓨터 및 사무용기기 제조업•
Q 오락 문화 등,• 31 기타 전기기계 및 전기변환장치 제조업•
R 공공 개인,• 32 전자부품 영상 음향 및 통신장비 제조업, ,•
S 가사서비스• 33 의료 정밀 광학기기 및 시계제조업, ,•
T 국제 외국,• 34 자동차 및 트레일러 제조업•
35 기타 운송장비 제조업•
36 가구 및 기타제품 제조업•
37 재생용 가공원료 생산업•
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조사범위 및 대상 검토2.
가 표준산업분류와 에너지분류와의 포함관계 검토.
본 기술 구축에서는 에너지분야를 시스템적으로 표현할 수 있으며 기존 통계DB ,•
의 분류체계에서도 통상적으로 채택하고 있는 에너지전환 및 가공 산업 수송 가, , ,
정 상업부문의 분류체계를 채택,
표 은 한국표준산업분류 의 개 대분류를 앞서 언급한데로 본 기술 와< 1-3> “ ” 20 DB•
에너지분야에서 통상적으로 사용되고 있는 분류체계와 비교하여 상호 포함관계를
검토 제시한 것임
표 의 분류는 구축하고자하는 기술 의 세부분야별 를 의미하며 각< 1-3> DB DB DB ,•
분야별로 표준산업분류와의 관계를 나타내고 있음
전기 가스 및 수도사업 의 포함분야 중 수도는 에너지전환 및 가공 과 관련이. (E) ‘ ’•
적으므로 동 분야에서 배제
운수업 중 여행알선 창고 및 운송관련 서비스 는 상업부문 포함이 적합(I) ‘ , ’•
기타공공 등 의 하수 폐기물처리 기술은 산업부문 포함이 적합(R) ‘ , ’•
표 는 제조업 개 업종의 주요 포함분야를 정리한 것이며 제조업 중 기< 1-4> 23 ,•
술조사 대상 업종의 선정 업종별 조사방법의 적용 결정 등의 기본자료로 활용,
- 18 -
표 기술 분류와 한국표준산업분류의 관계 설정< 1-3> DB
분류DB 표준산업분류 대분류 주요 포함 분야
전환 및
가공전기 가스 및 수도사업. (E)•
발전 송배전,•
가스제조 및 배관 공급•
증기 온수공급/•
수도•
산업
농업 및 임업(A)• 농업 임업,•
어업(B)• 어로어업 양식어업 어업관련 서비스, ,•
광업(C)• 석탄 원유 유라늄 금속 비금속광물, , , ,•
제조업(D)• 음식료 제조업 외 개 분야22•
건설업(F)• 토목 건물 각종 전문 건설업, ,•
수송 운수업(I)•육상 수상 항공 여객 및 화물, ,•
여행알선 창고 및 운송관련 서비스,•
가정 기사 서비스업(S)• 가사서비스•
상업
도매 및 소매업(G)•자동차 판매 및 차량연료 소매•
도매 및 상품중개 기타 소매업,•
숙박 및 음식점업(H)• 숙박업 음식점업,•
통신업(J)• 우편 소포 전기 통신, ,•
금융 및 보험업(K)• 금융 보험업 및 관련 서비스,•
부동산 및 임대업(L)• 부동산 기계 및 소비용품 임대,•
사업서비스(M)• 정보처리 연구개발 전문직 사업지원, , ,•
공공행정 국방. (N)• 공공행정 국방 사회보장 행정, ,•
교육 서비스업(O)• 교육기관•
보건 및 사회복지업(P)• 보건 병원 등 사회복지 복지 수용시설( ), ( )•
오락 문화 및 운동관련,•
서비스업(Q)영화 방송 공연 문화 및 운동 관련, , ,•
기타 공공 수리 및,•
개인서비스(R)
하수 폐기물처리 청소, ,•
회원단체 산업단체 노동조합 종교단체( , , )•
기계장비 자동차 등 가정용품 수리( ),•
기타 서비스 목욕탕 세탁 장례관련 등( , , )•
국제 및 외국기관(T)• 외국공관 기타 국제기관,•
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표 제조업 부문별 세부 포함분야 한국표준산업분류< 1-4> ( )
제 조 업
코드 분 야 주요 포함분야 비고
15 음 식료품제조업.•
음식료 유지가공업•
음식료
낙농제품 및 아이스크림 제조•
곡물가공 전분 및 사료 제조,•
음료 주류 음료 제조( , )•
기타 식품 제조•
16 담배제조업• 담배 제조•
17 섬유제품제조업 봉제의복 제외( )• 섬유제품 제조 염색 및 가공,• 섬유
18 봉제의복 및 모피제품 제조업• 봉제의복 모피제품 제조,•
19 가죽 가방 및 신발 제조업,• 가죽 가방 신발 제조, ,•
20 목재 및 나무제품 제조업 가구 제외( )• 목재 및 나무제품 제조•
21 펄프 종이 및 종이제품 제조업,• 펄프 종이 판지 골판지 종이용기, / , ,• 제지
22 출판 인쇄 및 기록매체 복제업,• 출판 인쇄 기타 복제업, ,•
23 코크스 석유정제품 및 핵연료제조업,•
코크스 및 관련제품 제조•
석유정제품 제조• 정유
핵연료 가공업•
24 화합물 및 화학제품 제조업•
기초화학물 유기 무기 화합물 염료 비료( ( ) , ,•
및 질소화합물 합성고무 플라스틱 물질, /석유화학
의약품•
기타 화학제품 농약 도료 잉크 비누 화( , / , ,•
장품
화학섬유•
25 고무 및 프라스틱제품 제조업• 고무제품 플라스틱 제품 제조,•고무 프라/
스틱
26 비금속광물제품 제조업•
유리 및 유리제품•비금속
광물도자기 및 기타 요업제품•
시멘트 석회 프라스터 제조,•
27 제 차금속산업1•
제 차 철강산업1•
차 금속1제 차 비철금속 동 알루미늄 아연1 ( , , )•
금속 주조•
28 조립금속제품 제조업 기계 및 가구제외( )• 조립금속제품 제조 금속처리,•
29 기타 기계 및 장비제조업• 기계 및 장비제조업•
30 컴퓨터 및 사무용기기 제조업• 컴퓨터 및 사무용기기 제조•
31 기타 전기기계 및 전기변환장치 제조업•전동기 발전기 전기변환장치 제어장치, , , ,•
케이블 전지 조명장치, ,
32 전자부품 영상 음향 및 통신장비 제조업, ,• 반도체 통신기기 전자부품, ,•
33 의료 정밀 광학기기 및 시계제조업, ,• 의료 측정기기 안경 사진기 시계/ , , ,•
34 자동차 및 트레일러 제조업• 자동차 트레일러,•
35 기타 운송장비 제조업• 선박 철도장비 항공기 등, ,•
36 가구 및 기타제품 제조업• 가구 귀금속 악기 운동기구 등, , ,•
37 재생용 가공원료 생산업• 재생용 금속 비금속 가공원료 생산( )•
- 20 -
조사범위 및 대상 설정3.
가 조사분야 및 범위.
기술조사의 범위는 크게 전환 및 가공 산업 수송 가정 상업의 개부문으로 나, , , , 5•
누고 각각의 세부 범위 및 대상을 선정,
기술 각 부문과 한국표준산업분류 기준 사이의 포함관계 에너지소비 정도 그DB , ,•
리고 조사의 가능성을 고려하여 범위를 설정
전체 기술조사 분야 및 각각의 범위는 표 와 같이 설정< 1-5>•
표 기술조사 분야 및 범위< 1-5>
조사 분야 조사 분야 및 범위
전환 및 가공
발전 송배전,•
가스제조 및 배관 공급•
정유•
연탄제조•
산업
농림 수산업•
광업•
건설업•
제조업 정유는 전환 및 가공 에 포함( ‘ ’ )•
표 의 상업부문 중 기타공정 의 하수 폐기물처리 포함< 1-3> ‘ (R) ,•
수송 운수업 및 민간 수송분야•
가정 가사 서비스•
상업
표 의 상업부문 중 공공행정 국방 국제 및 외국기관< 1-3> ‘ , (N)', (T)'•
제외
표 의 운수업 중 여행알선 창고 및 운송관련서비스 포함< -3> ‘ (I)' ’ , ‘•
- 21 -
나 조사대상.
전환 및 가공1)
발전•
에너지원별 기술유형별로 현재 국내에서 사용하고 있는 모든 발전기술을 포함,ㆍ
하고 현재 개발중인 신기술 역시 포함 부록 참고, ([ 1] )
정유 도시가스 기타, ,• 부록 참고([ 1] )
원유를 정제하여 최종 석유제품을 생산하기까지 공정분석 및 각 공정기술ㆍ
도시가스 생산 및 배관 공급기술ㆍ
연탄제조 등 기타 전환 및 가공기술ㆍ
표 조사대상 전환 및 가공기술< 1-6> -
세 부 분 야 조사대상
발 전
화석연료발전기술•
원자력발전기술•
대체에너지발전기술•
기타 발전기술•
자가발전 지역난방 저장 환경오염 제거 등( , , , )
송배전기술•
정 유
원유정제 공정•
증류공정•
분리공정LPG•
나프타개질공정•
공정MEROX•
윤활공정•
아스팔트 추출공정•
중간유분 탈황공정•
배관공급기술•
도시가스
도시가스 생산•
도시가스 생산 공급 공정(LNG) /•
도시가스 생산 공급 공정(LPG) /•
배관 공급기술•
기 타 기타 전환 및 가공기술•
- 22 -
산업2)
산업부문의 기술조사 대상은 크게 공정분석과 단위기술 조사 대상으로 구분•
공정분석은 최종 생산제품을 중심으로 이를 생산하기 위한 주요 공정기술 구성을•
파악하고 각 공정기술의 특성을 분석함으로써 에너지다소비 산업분야에서 새로운,
기술의 채택이 전체 공정에 미치는 대체효과 등을 적절히 평가하기 위함 공정분석(
대한 상세한 설명은 제 장 제 절 조사방법 참조5 2 ‘ ’ )
한국표준산업분류의 제조업 개 업종 중 개를 공정분석 대상으로 선정하고 기23 8 ,•
타 업종은 단위 기기 중심의 공통기술 조사에 포함
공정분석 대상 개 업종은 에너지 다 소비 업종이면서 최종 생산품 생산과정에8•
다수의 공정이 연계된 업종을 중심으로 선정
공정분석 대상 업종은 크게 개이나 세부범위에 따라서는 개 조사대상으로 구8 , 12•
분 세부 분석대상별 공정 및 기술 기본 분석자료는 부록 참고( [ ] )Ⅱ
세부 공정분석은 대상 업종 중에서 에너지소비와 밀접한 관련이 있는 핵심적인•
소업종 및 공정을 중점적으로 포함
표 조사대상 산업 공정분석 대상< 1-7> - -
분 야 조 사 대 상
음식료식품 설탕( )•
주류 맥주 주정( , )•
섬유 섬유 화학섬유 방적 직물 염색( , , , )•
제지 펄프 종이 판지 골판지 종이용기 등 각 제품별 생산공정, / , ,•
정유( ) 원유 정제( )•
석유화학기초화합물 유기 무기 화합물 염료 비료 및 질소화합물 합성고무( ( ) ), , ,•
플라스틱 물질/
고무 프라스틱/ 고무제품 타이어( )•
비금속광물
유리 및 유리제품 판유리 유리용기 압축갈색유리( , , )•
도자기 및 기타 요업제품 점토벽돌 및 도자기질 타일( )•
시멘트•
차금속1차 철강산업 전처리 제선 제강 주조 압연 마감처리1 ( , , , , , )•
차 비철금속 동 아연1 ( , )•
- 23 -
공통기술•
산업부문 등에 공통적으로 사용될 수 있는 개별 설비 특성을 가진 단위기술•
단 여러 산업부문에 공통적으로 적용 가능하지만 적용부문별로 실제 사용시 기, ,•
술의 특성을 다소 달리하는 경우가 많으므로 가능하면 기술의 적용부문별 상세 기
록을 유지함이 바람직
표 조사대상 공통기술< 1-8> -
분 야 조 사 대 상
보일러
산업용 보일러• 보일러와 버너형식 용량 등으로 구분 조사,•
보일러 형식 노통연관보일러 수관보일러 관류: , ,•
보일러 직립형보일러 열매체보일러 기타 보일러, , ,
버너형식 증기 공기 분무식 유류 가스 겸용 가: ( ) , / ,•
스버너 미분탄버너 기타버너, ,
요 로. 산업용 요 로.•
가열로 열처리로 용해로 전기로 아크로 등, , , ,•
차 금속산업 용광로 등 사용기술 제외1•
요업용 용해로 소성로 킬른 제외, ,•
열교환기 산업용 열교환기•판열교환기 플레이트 코일 열교환기 스파이럴, ,•
열교환기 디스크형 열교환기 등,
전동기 산업용 전동기•기존전동기 직류 교류단상 교류 상전동기: , , 3•
고효율기기 고효율전동기 인버터 모터절전기: , ,•
건조기 산업용 건조기•
복사열건조기 자외선건조기 콘에어건조기 고주, , ,•
파가열기 분무건조기 열무건조기 전기로건조기, , , ,
진공건조기 원적외선가열건조기 증기탈지기 포밍, , ,
기 등
버 너 산업용 버너•증기 공기 분무식 유류 가스 겸용 버너 가스버( ) , / ,•
너 미분탄버너 기타버너, ,
조명기기 산업용 조명기기• 고광도방전등 백열등 형광등, ,•
폐열회수 산업용 폐열회수 기술• 내식성열교환기 전열교환기 히트파이프, ,•
- 24 -
상업3)
상업용 건물 범위 사무실 숙박시설 학교 병원 판매시설: , , , ,•
상업용 사무기기 및 건물관련 기술•
사무기기•
컴퓨터 프린터 복사기 등, , , FAX•
상업용 건물관련 기술•
건물 유형 및 관련 특성 절약기법 포함( )•
상업 건물용 주요 에너지사용 설비 난방 냉방기 등( , )•
표 조사대상 상업< 1-9> -
분 야 조 사 대 상
사무기기
컴퓨터•대형 중형 워크스테이션 노트북 등/ ( ), PC,•
의 경우 가정용 포함PC•
프린터• 대형컴퓨터용 등, Laser, Inkjet•
복사기• 주요 옵션 사양별 복사기•
팩시밀리• 주요 옵션 사양별 복사기•
기타 사무기기• 기타 사무기기•
상업건물용
에너지사용기기
설비관련( )
난방용기기• 보일러 온풍기 등,•
급탕용기기• 보일러 순간온수기 등,•
냉방기기• 전기에어컨 가스냉방기 등,•
냉동 냉장기기/• 냉동 냉장기기/•
공조기기• 중앙 개별 공조설비/•
조명기기•백열등 형광등 등 모든 조명기기,•
산업용 포함•
상업용
건물 특성
건물 유형별 특성•
상업용 건물의 범위에 포함되는 건물의 주요•
유형별 특성 창 벽 지붕 바닥 등의 형태 및( , , ,
특징)
건물 유형별 보급율• 상업용 건물의 유형별 보급율•
절약기술 기법( )•
평가관련자료
기술적용에 따른 건물의 에너지절약 효과 평•
가요소별 특성자료
- 25 -
건물의 절약기술 기법 평가 관련 조사대상 자료( )•
창 종류별 특성•
창 크기별 특성•
벽의 구조 및 재료별 특성•
벽 단열기술별 특성•
지붕 단열기술별 특성•
바닥 단열기술별 특성•
건축구조 경구조 중구조 별 특성( , )•
건물의 향에 따른 특성•
건물의 기밀화에 따른 기계환기 부하 특성•
침기량에 의한 에너지손실•
배열회수에 따른 에너지절감•
내부 발열밀도에 따른 에너지 분석 조명밀도 조도영향 기기발열 밀도 인체( , ,• →
발열밀도)
위 절약기술 기법 관련 조사 자료는 건물의 창 벽 지붕 등의 각 구성요소 개별( ) , ,•
적용 또는 여러 가지 요소들을 조합하여 사용할 경우 에너지절약 효과 분석에 필요
한 기초자료를 포함하고 있음
동 조사 대상자료의 구성은 가정부문의 건물에도 동일하게 적용 됨•
상업용 조명기기 조사시 산업부문에서 사용하고 있는 기술을 포함하여 조사하되•
용도는 구분하여 줄 것
컴퓨터 조사시 가정부문의 를 포함하여 조사하되 부문별 구분을 명확히 할 것PC ,•
가정4)
가정용 건물 공동주택 단독주택 등: ,•
- 26 -
가정용 기기 및 건물관련 기술•
가전기기•
에어콘 냉장고 세탁기 등 일반 가전기기, , , TV•
취사용기기•
가정용 건물•
건물 유형 및 관련 특성 절약기법 포함( )•
가정용 건물의 주요 에너지사용 설비 난방 급탕 등( , )•
표 조사대상 가정< 1-10> -
분 야 조 사 대 상
가전기기
에어콘• 주요 기술유형 및 용량별•
냉장고• 주요 기술유형 및 용량별•
세탁기• 주요 기술유형 및 용량별•
TV• 주요 기술유형별•
선풍기• 주요 용량별•
김치냉장고• 주요 용량별•
취사 주방용기기/•가스레인지 전기밥솥 석유버너, , ,•
전자레인지 석기건조기 식기세척기 등, ,
가정 건물용
에너지사용기기
설비관련( )
난방용기기• 보일러 전기난로 온풍기 등, ,•
급탕용기기• 보일러 순간온수기 등,•
냉방기기• 중앙냉방 아파트 등 적용시( )•
조명기기• 가정용 조명기기•
주택용
건물 특성
건물의 유형별 특성•
가정용 건물의 범위에 포함되는•
건물의 주요 유형별 특성 창 벽 지붕( , , ,
바닥 등의 형태 및 특징)
건물 유형별 보급율• 가정용 건물의 유형별 보급율•
절약기술 기법( )•
평가관련 자료
기술적요에 따른 건물의 에너지절약•
효과 평가요소별 특성자료
수송5)
자동차관련 에너지기술별 조사지표 및 조사내용 설정ㆍ
자동차분야 에너지기술별 조사지표 및 조사내용은 앞에서 언급한 에너지기술 정보
수요 조사 결과에서 집계된 결과와 에너지기술별 주요결과표 안 을 중심으로 설정( )
하였다.
- 27 -
자동차 기존기술관련 보유지표별 조사지표 및 조사내용ㆍ
차종별 보유대수ㆍ
차종별 보유대수에 대한 조사지표 및 조사내용○
차종 승용차 버스 화물차 이륜차- : , , ,
차종별 크기 배기량 인승 톤급- : , ,
승용차 가격 및 세금관련 지표ㆍ
구입가격 및 유지비용에 대한 조사지표 및 조사내용○
구입가격 공장도가격 판매가격- : ,
유지비용 연료비 등- :
세금에 대한 조사지표 및 조사내용○
판매단계 공장도가격 특별소비세 교육세 부가가치세- : , , ,
등록단계 등록세 교육세 취득세 공채 지하철 기타- : , , , ( , )
보유단계 자동차세 교육세 면허세- : , ,
운행단계 교통세 지방교육세 교육세 부가가치세 등- : , , ,
승용차 보유관련 지표ㆍ
연료종류별 보유대수에 대한 조사지표 및 조사내용○
연료종류 휘발유 경유- : , , LPG
승용차 크기 배기량- :
보유기준 공인연비에 대한 조사지표 및 조사내용○
- 28 -
공인연비 수동기어식 자동기어식 연비- : ,
보유기준 승용차 속성에 대한 조사지표 및 조사내용○
승용차 크기 배기량- :
차량중량 수동기어식 자동기어식- : ,
실내면적 장 폭 고- : , ,
최고출력 등-
자동차 기존기술관련 판매지표별 조사지표 및 조사내용ㆍ
차종별 판매대수ㆍ
차종별 판매대수에 대한 조사지표 및 조사내용○
차종 승용차 버스 화물차 이륜차- : , , ,
차종별 크기 배기량 인승 톤급- : , ,
승용차 판매관련 지표ㆍ
연료종류별 판매대수에 대한 조사지표 및 조사내용○
연료종류 휘발유 경유- : , , LPG
승용차 크기 배기량- :
판매기준 공인연비에 대한 조사지표 및 조사내용○
공인연비 수동기어식 자동기어식 연비- : ,
판매기준 승용차 속성에 대한 조사지표 및 조사내용○
승용차 크기 배기량- :
차량중량 수동기어식 자동기어식- : ,
실내면적 장 폭 고- : , ,
최고출력 등-
- 29 -
자동차 신기술관련 조사지표 및 내용ㆍ
엔진기술ㆍ
엔진기술에 대한 조사지표○
가솔린 직접 분사- (GDI)
희박연소 엔진- (Lean Burn)
디젤직접분사- (DDI)
밸브 가변기구- (CVVT, EMV)
가변흡기시스템- (VIS)
터보차저 인터쿨러- / (Turbocharger/Intercooler)
실린더 휴지기구- (Cylinder Deactivation)
행정 엔진- 2 (2-Stroke Engine)
엔진기술에 대한 조사지표별 조사내용○
기준자동차 대비 연비 변화 구입비용 변화 총효율 변화 적용 자동차 종류 보- , , , ,
급시기 초기년도 성숙년도 보급률 초기년도 성숙년도( , ), ( , )
변속기개발 기술ㆍ
변속기개발 기술에 대한 조사지표○
무단변속기- (CVT)
자동변속기 제어기술 변속 제어- ( Pattern )
반자동 수동변속기- (ASG)
수동변속기 단- (M/T) 6
자동변속기 단- (A/T) 5
륜 구동 개선 기술- 4 (4WD)
하이브리드자동차 구동장치- (HEV)
- 30 -
변속기개발 기술에 대한 조사지표별 조사내용○
기준자동차 대비 연비 변화 구입비용 변화 중량 변화 적용 자동차 종류 보급- , , , ,
시기 초기년도 성숙년도 보급률 초기년도 성숙년도( , ), ( , )
중량저감 기술ㆍ
중량저감 기술에 대한 조사지표○
전륜구동 기술- (Front Wheel Drive)
경량 차체 샤시 기술- Steel /
알루미늄 마그네슘 합금기술- / (Al-Engine Block, Al-BIW)
엔지니어링 플라스틱 복합소재- /
최적화 설계 기술- (Shape Design)
중량저감 기술에 대한 조사지표별 조사내용○
연비 변화 구입비용 변화 재료 변화 중량 변화 적용 자동차 종류 보급시기 초- , , , , , (
기년도 성숙년도 보급률 초기년도 성숙년도, ), ( , )
기계손실저감 기술ㆍ
기계손실저감 기술에 대한 조사지표○
보조기술 효율개선 기술- (Alternator, Air-con, Fan)
저 마찰 피스톤 링-
저마찰 오일 저점도- ( )
공회전 제어 기술- (RPM Down)
- Integrated Starter/Generator(Idle Off-Restart)
감속 최적화기술- Fuel cut-off
전동식- Power Steering
저구름저항 타이어- (Tire)
- 31 -
기계손실저감 기술에 대한 조사지표별 조사내용○
연비 변화 구입비용 변화 재료 변화 중량 변화 적용 자동차 종류 보급시기 초- , , , , , (
기년도 성숙년도 보급률 초기년도 성숙년도, ), ( , )
공기저항저감 기술ㆍ
공기저항저감 기술에 대한 조사지표○
공력 계수 저감- (Cd)
공기저항저감 기술에 대한 조사지표별 조사내용○
연비 변화 구입비용 변화 중량 변화 적용 자동차 종류 보급시기 초기년도 성- , , , , ( ,
숙년도 보급률 초기년도 성숙년도), ( , )
배출가스 후처리 기술ㆍ
배출가스 후처리 기술에 대한 조사지표 및 조사내용○
후처리- NOx (De-NOx)
매연여과장치- (DPF)
배출가스 후처리 기술에 대한 조사지표별 조사내용○
연비 변화 구입비용 변화 중량 변화 적용 자동차 종류 보급시기 초기년도 성- , , , , ( ,
숙년도 보급률 초기년도 성숙년도), ( , )
대체연료자동차관련 조사지표 및 조사내용ㆍ
- 32 -
천연가스 자동차ㆍ
천연가스 자동차에 대한 조사지표 및 조사내용○
천연가스 자동차 연비 변화 구입비용 변화 중량 변화 연료 종류 적용 자동- : , , , ,
차 종류 보급시기 초기년도 성숙년도 보급률 초기년도 성숙년도, ( , ), ( , )
전기자동차ㆍ
전기 자동차에 대한 조사지표 및 조사내용○
전기 자동차 연비 변화 구입비용 변화 중량 변화 배터리 종류 배터리 가격- : , , , , ,
적용 자동차 종류 보급시기 초기년도 성숙년도 보급률 초기년도 성숙년도, ( , ), ( , )
하이브리드 자동차ㆍ
전기 하이브리드 자동차에 대한 조사지표 및 조사내용○
하이브리드 자동차 연비 변화 구입비용 변화 중량 변화 배터리 종류 배터리- : , , , ,
가격 적용 자동차 종류 보급시기 초기년도 성숙년도 보급률 초기년도 성숙년, , ( , ), ( ,
도)
연료전지 자동차ㆍ
연료전지 자동차에 대한 조사지표 및 조사내용○
연료전지 자동차 연비 변화 구입비용 변화 중량 변화 연료전지방식 연료전- : , , , ,
지가격 적용 자동차 종류 보급시기 초기년도 성숙년도 보급률 초기년도 성숙년, , ( , ), ( ,
도)
수소 자동차ㆍ
수소 자동차에 대한 조사지표 및 조사내용○
수소 자동차 연비 변화 구입비용 변화 중량 변화 수소종류 수소연료가격 적- : , , , , ,
용 자동차 종류 보급시기 초기년도 성숙년도 보급률 초기년도 성숙년도, ( , ), ( , )
- 33 -
태양광 자동차ㆍ
태양광 자동차에 대한 조사지표 및 조사내용○
태양광 자동차 연비 변화 구입비용 변화 중량 변화 태양전지방식 태양전지- : , , , ,
가격 적용 자동차 종류 보급시기 초기년도 성숙년도 보급률 초기년도 성숙년, , ( , ), ( ,
도)
자동차LPGㆍ
자동차에 대한 조사지표 및 조사내용LPG○
자동차 연비 변화 구입비용 변화 중량 변화 적용 자동차 종류 보급시- LPG : , , , ,
기 초기년도 성숙년도 보급률 초기년도 성숙년도( , ), ( , )
여객용 자동차 이용관련 조사지표 및 조사내용ㆍ
주행연비ㆍ
대당 연비에 대한 조사지표 및 조사내용○
대당 연비 지역 차령 연료 기어방식- : , , ,
가구당 연비에 대한 조사지표 및 조사내용○
가구당 연비 지역 가구원수 운전자수 가구주 연령 소득 연료 등- : , , , , ,
주행거리ㆍ
대당 주행거리에 대한 조사지표 및 조사내용○
대당 주행거리 지역 차령 연료 기어방식- : , , ,
가구당 주행거리에 대한 조사지표 및 조사내용○
가구당 주행거리 지역 가구원수 운전자수 가구주 연령 소득 연료 등- : , , , , ,
자동차 운행관련 사항ㆍ
운행목적에 대한 조사지표 및 조사내용○
운행목적 통근 통학 업무용 시장보기 레저 기타- : , , , , ,
- 34 -
승차인원에 대한 조사지표 및 조사내용○
승차인원 승차정원 평균 승차인원 주간 월간 연간- : , ( , , )
승차율-
운행일수에 대한 조사지표 및 조사내용○
운행일수 주간 월간 연간 운행일수- : , ,
운행회수에 대한 조사지표 및 조사내용○
운행회수 주간 월간 연간 운행회수- : , ,
운전자 연령에 대한 조사지표 및 조사내용○
연령 주운전자 부운전자- : ,
자동차 보유관련 사항ㆍ
보유형태에 대한 조사지표 및 조사내용○
보유형태 개인 출퇴근 통학 개인 사업용 법인 업무용 기타- : , , ,․보유대수에 대한 조사지표 및 조사내용○
보유대수 전체 남편 부인 자녀보유- : , , ,
연료종류에 대한 조사지표 및 조사내용○
연료종류 휘발유 경유- : , , LPG, LNG
가구당 연간수입에 대한 조사지표 및 조사내용○
연간수입 전체 남편 부인 자녀- : , , ,
주거지에 대한 조사지표 및 조사내용○
주거지 상업지역 주택지역 신축 단독주택지 신축공동주택지 농어촌지역 기- : , , , , ,
타 도시내 기타 도시외 등,
가구주 직업에 대한 조사지표 및 조사내용○
직업 농림 어업 자영 상공 자유업 경영자 임원 기술직 사무관리직 노무- : , , , , , , ,ㆍ
자 전업주부 학생 기타, , ,
- 35 -
자동차 교체관련 사항ㆍ
교체희망 차종에 대한 조사지표 및 조사내용5555○
승용차 배기량- :
버스 배기량 인승- : ,
교체시 이유에 대한 조사지표 및 조사내용○
이유 사용자가 복수여서 현재 차선호가 달라서 현재 차가 작아서 현재 차가- : , , ,
낡아서 연비가 나빠서 면허취득자가 늘어서 업무 통근 통학 필요로 레져 전, , , ,․ ․용차가 필요로 기타,
평균 보유기간에 대한 조사지표 및 조사내용○
보유기간 신규구입후 보유기간 중고구입후 보유기간 출고후 보유기간- : , ,
교체 희망시기에 대한 조사지표 및 조사내용○
교체 희망시기 신규규입 중고구입- : ,
교체 자동차의 주운전자에 대한 조사지표 및 조사내용○
주운전자 전체 남편 부인 자녀 기타- : , , , ,
화물용 자동차 이용관련 조사지표 및 조사내용ㆍ
주행연비ㆍ
대당 연비에 대한 조사지표 및 조사내용○
대당 연비 지역 차령 연료 기어방식- : , , ,
가구당 연비에 대한 조사지표 및 조사내용○
가구당 연비 지역 가구원수 운전자수 가구주 연령 소득 연료- : , , , , ,
- 36 -
주행거리ㆍ
대당 주행거리에 대한 조사지표 및 조사내용○
대당 주행거리 지역 차령 연료 기어방식- : , , ,
가구당 주행거리에 대한 조사지표 및 조사내용○
가구당 주행거리 지역 가구주 운전자 소득 연료 등- : , , ,
자동차 운행관련 사항ㆍ
운행목적에 대한 조사지표 및 조사내용○
운행목적 적재 운송 공차 운송 통근 통학 업무용 시장보기 레저- : , , , , ,․적재량에 대한 조사지표 및 조사내용○
적재량 최대적재량 평균적재량 주간 월간 연간- : , ( , , )
공차율 적재효율- ,
운행일수에 대한 조사지표 및 조사내용○
운행일수 주간 월간 연간 운행일수- : , ,
운행회수에 대한 조사지표 및 조사내용○
운행회수 주간 월간 연간 운행회수- : , ,
운전자 연령에 대한 조사지표 및 조사내용○
연령 주운전자 부운전자- : ,
자동차 보유관련 사항ㆍ
보유형태에 대한 조사지표 및 조사내용○
보유형태 개인 출퇴근 통학 개인사업용 법인 업무용 기타- : , , ,․보유대수에 대한 조사지표 및 조사내용○
보유대수 전체 남편 부인 자녀보유- : , , ,
- 37 -
연료종류에 대한 조사지표 및 조사내용○
연료종류 휘발유 경유- : , , LPG, LNG
가구당 연간수입에 대한 조사지표 및 조사내용○
연간수입 전체 남편 부인 자녀- : , , ,
차고지에 대한 조사지표 및 조사내용○
차고지 상업지역 주택지역 신축 단독주택지 신축공동주택지 농어촌지역 기- : , , , , ,
타 도시내 기타 도시외 등,
화물운송시 업종에 대한 조사지표 및 조사내용○
업종 음 식료품 섬유 의복 종이 출판 화학 의약 고무 플라스틱 비금- : , , , , , ,․ ․ ․ ․속 광물 차 금속 전기 기계 전자통신장비 운수장비 도 소매업 기타, 1 , , , , ,․ ․ ․
자동차 교체관련 사항ㆍ
교체희망 차종에 대한 조사지표 및 조사내용○
화물차 톤급- :
교체시 이유에 대한 조사지표 및 조사내용○
이유 사용자가 복수여서 현재 차선호가 달라서 현재 차가 작아서 현재 차가- : , , ,
낡아서 연비가 나빠서 면허취득자가 늘어서 업무 통근 통학 필요로 레저 전, , , ,․ ․용차가 필요로 기타,
평균 보유기간에 대한 조사지표 및 조사내용○
보유기간 신규구입후 보유기간 중고구입후 보유기간 출고후 보유기간- : , ,
교체 희망시기에 대한 조사지표 및 조사내용○
교체 희망시기 신규구입 중고구입- : ,
- 38 -
제 절 조사방법2
조사유형 및 적용가능 조사방법 검토1.
가 조사 유형.
공정분석•
주요 에너지다소비 산업의 기술조사에 적용•
생산공정을 구성하고 있는 기술의 종류 각 기술간의 연관관계를 사용에너지와,•
원료를 중심으로 분석하고 생산공정기술 흐름도를 작성
공정을 구성하고 있는 각 단위기술에 대한 특성은 개별 단위기술 조사방법에 따•
르되 각 공정을 특성 생산품 등 을 충분히 고려하여야 함( )
세부 공정 또는 개별 단위기술의 채택 또는 대체의 경우 전체 공정 또는 단위기,•
술에 미치는 영향을 효과적으로 분석하기 위한 방법
기술조사 수행시 공정분석을 통해 사용기술 목록을 도출함으로써 주요 기술의 누•
락방지와 조사 데이터의 신뢰도를 높일 수 있음
개별 단위기술 조사•
각 단위 기술의 물리적 특성 비용 오염물질 배출 등에 관한 특성자료, ,•
단위기술의 특성자료 예시•
기술의 적용분야• 사용연료 및 구성•
사용재료 원료 및 구성( )• 효율•
생산에너지 제품/• 부생 에너지 제품 재료/ ( )•
이용율• 정지율 계획 고장( , )•
투자비용• 유지보수비용 고정 변동( , )•
연료 수송비용• 기술의 수명•
현재 보유 용량• 이용가능시기•
오염물질 배출종류 및 양• 기술의 계정별 특성•
- 39 -
나 적용가능 조사방법.
현장실사•
연구팀에서 직접 현장에 적용되고 있는 기술들의 특성을 측정 에너지진단 등 하여( )•
기술자료를 도출하는 방법
조사결과의 신뢰도 측면에서 가장 우수한 방법•
산업분야 중 공정분석 대상업종에 우선적으로 적용 가능•
많은 인력과 시간 비용이 소요되며 현장업체의 적극적인 지원이 요구됨, ,•
업체의 적극적인 협조를 위해 직접적인 조사사업 참여방안 모색•
비용 및 신기술에 대한 특성 조사를 위해 문헌조사 방법 병행 필요•
문헌조사•
국내외 학술지 보고서 제조업체 기술자료 등 문헌자료를 통한 기술특성 조사 방, ,•
법 에너지관리공단의 보유 자료 적극 활용( )
분야별 전문가로 구성된 연구팀에 의해 자료조사 및 분석 수행•
조사결과의 신뢰성은 자료의 선택 분석가의 전문성에 따라 좌우됨,•
비교적 적절한 수준의 비용과 기간 내에 조사 가능하며 특히 신기술 조사에 적,•
절한 방법
국내 기술현황 수준 의 반영에는 한계가 있으며 이의 보완을 위해서 부분적인 현( ) ,•
장조사의 병행이 필요 문헌자료의 선택을 위해 최소한 사용기술의 종류 형식 는 파( ( )
악 필요)
현장 보완조사의 신뢰성 향상과 업체의 협조 유도를 위해 업체 종사자 중 전문가•
를 적극 활용
설문조사•
사용가능 공정 기술 목록을 작성한 후 산업체를 대상으로 기술보유 현황과 사용, ,•
기술의 특성에 대한 설문조사 우편 방문조사( , )
조사결과의 신뢰도는 낮을 것으로 예상되나 통계학적인 접근방법을 적용하여 결,•
과를 보정함으로써 신뢰도 향상 가능
현장실사와 문헌조사의 보조수단으로 사용 가능•
전문가의견 조사•
문헌 설문조사 과정에서 세부 기술특성을 계량화하기 어려운 분야에 적용/•
예 기술의 효율 등에 관한 문헌 설문조사 결과가 상이하게 도출되었을 경우 이를( , /
최종적으로 계량화하는데 전문가의 판단을 활용)
- 40 -
조사대상별 조사방법2.
표 조사대상별 조사방법< 1-11>
분 야 세부분야 조사대상 조사방법
전환
및
가공
발전
화석연료발전기술•
원자력발전기술•
대체에너지발전기술•
기타 발전기술 자가발전( ,•
지역난방 포함)
송배전기술•
문헌조사를 통해 기존 발전기술 및 신 발전기술에•
대한 특성자료 수집
기존 기술의 경우 문헌조사 결과와 국내•
적용기술운영 실적 자료를 비교 분석하여 대표치 도출
문헌조사와 국내 실적자료 조사에 한전의 협조와•
전문가 참여 필요
정유원유정제 공정•
배관 공급기술•
국내 개 정유회사 중 개를 대상으로 적용 공정 및5 1•
기술에 대한 현장실사 실시
석유화학 산업과 연계분석이 효과적이며 현장실사,•
대상업체는 정유 석유화학을 포함하는 종합 석유화학,
기업이 적합
현장실사 대상 이외의 업체에 대한 적용기술•
설문조사 및 신기술에 대한 문헌조사 병행
도시가스도시가스 생산•
배관 공급기술•
개 도시가스 공급업체 중 개에 대한 현장조사32 1•
문헌조사 및 관련업체에 대한 설문조사•
기타 기타 전환 및 가공기술• 문헌조사 및 관련업체에 대한 설문조사•
산업
음식료식품 설탕( )•
주류 맥주 주정( , )•
국내 개 설탕제조업 중 곳 개 맥주 생산업체 중3 1 , 2•
곳 개 주정업체 중 곳에 대한 현장조사1 , 12 1
공정분석 대상 이외 기업에 대한 기술적용 현황에•
관한 설문조사 실시
신기술에 대한 문헌조사•
섬유섬유 화학섬유 방적 직물( , , ,•
염색)
국내 섬유산업은 원료 원사 원단 최종제품 생산업, , ,•
등 분야별로 총 여개 업체가 있음230
개 업체는 대상으로 주요 제품 화학섬유 방적2~3 ( , ,•
직물 염색 별 생산공정에 관한 현장실사 수행, )
기타 주요기업에 대해서는 설문조사를 통한 기술현황•
조사
문헌조사를 통한 신기술정보 수집•
제지펄프 종이 판지 골판지, / , ,•
종이용기 등 제품별 생산공정
산업부문 에너지기술 저감잠재량 평가를 위한“•
타당성 분석 사업을 통해 수행된 제지분야 기술현황”
및 공정분석 결과를 활용
기 조사된 결과를 본 사업에서 요구하는 기술조사•
형식에 맞게 재분석 정리,
석유화학 주요 석유화학 제품 제조•개 석유화학 업체 중 정유분야와 연계하여47•
종합적인 조사가 가능한 업체를 선정하여 공정분석
고무/
프라스틱고무 타이어( )•
자동차 타이어 제조 분야에 대한 공정분석•
국내 개 자동차타이어 제조업체 중 곳 대상으로3 1•
현장 실사
기타 업체에 대한 설문조사 및 신기술에 대한•
문헌조사
- 41 -
표 계속< 1-11>
분 야 세부분야 조사대상 조사방법
산업
비금속광물
시멘트•
유리 및 유리제품•
도자기 및 기타 요업제품•
시멘트•
개 주요 시멘트 생산업체에 대한 현장조사11•
차년도에 공정분석 수행1•
유리 및 유리제품•
주요제품별 판유리 유리병 유리식기 이화학 산업( , , , ,•
용유리 공정분석 수행)
각 주요제품 생산업체 중 대표적인 업체에 대한 현•
장실사
현장실사 업체 이외에 대해서는 설문조사를 통해•
기술현황 파악
신기술에 대한 문헌조사 실시•
도자기 및 기타 요업제품•
점토 및 도자기질 타일 생산공정에 대한 현장조사•
및 신기술에 대한 문헌조사
차금속1
차 철강산업1•
차 비철금속 동 아연 납1 ( , , )•
차 철강1•
대표적인 고로 및 전기로 업체에 대한 주요제품별•
생산공정 분석
산업부문 에너지기술 저감잠재량 평가를 위한 타“•
당성 분석 사업으로 수행된 철강부문 기존 및 신기”
술에 대한 문헌조사 결과를 활용
차 비철금속1•
국내에는 개의 동 제련업체가 있으며 이에 대한1 ,•
공정분석 수행
아연 납 생산업체 각 곳에 대한 공정분석 수행, 1•
기타 업체에 대한 현황 설문조사 및 신기술에 관한•
문헌조사
공통기술
보일러보급현황 조사•
에너지관리공단 보유자료 에너지 다소비업체 보고(•
자료 등 를 토대로 기초 보유현황 및 통계작성)
주요 사용기술 목록 작성•
각 기술의 유형별 용량별로 세부 구분,•
주요 공통기술 보유업체 목록 작성•
작성된 보유업체 목록을 중심으로 기술보유 및 에•
너지사용 현황에 대한 설문조사 조사대상과 모집단의(
수를 고려한 적절한 통계학적 방법 적용
신기술 개발동향•
관련 전문가 집단을 활용하여 문헌조사를 중심으로•
기술개발 동향 조사 분석
요 로.
열교환기
전동기
건조기
버너
조명기기
폐열회수
- 42 -
표 계속< 1-11>
분 야 세부분야 조사대상 조사방법
상업
사무기기컴퓨터 프린터 복사기 팩시, ,•
밀리 등
사무기기별 보급에 관한 기존 통계 및 사무기기 생•
산업체의 제품 생산 판매 자료를 활용 기초조사를 수/
행하고 통계학적 방법을 통한 설문조사 실시,
에너지소비 특성은 제품사양을 기준으로 하되 필요,•
시 실측 병행
상업건물용
에너지사용
기기 설비(
관련)
난방용 기기•
급탕용기기•
냉방기기•
냉동 냉장기기/•
공조기기•
조명기기•
난방 급탕 냉방 냉동 냉장 공조기기 조명기기, , , / , ,•
보급 실적 및 기기별 특성은 기존 보급 현황 통계 및
제품 사양 자료를 통해 기초 조사 수행
조사결과 신뢰도 확보에 필요한 경우 보유현황에•
설문조사 및 에너지소비특성에 대한 실측조사 병행
상업용
건물 특성
건물의 유형별 특성•
건물의 유형별 보급율•
절약기술 기법 평가 관련 자( )•
료
건물의 유형별 특성 및 보급율•
현장실사 방법을 주로 활용•
개 도시 서울 대전 대구 광주 부산 제주 를 중6 ( , , , , , )•
심으로 현장 조사를 수행
절약기술 기법 평가관련 자료 도출( )•
건물 에너지절약 관련 요소기술 분석•
기존 연구결과 및 문헌자료를 토대로 한 시뮬레이•
션을 통한 기술분석을 중점적으로 활용
가정
가전기기
에어콘 냉장고 세탁기, , , TV,•
선풍기 김치냉장고,
주요 전기사용 가전기기의 보급율은 한전에서 매년•
수행하고 있는 가전기기 보급율 조사 결과를 기본“ ”
적으로 활용 취사 주방용 기기 포함( / )
보급현황 분석에 필요한 경우 가전기기별 보급에•
관한 기존 통계 및 생산업체의 제품 생산 판매 자료/
를 보완 활용하여 기초조사를 수행하고 통계학적 방,
법을 통한 설문조사 실시
에너지소비 특성은 제품사양을 기준으로 하되 필요,•
시 실측 병행
취사 주방용 기기/•
가정건물용
에너지사용
기기 설비(
관련)
난방용 기기•
급탕용 기기•
냉방기기 아파트 등의 중앙(•
냉방용)
조명기기•
난방 급탕 냉방기기 조명기기보급 실적 및 기기, , ,•
별 특성은 기존 보급 현황 통계 및 제품 사양 자료를
통해 조사
조사결과 신뢰도 확보에 필요할 경우 보유현황에•
설문조사 및 에너지소비특성에 대한 실측조사 병행
주택용
건물 특성
건물의 유형별 특성•
건물 유형별 보급율•
절약기술 기법 평가 관련 자( )•
료
건물의 유형별 보급율에 대한 현장조사•
개 도시 서울 대전 대구 광주 부산 제주 및6 ( , , , , , )•
개의 농 어촌 지역을 중심으로 현장 조사를 수2~3 ․행
절약기술 기법 평가관련 자료 도출( )•
건물 에너지절약 관련 요소기술 분석•
기존 연구결과 및 문헌자료를 토대로 한 시뮬레이•
션을 통한 기술분석을 중점적으로 활용
- 43 -
수송부문< >
수송부문 에너지기술 조사대상 및 조사방법•
년도 수송부문 에너지기술 조사대상 및 조사방법2002•
자동차 기존기술관련 조사○
조사대상 자동차 회사별 자동차 생산모델별 자동차- :
주요 조사내용-
자동차 기존기술관련 보유지표 자료로 차종별 보유대수 승용차 가격 및 세금관, ,•
련 자료 승용차 공인연비 등,
자동차 기존기술관련 판매지표 자료로 차종별 판매대수 승용차 가격 및 세금관, ,•
련 자료 승용차 공인연비 등,
조사방법 자동차사별 발표자료를 중심으로 문헌조사 실시 자동차 차종별 자동- : ,
차 성능 등 제원조사
자동차관련 신기술 조사○
조사대상 자동차 회사별 신기술개발관련 부서 기술연구소- : ,
주요 조사내용-
엔진기술•
변속기 기술•
중량저감 기술•
기계손실저감 기술•
공기저항저감 기술•
배출가스 후처리 기술•
조사방법 자동차사별 기술개발 부서를 중심으로 조사표 안 에 의한 자계식 현- : ( )
지방문조사 실시 시험조사후 조사표 설계 안 보완 예비조사를 통한 조사표 안 확, ( ) , ( )
정 뒤 본조사 실시
자계식 조사란 피조사자가 직접 조사표에 기재하는 방식의 조사를 말함*
- 44 -
대체연료자동차관련 조사○
조사대상 자동차 회사별 대체연료자동차 개발관련 부서 기술연구소- : ,
주요 조사내용-
천연가스 자동차•
전기 자동차•
하이브리드 자동차•
연료전지 자동차•
수소 자동차•
자동차LPG•
조사방법 자동차사별 대체연료자동차 개발관련 부서를 중심으로 조사표 안 에- : ( )
의한 자계식 현지방문조사 실시 시험조사후 조사표 설계 안 보완 예비조사를 통, ( ) ,
한 조사표 안 확정 뒤 본조사 실시( ) .
승용차 이용관련 조사○
조사대상 승용차 보유자- :
주요 조사내용-
승용차 일반사항•
승용차 연료소비에 관한 사항•
승용차 보유에 관한 사항•
교체희망 승용차에 관한 사항•
조사상의 특징은 가구별 보유 승용차대수가 대 이상이 많은 실정을 감안하여* 2
보유 승용차 과 보유 승용차 에 대해서 별도 조사‘ 1’ ‘ 2’
조사방법 승용차 보유자를 중심으로 조사표 안 에 의한 타계식 설문 면접 조사- : ( )
실시 시험조사후 조사표 설계 안 보완 예비조사를 통한 조사표 안 확정 뒤 본조. ( ) , ( )
사 실시
타계식 조사란 조사자가 직접 조사표에 기재하는 방식의 조사를 말함*
- 45 -
년도 수송부문 에너지기술 조사대상 및 조사방법2003•
철도관련 기술조사○
조사대상 철도관련 기술개발 회사 기술연구소 및 철도차량 보유회사- : ,
주요 조사내용 추후 분석 필요- :
조사방법 철도관련 기술개발 회사를 중심으로 조사표 안 에 의한 자계식 현지- : ( )
방문조사 실시 시험조사후 조사표 설계 안 보완 예비조사를 통한 조사표 안 확정. ( ) , ( )
뒤 본조사 실시
선박관련 기술 조사○
조사대상 선박 기술개발 회사 기술연구소 및 해운용 선박 보유회사- : ,
주요 조사내용 추후 분석 필요- :
조사방법 선박관련 기술개발 회사를 중심으로 조사표 안 에 의한 자계식 현지- : ( )
방문조사실시 시험조사후 조사표 설계 안 보완 예비조사를 통한 조사표 안 확정, ( ) , ( )
뒤 본조사 실시
항공기관련 기술 조사○
조사대상 항공기관련 기술개발 회사 기술연구소 및 항공기 보유 회사- : ,
주요 조사내용 추후 분석 필요- :
조사방법 항공기관련 기술개발 회사를 중심으로 조사표 안 에 의한 자계식 현- : ( )
지방문조사 실시 시험조사후 조사표 설계 안 보완 예비조사를 통한 조사표 안 확, ( ) , ( )
정 뒤 본조사 실시
화물차 이용관련 조사○
조사대상 화물차 보유자- :
주요 조사내용-
화물차 일반사항•
화물차 연료소비에 관한 사항•
화물차 보유에 관한 사항•
교체희망 화물차에 관한 사항•
조사방법 화물차 보유자를 중심으로 조사표 안 에 의한 타계식 설문 면접조사- : ( )
실시 시험조사후 조사표 설계 안 보완 예비조사를 통한 조사표 안 확정 뒤 본조. ( ) , ( )
사 실시
- 46 -
년도 수송부문 에너지기술 조사대상 및 조사방법2004•
자동차 기술과 관련 보완조사○
조사대상 자동차 신기술 및 대체연료자동차 개발관련 부서 연구소- : ,
주요 조사내용-
자동차 신기술별 연비 비용 등의 보완조사 엔진기술 변속기 기술 중량저감: , ,• ․기술 기계손실저감 기술 공기저항저감 기술 배출가스 후처리 기술 등, , ,
대체연료자동차관련 연비 비용 등의 보완조사 천연가스 자동차 전기 자동차: , ,• ․하이브리드 자동차 연료전지 자동차 수소 자동차 자동차 등, , , LPG
조사방법 자동차 신기술 및 대체연료자동차 개발관련 부서를 중심으로 조사표- :
안 에 의한 자계식 조사 실시( )
자동차 신기술 및 대체연료자동차 시장보급가능율 조사○
조사대상 자동차 신기술 및 대체연료자동차 개발관련 연구소 및 전문가- :
주요 조사내용-
자동차 신기술별 시장보급율 조사 엔진기술 변속기 기술 중량저감 기술 기계: , , ,•
손실저감기술 공기저항저감 기술 배출가스 후처리 기술 등, ,
대체연료자동차 시장보급율 조사 천연가스 자동차 전기 자동차 하이브리드 자: , ,•
동차 연료전지 자동차 수소 자동차 자동차 등, , , LPG
조사방법 자동차 신기술 및 대체연료자동차 개발관련 연구소 및 전문가를 중심- :
으로 조사표 안 에 의한 자계식 조사 실시( )
- 47 -
버스 이용관련 조사○
조사대상 버스 보유자- :
주요 조사내용-
버스 일반사항•
버스 연료소비에 관한 사항•
버스 보유에 관한 사항•
교체희망 버스에 관한 사항•
조사방법 버스 보유자를 중심으로 조사표 안 에 의한 타계식 면접조사 실시 시- : ( ) .
험조사후 조사표 설계 안 보완 예비조사를 통한 조사표 안 확정 뒤 본조사 실시( ) , ( )
이륜차 이용관련 조사○
조사대상 이륜차 보유자- :
주요 조사내용-
이륜차 일반사항•
이륜차 연료소비에 관한 사항•
이륜차 보유에 관한 사항•
조사상의 특징은 여객용과 화물용으로 구분하여 별도 조사*
조사방법 이륜차 보유자를 중심으로 조사표 안 에 의한 타계식 설문 면접조사- : ( )
실시 시험조사후 조사표 설계 안 보완 예비조사를 통한 조사표 안 확정 뒤 본조. ( ) , ( )
사 실시
- 48 -
제 절 기술조사 양식3
기술조사 양식 설계의 개요1.
가 조사양식 설계의 기본방향 및 전제.
조사양식은 기술조사 수행시 본 기술 사업의 목적 달성을 위해 각 분야 대상별DB /•
세부 조사표 설계시 세부 조사항목 설정에 필수적으로 반영되어야 할 특성들을 포
함하고 있음
세부조사표는 실제 조사사업 착수 전에 문헌조사 등의 사전조사를 통하여 각 분•
야별 기술현황 및 특성을 보다 상세히 사전 분석한 후 본 조사양식을 바탕으로 각
분야 대상별 특성을 고려하여 반영하여 설계하고 최종 기술 구축시 기본 데이터/ , DB
구조로 활용
본 조사양식은 기술의 대체효과 기후변화협약 관련 기술전략 대안 평가 등을 위,•
해 기초자료로 필요하다고 판단되는 기술특성을 포함하고 있음
조사양식의 설계를 위해서 세계적으로 널리 알려진 기존 에너지기술 및 이를DB•
활용하는 에너지모형에 대한 상세 분석을 수행하였음
여러 가지 다양한 형태의 기술 및 모형을 기본적으로 참고하였으며 특히 기후DB ,•
변화협약과 관련하여 활용도가 높은 독일의 그리고IKARUS, MARKAL, EFOM, EU
의 공통적인 기술데이터 수요를 중점적으로 종합 반영하여 설계하였음common DB
부록 참고([ III] )
- 49 -
기술조사 양식2.
나 산업 공정분석 대상 기술용. ( ) 조사양식( 2-1)
공정분석 대상 기술용 제품 원료 의 물량 중심 분석 가능기술1) ( ( ) )
특 성 특 성 치 단 위
기술명
주 생산제품명
주 생산제품 생산량 생산량 단위1
부생제품 원료 생산량( ) (1) 부생제품 생산량 주 생산제품 단위/ 1
부생제품 원료 생산량( ) (2) 부생제품 생산량 주 생산제품 단위/ 1
부생제품 원료 생산량( ) (3) 부생제품 생산량 주 생산제품 단위/ 1
부생제품 원료 생산량( ) (4) 부생제품 생산량 주 생산제품 단위/ 1
부생제품 원료 생산량( ) (5) 부생제품 생산량 주 생산제품 단위/ 1
연료 사용량(1) 주 생산제품 단위MJ/ 1
연료 사용량(2) 주 생산제품 단위MJ/ 1
연료 사용량(3) 주 생산제품 단위MJ/ 1
연료 사용량(1) 원료단위 주 생산제품 단위/ 1
연료 사용량(2) 원료단위 주 생산제품 단위/ 1
연료 사용량(3) 원료단위 주 생산제품 단위/ 1
부생에너지 생산량(1) 주 생산제품 단위MJ/ 1
부생에너지 생산량(2) 주 생산제품 단위MJ/ 1
부생에너지 생산량(3) 주 생산제품 단위MJ/ 1
이용율 %
기술 수명 년
기술의 잔존 설비용량 주 생산품 생산용량 년/
이용가능시기 신기술( ) 년
투자비용 원 주 생산품 단위 생산용량/
고정 유지보수비 원 주 생산품 단위 생산용량/
변동 유지보수비 원 주 생산품 생산량/
폐기비용 원 주 생산품 생산용량/
CO2 배출 연료kg/GJ.
배출CO 연료g/GJ.
배출NOx 연료g/GJ.
SO2 배출 연료g/GJ.
CH4 배출 연료g/GJ.
N2 배출O 연료g/GJ.
- 50 -
제 장 조사일정 및 추정예산5
표 조사일정 및 추정예산< 1-12>
- 51 -
예산은 공정의 복잡성 조사대상 기술의 수를 고려한 추정예산 임,•
사업총괄 및 관리부문 최소 명의 전담인력 투입 기준 반영: 2•
산업 공정분석 분야 조사대상 업종별로 명의 고급인력 투입과 여비 등 직접: 2•
비용을 고려하여 개 업종 당 억원으로 소요예산 추정 단 정유 석유화학의 공정1 1 ( , ,
의 복잡성과 기술의 수를 고려하여 투입인력을 각각 인 인으로 조정하여 산출3 , 4 )
전환 및 가공분야 발전 및 도시가스의 분야 기술조사가 문헌조사 위주로 진행:•
될 것임을 반영하여 추정
산업공통기술 가정 상업기기분야 명의 보통 전담인력과 전문인력 활용 비용/ : 1• ․등을 고려하여 개 기술 당 천원을 기준으로 예산 추정1 50,000
가정 상업 세부조사계획 수립 및 시범조사 조사설계에 필요한 전문인력 명의: 2• ㆍ
정도의 인건비 전문가 활용비용 등을 반영30% ,
가정 상업부문 에너지기기 및 건물특성 조사 기기 및 건물 보급률 현황 조사:• ㆍ
인력의 인건비 시뮬레이션 등을 통한 건물특성 자료 분석 고급인력 및 장비 비용,
을 고려하여 추정
에너지기술 설계 개발 및 구축 현재 에너지기술연구원에서 운용 중DB S/W / DB :•
인 에너지기술정보서비스 의 환경 하드웨어 기반 을 이용하여 기술 를(ETIS) ( , Web ) DB
구축하고 정보제공 서비스를 수행하는 것을 전제로 단순 예산 추정
년 수송부문 에너지기술 조사로 자동차의 기존기술관련 조사 자동차 신기술2002 ,•
조사 대체연료자동차관련 조사 승용차 이용관련 조사를 시행하는데 대략, , ,
천원이 소요될 것으로 추산된다 년도에는 철도 선박 항공기와 관련242,471 . 2003 , ,
한 기술 조사 화물차 이용관련 조사를 시행하기 위하여 대략 천원이 소요, 244,610
될 것이다 년도에는 자동차 기술과 관련한 사전조사 결과에 대한 보완조사. 2004 ,
자동차 신기술 및 대체연료자동차관련 시장보급조사 버스 이용관련 조사 이륜차, ,
이용관련 조사를 시행하는 데 대략 천원이 소요될 것으로 예상된다, 245,238 .
- 52 -
제 장 조사결과물의 형태6
조사결과물의 형태를 기술조사 자료의 가공 기술 구축의 정도에 따라 다음의, , DB•
단계로 제시3
차 조사결과물1•
중간결과물•
최종결과물•
차 조사 결과물1. 1
기술조사의 수행을 통해 차적으로 얻어지는 결과물로써 그 종류 및 구성내용은1•
다음과 같음
주요 산업공정에 대한 공정기술 구성•
각 단위기별 특성자료•
기존 기술의 사용현황•
신기술 자료•
각 기술의 물리적 경제적 환경 특성자료, ,•
차 조사결과물의 구체적인 형태1•
개별 기술 조사표•
각 조사분야 및 대상별로 작성된 기술조사표를 이용하여 실제 기술을 사용하고•
있는 개별 주체 기업 등 의 현황을 조사한 것으로서 개별 기업 등의 기술 기기 사( ) , ( )
용현황 사용기술의 기술 및 비용 특성 중요 공정기술의 구성 산업부문의 경우 에, , ( )
대한 자료 포함
신기술의 경우 각 사용기술별로 대체가 가능한 대응기술 및 세부기술 특성에 대,•
한 개발자료 분석 제시
시멘트 공정분석 및 보일러 기술조사표 참고•
- 53 -
중간결과물2.
차 조사결과물은 각 단위기술 사용 주체의 기술사용 현황 위주로의 자료로서1 ,•
각 사용 기술의 부문별 집계 국내 전체 보급현황 동일 기술분야의 평균 효율 그( ), ,
리고 특정분야에서의 대표적인 공정기술 구성도 제시 등은 포함하고 있지 않음
즉 차 조사결과물을 통해 얻어진 자료를 효과적으로 이용 가능한 기술정보로써, 1•
체계화하기 위한 중간단계의 자료 가공 처리가 필요함,
따라서 차결과의 가공 처리를 통한 중간 결과물의 주요 내용 및 형태는 다음과, 1 /•
같음
국내 주요 산업부문 공정분석 대상 부문 의 대표 공정도 공정을 구성하고 있는( ) :•
주요기술 기술의 연관관계 공정기술들의 및, , Energy Material Balance
기술의 국내 보급현황 각 기술별 사용부문별 보급현황 보급대수 용량 보급년: , ( , ,•
도 등)
기술특성치 물리적 비용 환경 특성 분석자료 조사결과 중 동일기술에 대한 조( , , ) :•
사치 상호비교를 통해 국내 평균 개념의 대표치 도출 조사결과의 보정 및 신뢰도(
향상에 기여)
신기술 개발동향 및 특성 차 조사결과물에 포함된 각 신기술 자료를 기술분야: 1•
별로 분석하여 분야별 개발 동향을 파악 제시하고 세부 기술특성 정보를 도출,
최종결과물3.
차 조사결과와 이를 가공한 중간결과물을 바탕으로 구축된 에너지기술 가 본1 ‘ DB'•
사업의 최종 결과물임
시행착오 최소화와 비용 효과적인 구축을 위하여 한국에너지기술연구원에서DB•
구축 서비스 중인 에너지기술정보서비스‘ (Energy Technology Information Service,
의 세부 중의 하나로 에너지기술 를 구축하여 기반으로 서비스하ETIS)' DB ’ DB' Web
는 방안을 제시하고자 하며 상세한 구조 등은 차년도 기술 설계 작업, 3 (2003) DB
후 제시예정
- 54 -
단계별 주요 결과물 및 상호관계4.
그림 단계별 주요결과물 및 상호관계[ 1-3]
- 55 -
제 장 조사관리체계7
그림 조사관리 체계[ 1-4]
에너지기술 구축 추진위원회DB
에너지관리공단 정부기관 학계의 전문가로 구성하고 사업책임자가 간사, KIER, , ,•
로 참여
사업수행 전반에 관한 수행방향 및 주요업무 사업분야 세부 수행기관 선정 예산( , ,•
등 에 관한 조정 및 의사결정)
분기별로 정례회의를 개최하고 중요 안건 발생시 수시 개최,•
사업 총괄팀
총괄 사업책임자와 분야별 실무자로 구성•
사업 추진을 위한 세부 추진계획 수립 및 시행•
사업참여 기관간 실무적인 업무 조정•
각 분야별 조사팀의 역할 설정 조사업무 방법론 및 행정 지원, ( )•
조사결과물의 통합관리 및 구축을 위한 기초자료 정리DB•
기술조사 결과의 구축 및 사후 관리DB•
기술 를 활용한 에너지기술정책 관련 의사결정 지원DB•
- 56 -
기술조사 및 분석팀
세부 조사분야의 전문인력으로 구성•
각 분야별 기술의 실제 보급현황 조사 신기술의 개발동향 분석,•
현장 진단 및 실측조사 문헌조사 및 분석수행,•
조사분야는 크게 전환 가공 산업 가정 상업 수송으로 구분하고 수송부문을, , , , , ,•
제외한 모든 분야 조사업무를 우리 연구원이 총괄 수행
연구원내 전문인력을 최대한 활용하여 각 분야별 세부 조사팀을 구성하되 전문,•
인력이 부족한 분야는 외부 전문기관 기업 에 위탁하여 조사업무 수행( )
자료처리 및 구축팀DB
에너지분야 구축 경험이 있는 전문인력으로 구성DB•
기술 설계 및 개발DB S/W•
기술자료 처리 입력 및 구축( ) DB•
구축경험이 있는 한국에너지기술연구원 팀이 참여하고 궁극적으로는 기DB ETIS ,•
존의 와 통합서비스 방안 추진ETIS
기술대안 분석 및 평가기반팀
본 에너지기술 구축사업의 직접적인 범위에 포함되지는 않으나 기후변화협 관DB ,•
련 대응 전략 수립을 위해 필요한 요소 기술 사업 계획 예산에는 미 포함( DB / )
에너지기술시스템 분석 및 모델링 전문인력으로 구성하여 기술 구축팀과 밀접DB•
한 관련을 가지고 추진
기후변화협약 관련 기술분석 및 평가기반 구축 평가도구 개발 선정( / )•
기술 를 활용한 기술정책 대안 탐색 및 정책관련 의사결정 지원DB•
관리공단 경제연구원 대학의 전문가가 공동으로 참여하여 기술 및 경제, KIER, ,•
부문 대안 분석 평가 도구를 선정하고 활용기반을 구축토록 추진/ ,
각각의 분석 평가기반은 각 분야 전문기관에 구축되고 유지됨을 원칙으로 하며/ ,•
이를 향후 정부 기술정책 수립 지원 도구로 활용
- 57 -
제 부2
시멘트분야 공정 및 기술조사
- 58 -
제 장 국내 시멘트 생산 및 기술 보유 현황1
제 절 시멘트 생산기술 현황 조사1
조사 목적 및 내용1.
본 연구는 국내 시멘트업계에서의 기후변화협약을 대비한 기술적 대응전략을 수립,
평가하기 위한 기본 자료를 확보하는 것이 최종적인 목표이다 이와 같은 목표의.
달성을 위하여 우선적으로 국내 시멘트 산업의 현황분석과 생산기술의 수준 평가
및 대표성을 가질 수 있는 생산공정의 표준화가 필요하다.
이러한 목적으로 수행된 조사의 대상은 현재 국내에서 조업 중인 개 시멘트 생산9
업체를 대상으로 각 회사별 공장별 생산라인별로 다음과 같은 항목을 중심으로, , ,
조사하였으나 특수 시멘트를 생산하는 개 회사 유니온 시멘트 는 조사 대상에서, 1 ( )
제외하였으며 본 조사에서 사용한 설문지는 부록 에 제시한 바와 같다, [ IV] .
생산능력 및 제조공정 특성-
주요 설비의 설치비-
설비 완공일 및 주요개선 내용-
주요설비 사양-
완료 및 에너지 원 단위 등-
이와 같은 조사내용은 향후 시멘트업계의 이산화탄소 배출저감을 위한 기술평가 또
는 저감 잠재량 산출 등의 기술적 평가에 기본적인 자료를 제공할 수 있을 것으로
판단되며 신기술의 도입 및 새로운 에너지 정책 수립에 필요한 자료제공이 가능할,
것으로 사료된다.
조사 방법2.
이러한 조사 내용에 대하여 국내 개 회사의 개 공장을 선정 현장 방문조사를, 8 11 ,
실시하였으며 각 회사별 생산관련 내용을 확보하였다 개의 회사를 제외한 모든, . 1
조사대상 회사의 관련 자료를 입수하였으며 조사 대상 생산업체는 다음의 표, <
와 같다2-1> .
- 59 -
표 조사대상 회사 및 생산 공장명< 2-1>
회 사 명 공 장 명 년 시멘트생산량 천톤 년2000 ( / )
RH 옥계공장 5,180
고려시멘트장성공장
시설용량2,350( )삼척공장
동양메이저 삼척공장 8,398
성신양회 단양공장 7,092
쌍용양회본 사
13,006문경공장
아세아시멘트 제천공장 3,065
한일시멘트 단양공장 4,997
현대시멘트단양공장
5,217영월공장
주 회사명별 가나다 순임)
- 60 -
제 절 시멘트 생산 및 보유설비 특성 분석2
국내 시멘트 생산 현황1.
표 국내 시멘트 및 크링커 생산추이< 2-2>
주요 생산설비 보유 현황2.
년대 말부터 국내에서 생산하기 시작한 국내 시멘트 제조사는 년 현재1930 2001 9
개 회사에 개 공장이 있는데 이들 회사에서 하루에 생산할 수 있는 크링커의 양13 ,
은 톤으로 년간 약 만 톤의 크링커를 생산할 수 있는 것으로 알려190,419 , 6,280
지고 있다.
년 말 현재 국내 주요 제조사별 생산공장과 크링커 생산설비의 개괄적인 현황2000
은 다음의 표 과 같다< 2-3> .
국내의 시멘트 제조방식도 대부분 건식공정이나 유일하게 쌍용의 문경공장만 습식,
공정을 채택하고 있으나 현재 가동이 정지된 상태로 특수 시멘트 제조 시만 간헐, ,
적으로 가동하고 있는 것으로 알려지고 있다 따라서 실제적으로 국내에서 가동할. ,
수 있는 의 수와 크링커 생산능력은 각각 기와 연간 약 만 톤의 것으로Kiln 47 6,230
집계되고 있다.
- 61 -
또한 유니온 시멘트에서는 일반적인 포틀랜드 시멘트가 아니라 백 시멘트 알루미, , ,
나 시멘트 등 특수한 시멘트만 제조하는 업체로써 년 설립된 이래 년 충1964 , 1980
북 청주에 연산 만 톤 규모 생산실적 기준 의 생산설비를 마련하고 있다12 ( ) .
표 국내 주요 제조사별 생산공장 및 크링커 생산설비 현황< 2-3>
회 사 명 제조공장크링커생산능력
천톤 년( / )수 기Kiln ( ) 주요분쇄공장
쌍 용
동해 건식( ) 11,188 7
대전 대구 북평 광양 매포, , , ,영월 건식( ) 3,537 5
문경 습식( ) 567 4
소 계 15,292 16
동 양 삼척 건식( ) 10,098 7 북평 광양,
한 일 단양 건식( ) 7,362 6 영등포 대구 포항, ,
현 대
단양 건식( ) 2,953 4
성북 대전 대구 광주 등, , ,영월 건식( ) 3,960 2
소 계 6,913 6
아세아 제천 건식( ) 4,311 4 대구
성 신 단양 건식( ) 9,686 5 부광
RH 옥계 건식( ) 6,699 4 광양
고 려 장성 삼척 건식/ ( ) 2,310 2 광양
유니온 청주 건식( ) 165 1
합 계 62,836 51
본 조사와 관련 자료의 검색을 통하여 확인된 시멘트 생산설비 중 가장 중요한 설
비인 소성로 기와 기 이상의 분쇄기가 설치되어 있는 것으로 파악되었으며51 232 ,
세부내용은 다음의 표 및 표 와 같다< 2-4> < 2-5> .
- 62 -
표 국내 시멘트 제조업계의 소성로 설치현황< 2-4>
- 63 -
표 의 계속< 2-4 >
또한 원료 조쇄기는 기 이상 미분쇄기를 용도별로 구분하여 보았을 때 원료, 58 , , ,
시멘트 및 연료용 미분쇄기가 각각 기 기 및 기가 설치되어 있었는데 이54 , 77 43 ,
숫자는 전국에 분산되어 있는 분쇄공장에서의 미분쇄기를 제외한 생산공장에서 만
의 숫자이다.
표 국내 시멘트 생산공정의 분쇄기 설치현황< 2-5>
소성로에 비하여 설비의 수명이 짧은 분쇄기의 경우는 개선보다는 고 효율의 분쇄,
기로 교체되는 경우가 많은 것으로 나타났으며 본 조사에서 분쇄기 개선작업으로,
구분된 개선내용은 건에 불과하였다1 .
- 64 -
주요 설비 특성 분석3.
가 원료 조쇄기.
국내에 설치된 원료 조쇄기는 대부분이 형 또는Gyratory , Double Hammer Impact
를 이용하고 있는데 각각 차 또는 차 차의 석회석 원광을 분쇄하기 위crusher , 1 2 , 3
한 것으로 최종적으로는 로 의 원료를 분쇄하고 있으며Impact crusher 20~26mm ,
년대 이전에는 대부분이 해외의 기업으로부터 제작 도입되었으나 국내기술의1980 , ,
향상으로 현재는 국내에서 제작된 조쇄기를 많이 이용하고 있는 실정이다 또한 용.
량을 보면 차 조쇄기인 경우 약 톤 시간인 반면에 차 및 차는 이들보다, 1 , 2,000 / 2 3
용량이 작은 수 백톤 시간의 용량이 대부분이다/ .
나 원료 분쇄기.
설치 원료 분쇄기 특성1)
조사를 통하여 집계된 기의 원료 분쇄기의 분쇄능력 형태는 그림 와 같다54 [ 2-1] .
조사된 원료 분쇄기의 소비전력은 분쇄기의 형태에 따라 상이하나 및, Tube Roller
이 각각 및 톤으로 의 전력 소비율이 큰 것으mill 7.9~27.0 7.2~18 kWh/ Tube mill
로 나타났고 및 의 평균 전력 소비율은 각각 및, Tube Roller mill 15.4 10.4 kWh/
톤으로 조사되었다.
- 65 -
그림 국내 시멘트 생산공정의 원료 분쇄기 용량 톤 시간 및 형태분포[ 2-1] ( / )
원료 분쇄기 기술수준2)
세계적으로 보았을 때 기존에 많이 사용하고 있는 에서 로 전, Tube mill Roller mill
환되고 있는데 이는 이 에 비하여 전력 소비율이 약 인 것, Roller mill Tube mill 50%
에 비롯된 것으로 국내에서도 근래에 설치되는 원료 분쇄기는 로 전환되, Roller mill
어 시멘트 에너지 원단위 절감에 기여하고 있다.
다 크링커 제조 설비.
예열기 특성1)
시멘트 제조공정에서의 예열기 등장은 소성공정에 필요한 막대한 열 에너지의 이용
효율을 향상시키기 위한 것으로 년대부터 원료를 고온가스로 부유시켜 예열시, 1930
키는 예열기가 등장한 이래 계속적으로 효율적인 예열기가 개발 적용되고 있다, .1)
국내에서도 최신의 예열기인 열 단과 열 단의 예열기가 설치되어 운전되고 있3 5 2 6
는데 조사된 내용에 의한 예열기의 형태별 설치기수는 다음의 그림 과 같다, [ 2-2] .
이 그림에서 보는 바와 같이 총 기의 예열기가 국내의 시멘트 제조사에 설치되어51
있으며 이 중에서 열 단 가 기로 가장 많이, 2 5 NSP (New suspension Preheater) 17
설치되어 있고 다음이 열 단 기 순이다, 1 5 9 .
1) CEMBUREAU, "Best Available Techniques for the Cement Industry". pp104~114, 1999.Dec.
- 66 -
그림 국내 시멘트 제조공정의 예열기 형태[ 2-2]
가장 최근 년 에 설치한 예열기는 로(1998 ) N-MFC(Mitsubishi Fluidized Calcinator)
열 단의 형태로 하루 크링커 생산량이 톤이 되는 소성로에 연결되어 있다3 5 , 9,100 .
소성로 특성2) (kiln)
시멘트 제조공정에서의 소성로는 시멘트의 원료로부터 광물학적 조성을 변화시키기
위한 고온 의 가열로로 회전식 가열로 가 주로 이용되고(950~1,450 ) , (Rotary kiln)℃
있다.
은 일반적으로 의 경사도와 분당 번 정도 회전하여 원Rotary kiln 2.5~4.5% 0.5~4.5
료물질을 크링커로 전환하고 있으며 시멘트 원료의 가열을 위하여 석탄과 같은 화,
석연료를 이용하고 소성로의 회전을 위하여 전동기 구동용으로 전력이 필요한데,
크링커 생산에 필요한 열량은 이며 전력은 약 인 것으로 보고되1kg 3~4 MJ , 6Wh
고 있다.2)
국내의 경우 이미 앞에서 제시한 바와 같이 기의 이 가동 중에 있는데 이중, 51 kiln ,
에는 년대부터 최근 년에 설치된 것까지 다양한 설비들이 운전되고 있으1940 1998
며 운전기간이 년이 된 이 기로서 가장 많다 또한 년 동안 운, 30~40 kiln 18 . , 20~30
전된 은 기로써 년 이상 동안 운전된 이 전체 의 약 을 차지하kiln 14 , 20 kiln kiln 70%
고 있다.
2) CEMBUREAU, "Best Available Techniques for the Cement Industry", pp.99~114, 1999, Dec.
- 67 -
일반적으로 설비의 수명을 약 년으로 보았을 때 우리나라에서 운전 중인 의, 30 , kiln
절반이상이 대대적으로 교체되어야할 시기에 있음을 알 수 있다 그러나 이미. , 40
년이상 가동 중인 이 있는 점을 감안할 때 향후 년 안에 점진적으로 교kiln , 10~20
체되어야 할 것으로 판단된다.
조사된 결과에 의한 국내 시멘트 제조용 의 운전기간별 현황과 운전 시Rotary kiln
기별 설비당 크링커 생산능력 현황은 다음의 그림 와 그림 과 같다[ 2-3] [ 2-4] .
그림 국내 시멘트 소성로 운전기간별 분포 현황[ 2-3]
그림 국내 시멘트 소성로 운전 시기별 크링커 생산능력 분포 현황[ 2-4]
위의 그림에서 보는 바와 같이 시멘트 제조기술의 발전으로 소성로 기당 일 크, 1 1
링크 생산량은 년대에는 약 톤이었던 것이 년대 말에는 약 톤1960 2,000 1990 8,000
이상으로 증가하고 있음을 알 수 있어 단위 설비 당 생산량이 크게 증대하였음을,
나타내고 있다.
- 68 -
반면 국내 시멘트 건식 제조공정에서 크링커 단위 질량당 소비되는 열량은 년, 1960
대에 설치된 소성로가 약 였으나 년대 말에 설치된 소성설비900 kcal/kg-CL , 1990
인 경우 약 크링커로 약 이상이 감소하고 있는데 이와 같은 내용700 kcal/kg- 20% ,
은 다음의 그림 과 같다[ 2-5] .
또한 소성로 단위설비 당 크링커 생산능력에 따른 소성열량의 분포를 보면 다음의,
그림 와 같은데 이 그림에서 보는 바와 같이 단위설비 당 생산능력이[ 2-6] , 3,000
톤인 경우에 크링커 이하의 열량을 소비하고 있어 소비열량으~5,000 700 kcal/kg- ,
로만 보았을 때 이 범위의 생산능력을 가진 소성로가 경제적인 것으로 나타났다, .
이와 같은 맥락에서 국내에서 운전 중인 소성로의 단위설비 당 생산능력 분포를 보
면 톤 일의 소성로가 기로 가장 많이 설치되어 에너지 절약을 도모, 4,000~5,000 / 15
하고 있음을 알 수 있으며 국내 소성로 단위설비 당 생산능력 범위는, 3,000~
톤 일인 것들이 주로 설치되어 있는 것으로 나타났는데 이들의 내용은 다음6,000 / ,
의 그림 과 같다[ 2-7] .
그림 시멘트 소성로 설치년도별 크링커 생산 소비열량 변화 추이[ 2-5]
- 69 -
그림 크링커 단위설비 당 생산능력별 소성열 소비현황 분포[ 2-6]
그림 국내 시멘트 소성로 단위설비별 생산능력 분포 현황[ 2-7]
- 70 -
그림 국내 소성로 설비 공급업체 현황[ 2-8]
한편 국내에서 설치된 소성로의 설비공급업체의 분포를 보면 유럽계 및 미국의 다,
국적 기업들이 주로 설비를 제공하고 있다 이 중에서 독일의 사가 기의. Polysius 16
소성로를 공급하였으며 다음이 미국의 와 일본의 미쓰비시 중공업 차례인 것, Fuller
으로 나타났다 이들의 내용은 앞에서 제시한 그림 와 같다. [ 2-8] .
냉각의 특성3)
소성로에서 생성된 크링커를 냉각시키기 위한 냉각설비는 크링커의 취급과 에너지
원의 회수 차원에서 매우 중요한 설비이다 일반적으로 크링커 톤 생산을 위하여. 1
소성로에 공급되는 공기는 연료에 따라 상이하지만 석탄의 경우는 약, 800~900
Nm3 톤 이 필요한 것으로 알려지고 있고 정도의 크링커를 공기와 접촉/ -CL , 1,450℃
시켜 정도로 냉각시킬 경우 약 의 공기 약150 , 300 2,000Nm℃ ℃ 3 톤 이 발생하/ -CL
는 것으로 보고되고 있다 따라서 회수되는 고온의 공기를 이용하여 연소용 공기뿐. ,
만 아니라 원료의 예열기 및 건조용 공기로 이용되고 있는 것으로 알려지고 있다.3)
금번 조사를 통하여 확인된 국내의 설치 냉각기 대부분은 일반적인 형 냉각기Grate
이나 일부에서는 에너지 회수를 위한 최신의 냉각설비를 설치한 경우도 있다 국내, .
의 습식 공정에서는 에 부착된 형의 냉각기를 이용하고 있는Rotary kiln Planetary
것으로 조사되었다.
3) CEMBUREAU, "Best Available Techniques for the Cement Industry", pp.115~125, 1999, Dec.
- 71 -
라 기타 부속설비 설치현황.
크링커 분쇄기1)
조사를 통하여 집계된 크링커 시멘트 분쇄기의 설치수는 앞의 표 에서 제시( ) < 2-5>
한 바와 같이 기가 가동 중이며 이들의 분쇄 처리량의 범위는 시간 당77 , 15~250
톤인 것으로 조사되었다.
분쇄 처리량은 시간당 톤급의 설비가 주로 많이 설치되어 있으며 예외적으60~180 ,
로 톤 처리용량의 설비가 기 설치되어 있는 것이 특이하였다 이들의 분포20~40 14 .
도는 다음의 그림 과 같다[ 2-9] .
그림 국내 크링커 분쇄기 처리량별 분포현황 본 공장[ 2-9] ( )
- 72 -
그림 크링커 분쇄기의 형태별 분포현황[ 2-10]
분쇄기의 형태도 및 이 각각Tube mill, Polycon+Tube mill Roller mill 55%, 29%
및 씩 차지하고 있는 것으로 나타났으나 각 생산업체에서 운영하고 있는 분공16% ,
장의 분쇄기를 포함하면 본 조사에서 제시한 내용과는 약간의 차이가 있을 것으로
예상된다.
조사 대상으로 삼은 국내 분쇄기의 형태별 분포도는 다음의 그림 과 같으[ 2-10]
며 국내의 크링커 분쇄기 전력 소비량은 크링커 톤당 약 로 현재의, 25~35 kWh ,
세계적인 전력 소비량과 유사한 수준을 나타내고 있다.
석탄 분쇄기2)
조사를 통하여 집계된 석탄 분쇄기의 설치수는 앞의 표 에서 제시한 바와 같< 2-5>
이 기가 가동 중이며 설치된 이들의 분쇄기 처리량의 범위는 다른 시멘트 분쇄43 ,
기나 원료분쇄기에 비하여 작은 톤 시간 미만의 용량으로 구성되어 있으며 사용50 / ,
하는 석탄인 유연탄의 특성에 따라 설치된 분쇄기의 종류 중에서 이, Roller mill 3/4
이상을 차지하고 있는 것으로 나타났다.
이들의 내용은 다음의 그림 과 그림 와 같으며 소비되는 전력량은[ 2-11] [ 2-12] ,
시멘트 톤당 인 것으로 조사되었다2.5~4.9 kWh .
- 73 -
그림 석탄 분쇄기의 처리용량별 분포 현황[ 2-11]
그림 석탄 분쇄기의 형태별 분포 현황[ 2-12]
- 74 -
시멘트 생산 에너지원단위 변화 추이4.
국내의 경우 년 크링커 생산에 필요한 연료 원단위는 였으나, 1980 1 kg 865 kcal ,
설비 및 공정의 개선으로 년에는 약 수준까지 개선되어 년 대2000 790 kcal 1980
비 약 의 에너지절감이 이루어졌다 전력 원단위도 년과 년에 각각8.7% . 1980 2000
톤 시멘트 및 톤 시멘트로 약 정도의 전력 원단위가 개선119 kWh/ - 105 kWh/ - 12%
된 것으로 알려지고 있다 보고된 내용과 조사를 통한 결과를 요약한 시멘트 생산.
에너지 원단위 변화추이는 다음의 표 과 같다< 2-6> .4)
표 시멘트 생산 에너지 원단위 변화 추이< 2-6>
특히 국제적으로 시멘트 생산관련 에너지 원단위는 일본이 최고의 수준을 유지하,
고 있는데 년 연료 및 전력의 에너지 원단위가 각각 및, 1996 762 kcal/kg-Cl 96
톤 시멘트인 반면 유럽과 미국의 연료 및 전력의 에너지 원단위가 각각kWh/ - ,
및 톤 시멘트인 것을 비교하면 시멘트산업871-1,177 kcal/kg-Cl 111~153 kWh/ - ,
에서 일본의 에너지 절약기술은 유럽이나 미국에 비하여 상당한 수준에 있음을 알
수 있다.
우리나라는 아직 일본의 수준에 미치지는 못하나 유럽 또는 미국에 비하여서는 앞,
서있는 것으로 나타났으며 이러한 결과로 보아 국내 시멘트 생산분야의 에너지 절,
약기술 수준은 상위권에 있는 것으로 평가할 수 있다.
4) 한국양회공업협회 에너지관리공단 시멘트업종 기후변화협약 대응을 위한 에너지절약 및, , “
온실가스 배출 저감 방안” p17, 1999. 1
- 75 -
제 절 시멘트 생산공정의 에너지 및 물질수지3
국내 시멘트 생산공정의 에너지수지1.
본 연구에서 대상으로 삼았던 국내 시멘트업체로부터 회수된 설문지를 통하여 집계
된 제조공정의 단위공정별 에너지의 이용현황은 다음의 그림 로부터 그림[ 2-13] [
에 제시하였다2-17] .
그림 국내 시멘트 생산 에너지 원 단위 현황[ 2-13]
- 76 -
그림 국내 크링커 생산 에너지 원 단위 현황[ 2-14]
한편 그림 에서 보는 바와 같이 크링커 생산에 필요한 총 에너지량, [ 2-14] , 1kg
로 이 중에서 열 에너지와 전기 에너지 조명 등 기타소비 전력 포함 의757.3 kcal , ( )
소비량은 각각 이며 구성비율은 각각 와 인 것으696.9 kcal 60.4 kcal , 92.0% 8.0%
로 나타났다.
이와 같은 구성비는 그림 에서 나타난 바와 같이 시멘트 생산에 필요[ 2-13] , 1 kg
한 열 및 전기 에너지의 소비량 및 와 비교하696.9 kcal/kg-Ce 90.1 kcal/kg-Ce
였을 때 전체 시멘트 생산에 필요한 총 에너지의 이상 크링커 생산에 이용되고, 96
있으며 전기 에너지인 경우 정도가 크링커 생산에 소비되고 있는 것으로 나타, 67%
났다.
또한 알려진 바와 같이 시멘트 제조공정에서 열 에너지의 주 공급원으로 유연탄, ,
유 및 석유 코크스 등이 이용되고 있는 것으로 조사되었으며 가연성 폐기물을B-C ,
이미 사용하거나 사용할 계획을 수립하고 추진하고 있는 회사의 숫자도 증가하는,
것으로 조사되었다.
나 전력 원단위 특성.
국내의 시멘트 생산 전력 원단위는 시멘트 톤당 의 전력이 평균적으로104.8 kWh
소비되고 있는데 이중에서 크링커의 분쇄 완성 공정에서 가장 많은 조의 전, ( ) 38.9 k
력이 소비되고 있으며 다음으로 원료분쇄 및 소성공정에서 각각 씩 소비, 27.9 kWh
되고 있는 것으로 나타났다 조사결과 국내 시멘트 공정별 평균 전력소비량은 다음.
의 그림 과 같다[ 2-15] .
- 77 -
그림 국내 시멘트 생산공정별 평균 전력 원단위[ 2-15]
이 그림에서 보는 바와 같이 국내 시멘트 생산공정에서의 평균 소비 전력량 중 크
링커 생산공정에 투입된 평균 전력량은 전체 소비량 중 인 인 것으로 조62% 65kWh
사되었는데 여기에 포함된 공정은 전체 시멘트 제조공정에서 완성과 포장을 제외,
한 공정이다.
시멘트 제조의 평균 소비 전력량 중에서 나머지 인 는 크링커의 분쇄38% 39.8 kWh
완성 공정과 포장공정에 이용되는 것으로 나타났으며 특히 크링커 분쇄공정에서( ) , ,
만 필요한 평균 전력량은 전체 전력량의 인 가 소비되는 것으로 집37.2% 38.9 kWh
계되었다.
이들 내용에 대한 회사별 시멘트 생산에 필요한 공정별 전력 소비율 구성과 평균
전력 소비율 구성특성은 다음의 그림 와 같다[ 2-16] .
- 78 -
그림 국내 시멘트 생산 세부공정별 전력 원 단위 구성비[ 2-16]
조사자료로부터 산출된 국내 시멘트 톤 생산에 필요한 평균 크링커의 량은1 0.926
톤인데 이로부터 계산된 크링커 생산에 필요한 톤당 평균 소비전력은 인, 70.2 kWh
것으로 나타났다 크링커 제조 세부공정별 평균 전력 소비율을 보면 정도가. , 40%
원료의 미분쇄에 이용되고 있으며 이상이 소성공정에서 소비되는 것으로 나타, 39%
났다 이러한 결과는 시멘트 전체공정에서 분쇄와 관련된 공정에서의 평균 전력 소.
비율이 약 에 달하고 있는 것으로 집계되었다 이러한 크링커 제조상의 평균68% .
전력 원단위 특성과 세부공정별 소비 전력량 구성비 특성은 다음의 그림 과[ 2-17]
그림 와 같다[ 2-18] .
- 79 -
그림 시멘트 및 크링커 생산 평균 전력 원단위 비교[ 2-17]
그림 국내 크링커 생산 세부공정별 평균 전력 원단위 구성비[ 2-18]
이와 같이 시멘트 제조공정에서의 소비전력은 대부분은 분쇄공정에 투입되고 있는
데 앞의 그림 에서 보는 바와 같이 분쇄공정에서 이용된 소비전력 구성비, [ 2-18]
가 회사별로 폭 넓게 분포하고 있다 이러한 현상은 회사별로 설치되어 있는 분쇄.
기의 종류와 형태가 다양한 관계로 다양한 전력 소비현상을 나타내고 있기 때문이
다.
- 80 -
국내의 경우 석회석 광산이 시멘트 제조설비와 근접한 경우도 있으나, , Conveyor
를 이용하여 석회석을 수 운송하는 경우도 있음에 기인하여 원료처리 관련belt km
소비 전력량 구성비를 심화시키는 요인이 되고 있다.
또한 크링커 생산 평균 전력 소비율 구성에서 소성부분이 차지하는 평균 구성비는,
약 인 것으로 나타났는데 국내 회사별로는 의 분포를 나타내고40.0% , 33.6~46.4%
있다 이는 분쇄기와 같이 예열기의 특성과 의 형태 및 냉각기의 형태에 따른. kiln
전력 소비율 차이에 기인된 것이다 예로서 예열기의 형태가 복잡할수록 설비내의. ,
공기흐름을 원활히 할 수 있는 시스템의 유지를 위하여 대용량의 또는, Blower
을 이용하여야 하는 특성과 의 크기에 따른 구동전력 소비량이 상이할 수Fan kiln
있기 때문이다.
시멘트 제조공정의 물질수지2.
시멘트 제조공정이 다른 대형공정에 비하여 매우 간단한 분쇄와 소성공정으로 구성
되어 있어 이와 관련된 물질수지도 매우 간단하다.
대표적인 경우로써 년간 백만 톤의 크링커를 생산하는 시멘트제조공정에서의 물, 1
질수지를 다음의 그림 와 같이 제시하였는데 크링커 의 생산을 위하여[ 2-19] , 1 kg
의 원료와 의 석탄이 필요하고 이에 다시 의 석고 등 혼화1.55 kg 0.12 kg 0.052 kg
제를 첨가하여 약 의 시멘트를 생산하는 것으로 보고하고 있다1.25 kg .5)
또한 제조공정에서 필요한 가스상의 물질수지는 그림 에서 보는 바와 같이, [ 2-19]
크링커 당1 kg 3.5 Nm3의 공기가 소요되고 배출되는 가스의 양은 크링커, 1 kg
당 4.0 Nm3인데 이는 원료의 탈 탄산과정에서 배출되는 이산화탄소의 량에 의하,
여 유입되는 가스량보다 증가하게 되었다.
5) CEMBUREAU, "Best Available Techniques for the Cement Industry", p 58, 1999, Dec
- 81 -
그림 시멘트 제조공정에서의 물질수지 연산 만톤 크링커 생산공장[ 2-19] ( 100 - )
반면 우리 나라의 크링커 톤 생산에 필요한 물질수지 조사로부터 분석된 결과로, 1
는 톤의 원료가 필요한 것으로 나타났으며 사용하는 원료도 일반적인 석회석1.59 ,
원료 외에 실리카 및 알루미나계의 원료로 규석 점토 납석 경석 등을 사용하는, , ,
경우와 철광석의 원료로 제강 슬러지 등을 이용하는 경우도 있는 것으로 나타났다.
특히 이와 같은 국내의 시멘트 생산용 원료 사용량은 앞의 그림 에서 제시, [ 2-19]
한 량과 유사한 것으로 나타났으며 각각의 사용 원료의 평균치는 다음의 표, <
과 같다2-7> .
표 국내 크링커 생산에 필요한 원료량< 2-7> 1 ton
- 82 -
제 절 국내 시멘트 기준생산 공정4
앞에서 조사 분석된 국내 시멘트 제조업계의 에너지 및 물질 수지로부터 도출된,
결과를 이용하여 에너지 및 물질수지에 대한 국내 시멘트 생산의 기준 공정을 제시
할 수 있는데 이들의 결과로부터 제시할 수 있는 국내 기준 시멘트 생산공정은 다,
음의 그림 과 같다[ 2-20] .
그림 에너지 및 물질수지에 대한 국내 시멘트 생산 기준 공정도[ 2-20]
위의 그림에서 제시된 원료량 중에서 석고의 사용량은 일반적으로 알려진 문헌치를
이용하였으며 열 에너지원은 주로 석탄이 이용되고 있다 이 열 에너지는 대부분이, .
고온의 소성공정에 투입된 것으로 되어 있는데 소성공정을 이루고 있는 예열 소결, ,
및 냉각과정 중에서 총 열량의 씩 예열 및 소결과정에 투입되는 것으로 보고되50%
고 있다.13)
참고적으로 다음의 그림 에서는 시멘트 원료의 소설공정의 열 수지를 나타[ 2-21]
내었는데 이 경우는 형의 예열기를 이용한 것으로 소성과정에서 발생되는 열, NSP ,
을 제외하였을 경우 총 투입열량의 약 가 방열 크링커 및 배출가스에 의하여, 30% ,
폐열의 형태로 손실되고 있는 것으로 나타나고 있다.
- 83 -
그림 시멘트 소성과정에서의 에너지 수지[ 2-21] 4) 단위( ; kcal/kg-Cl)
이 그림에서 보는 바와 같이 소성과정에서의 폐열 회수는 시멘트 산업의 에너지절
약에 매우 중요한 사항이다 본 조사에서도 배출되는 열 에너지는 이미 상당부분.
공정용 또는 난방용으로 회수되어 이용하고 있는 것으로 알려지고 있으나 대상 회,
사에서의 정량적인 자료가 확보되지 못하였거나 회사 운영상 자료 제공이 용이하,
지 못하였다.
따라서 시멘트 생산공정에서의 에너지 흐름도는 향후 정량적인 자료의 확보를 위,
하여 자료를 수집 관리하는 기관과 실제 운전과 생산하는 기관과의 유기적인 협조,
체계 구축으로 관련자료의 교환이 필요한 것으로 판단되어 진다.
또한 향후 기술평가를 위한 기준으로 각 설비의 가격이 중요한 사항이나 앞에서, ,
언급한 바와 같이 기존 설비의 가격은 이미 상당기간이 경과한 내용임에 따라 신,
뢰도가 없으며 국내의 기술로 공급된 설비들이 아니고 기술시장의 여건에 따라 가, ,
격이 상이하므로 현재의 설비가격 자료를 확보하는 것이 매우 어려운 실정이다, .
따라서 본 연구에서는 다음의 표 와 표 과 같은 자료를 이용하여 관, < 2-8> < 2-9> ,
련기술의 경제성 평가기본 자료로 활용하고자 한다 특히 표 의 시멘트 생. , < 2-8>
산설비의 가격은 미국의 경우로 년 월 가격으로 산정된 것이며 시멘트1974 12 ,
톤 일 톤 년 규모로 과 예열기를 이용한 경우로 산출2,200 / (725,000 / ) , Roller mill SP
된 것이다.3)
- 84 -
표 시멘트 생산 설비가격 및 설치비< 2-8>
- 85 -
표 시멘트 소성설비별 투자비 생산비 및 에너지 소비량< 2-9> ( )
- 86 -
제 장 시멘트 신기술 개발현황2
에너지 다 소비업종으로 구분되는 시멘트 제조공정은 이미 약 년에 걸친 검증200
기간이 소요된 기술이다 다만 에너지 소비량이 제조공정에 중요한 영향을 주고 있. ,
으므로 이를 개선하기 위한 에너지절약 기술의 개발과 적용이 추진되고 있으나 현, ,
재로써는 획기적인 기술 개발사례가 발표되지 않고 있는 상황으로 조사된 자료에,
의한 에너지 절약기술 동향을 세부 분야별로 구분하여 다음과 같이 제시하였다.
에너지 절약 가능분야의 평가①
제조공정에서 소성공정의 에너지 소비량이 최대인 점을 고려하여 소성로 에서(kiln)
발생하는 에너지를 회수하여 이용하는 기술인 원료의 예열기술이 적용되어 상당량
의 에너지 절약효과를 보고 있는 것으로 알려지고 있다(13~36%) .
이들의 개선 내용은 의 길이를 조정하던가 아니면 소성로의 에너지를 예열기의Kiln ,
열원으로 이용하는 방법 또는 배출 고온가스를 이용한 발전 시스템 도입 등의 절약
기술이 적용되고 있는데 종래의 시멘트 제조공정에 비하여 적용된 절약기술에 의,
한 에너지 소비량 변화 특성을 다음의 표에 제시하였으며 분쇄공정이 많은 시멘트,
산업의 특성에 따라 고효율 분쇄기로의 개선이 지속적으로 추진되고 있다.
형태별 에너지 회수 가능량 단위Kiln ( : BTU/ton of cement)•
- 87 -
적용Roller mill②
을 설치함으로써 기존의 과 에 비해 전력량Vertical roller mill tube mill separator•
을 절감20-25%
석회석 열분해 공정개선③
와 사이에서의 높은 열교환을 통해 열분해율 이SP-type kiln : Flue gas feed 40%•
상
에 연소로 를 추가 설치하여NSP-type kiln : SP-type kiln (combustion furnace)•
열분해율이 로 향상90%
과 열에너지 및 생산성 비교SP-type NSP-type Kiln (7,000tons/day)•
압력 감소 방지설비의 설치에 따른 에너지 절감 효과•
단 를 이용한 에너지 절약5 cyclone④
단 생산량 증가와 에너지절감 효과5 cyclone (2,000 tons/day, 300days/year•
조업)
- 88 -
혼합물 에 의한 에너지 절약pre-grinding roll crusher⑤
를 이용한 경우 에너지 절감과 생산성 비교Pre-grinding roll crusher (3,000•
조업시tons/day, 300days/year )
고효율 냉각기 적용(High-efficiency quenching cooler)⑥
의 에너지 절감효과Clinker cooler•
고효율분리기 적용(high-efficiency separator)⑦
기존의 사이클론 형태의 분리기에 비해 의 에너지 절감 효과10%•
시멘트 의 연료 대체 폐기물 활용kiln ( )⑧
폐타이어를 이용하며 최대 대체 가능, 10-13%•
폐기물 활용을 위한 발열량 자료 확보 필요•
에너지 절약제품의 개발⑨
고로 슬래그 시멘트는 시멘트의 반제품인 클링커와 고로 슬래그 및 석고( ) Portland•
를 각각 또는 조합하여 분쇄하고 일정한 비율로 혼합한 것으로 주 목적은 소성 에
너지를 절약하기 위한 것이며 한국산업규격 에서는 고로 슬래그 혼합량, KS L 5210
을 중량기준 로 규정하고 있다24%~65% .
- 89 -
우리 나라는 년 포항의 한국고로시멘트 고려시멘트 계열사 한국시멘1978 ( , , .舊 現•
트 에서 양산을 시작하였고 전남 광양산업단지에서는 년 당사가 최초로 슬래) , 1988
그 시멘트를 생산하였으며 이후 동양 쌍용 등의 슬래그 시멘트 공장이 준공되어, ,
년 현재 우리 나라 슬래그 시멘트 생산능력은 개 업체가 년간 약 만톤1999 8 895
시멘트 생산능력의 생산하고 있다(Portland 15%) .
슬래그 시멘트는 시멘트와 동일한 용도로 사용되며 특히 특정용도에 장Portland•
점을 발휘하기 때문에 시멘트 콘크리트의 고유 특성을 살려 용도에 적합하게 사용
한다면 실질적인 잇점이 많은 것으로 알려지고 있는데 이 경우의 에너지 소비 특,
성은 다음의 표와 같다.
고로 시멘트 제조시 에너지 소비특성 천( Btu/short-ton of cement)•
앞에서 언급한 이러한 내용의 기술은 이미 국내의 대부분의 시멘트 생산공정에 적
용된 기술인 것으로 판단되며 이로 인하여 시멘트 생산에 필요한 국내의 에너지,
소비량은 개략적으로 일본에 이은 세계적인 수준에 달할 것으로 평가되고 있다.
- 90 -
제 장 시멘트 생산기술의 화 및 특성자료3 Code
제 절 화를 위한 기술 분류 및 화1 DB Code
기술분류1.
앞에서 검토한 바와 같이 시멘트 제조공정의 특성은 다른 제조공정과는 달리 매우
단순한 공정이라고 판단할 수 있다 즉 제조 단위공정은 분쇄와 소성으로 구성되어. ,
있으며 사용 에너지도 전기와 화석연료로 비교적 단순화된 제조공정이다, .
본 연구가 기후변화협약에 대응할 수 있는 기술적 평가를 목적으로 한 기술 임을DB
감안하였을 때 가지 기본 원칙에 의하여 관련기술이 분류되어야 한다 즉 제공공, 2 . ,
정의 특성이 고려된 설비특성과 사용 에너지의 특성에 따라서 구분되어야 하며 부,
수적으로 환경오염 방지설비 등을 포함한 부대 설비에 대하여서도 고려되어야 한
다.
이와 같은 개념으로 보았을 때 국내 시멘트 제조공정의 기술은 다음의 표, < 2-10>
와 같이 분류할 수 있다.
표 시멘트 제조공정의 기술 분류 건식공정 기준< 2-10> ( )
대 분 류 중 분 류 소 분 류 비 고
분쇄 및 저장
원료 조쇄 및 저장
원료 조쇄 Crushing
원료 저장
원료 미분쇄 Grinding
연료 분쇄 및 저장석탄 미분쇄
연료 저장
크링커 분쇄 및 저장크링커 분쇄
크링커 시멘트 저장/
크링커 제조 및
냉각
크링커 생성원료 예열
원료 소성
크링커 냉각 및
폐열회수
크링커 냉각
폐열 회수
기 타
환경오염방지입자상 오염물
가스상 오염물
폐기물 이용폐기물 연료화
폐기물 원료화
- 91 -
위의 표에서 보는 바와 같이 크링커 냉각분야의 기술로는 기존 고온 가스를 회수하
여 공정 에너지원으로 이용하는 것 외에 발전 시스템을 설치하여 자체 소비전력을
공급하는 것을 의미하고 있으며 폐기물의 원료화는 석탄연소 과정에서 배출되는,
플라이 애쉬 고로 스래그 등을 이용하여 시멘트 생산 에너지의 비용을 절약하는,
기술을 의미하고 있다.
기술의 화2. Code
앞에서 제시한 시멘트 제조공정의 기술분류를 향후 구축에 적용하기 위한DB code
화를 다음과 같은 원칙에 의하여 설정하였다 즉 대 분류의 개 그룹은 시멘트를. , 3
상징하는 와 알파벳의 순서에 따라 편의상 및 로 설정하였으며 중 분C CA, CB CZ ,
류와 소 분류는 각각의 공정 기술 의 특성을 의미할 수 있는 영문과 숫자를 선택하( )
여 다음의 표 와 같이 세부 기술별로 부여하였다< 2-11> .
이러한 분류기술의 는 향후 설계 및 구축 단계에서 수정 보완될 수 있으Code DB ,
나 지속적인 기술 자료의 가 필요한 부분이고 다른 산업분야의 기술과 상, up-date ,
호 보완되어야 할 내용이므로 초기화에 신중을 가하여야 한다, .
표 시멘트 제조공정 분류기술별 화< 2-11> Code
대 분 류 중 분 류 소 분 류
기 술 Code 기 술 Code 기 술 Code
분쇄 및
저장CA
원료 조쇄 및 저장 CA1
원료 조쇄 CA11
원료 저장 CA12
원료 미분쇄 CA13
연료 분쇄 및 저장 CA2석탄 미분쇄 CA21
연료 저장 CA22
크링커 분쇄 및 저장 CA3크링커 분쇄 CA31
크링커 시멘트 저장/ CA32
크링커
제조 및
냉각
CB
크링커 생성 CB1원료 예열 CB11
원료 소성 CB12
크링커 냉각 및 폐열회수 CB2크링커 냉각 CB21
폐열 회수 CB22
기 타 CZ
환경오염방지 CZ1입자상 오염물 CZ11
가스상 오염물 CZ12
폐기물 이용 CZ2폐기물 연료화 CZ21
폐기물 연료화 CZ22
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제 절 기술별 특성자료2 6) (Technology Worksheet)
예열 및 소성공정4.
비교기준
클링커 생산 : 3000t/d•
킬른 형태 : 5-stage preheater / preccalciner kiln with L/D=12•
열소모 전력비 석탄가격: 3000MJ/t cli, ; 0.04 ECU/kWh, ; 60 ECU/ton•
1) Long Rotary kilns
분류코드 ; CB12
속 성 단위 구 분
기술명
Long rotary Kilns
Long Wet Kilns with
Chains
Long Dry Kilns With
Chains(and Crosses)
생산제품 크링커 크링커
생산량 톤
생산액 원
단위 연료 사용량[Thermal] Up to 6000MJ/ t cli 4500MJ/t cil
단위 연료 사용량[Electricity] kwh/t 2.0 + 5.2 kwh/t cli 1.6 + 5.0 kwh/t cli
총원료사용량 원료별( ) 톤 가열원료(Semi-clinker) 가열원료(Semi-clinker)
단위원료사용량[Material]
[Air]
[Water]
톤
1000g/t cli
1600Nm3/t cli
0.65 to 0.85m3/t cli
1000g/t cli
12000Nm3/t cli
<0.1m3/t cli
부생에너지 생산량 톤MJ/
부산물생산량 톤
효율 %
이용율 %
기술수명 년 년100 년>50
최초가동년도 년
기술의 잔존용량 년
이용가능시기 신기술( ) 년 2000 2000
투자비용 80% 80%
고정유지보수비 205% 160%
변동유지보수비
폐기비용 원
인력소요 명
연료사용으로 인한 CO2 배출 톤 톤/
연료사용으로 인한 배출CO 톤kg/
연료사용으로 인한 SO2 배출 톤kg/
연료사용으로 인한 배출NOx 톤kg/
연료사용으로 인한 CH4 배출 톤kg/
연료사용으로 인한 N2 배출O 톤kg/
투자비용 기준투자비용 은 표 참고* (100%) < 2-2>․
6) CEMBUREAU, "Best Available Techniques for the Cement Industry", 1999, Dec.
- 93 -
8. Cement Grinding
공정도
Tube Mill, Closed Circuit(TMCC)•
Vertical Roller Mill(VRM)•
Roller Press(RP)•
- 94 -
Horizontal Roller Mill(HRM)•
분류코드 ; CA31
속 성 단위 구 분
기술명
Tube Mill,
Closed
Circuit
Vertical Roller
Mill
Roller
Press
Horizontal
Roller Mill
시멘트 시멘트 시멘트 시멘트
생산제품
생산량 톤
생산액 원
총 연료 사용량 에너지원별( ) MJ
단위 연료 사용량[Thermal] 톤MJ/ N.A. N.A. N.A. N.A.
단위
연료사용량[Electrical Mill]
- System w/o transport
톤kwh/32.0kwh/t
36.5kwh/t
22.0kwh/t
28.5kwh/t
20.0kwh/t
24.5kwh/t
21.0kwh/t
25.5kwh/t
총원료사용량 원료별( ) 톤 크링커 석고, 크링커 석고,크링커,
석고
크링커,
석고
단위원료사용량[Water] 톤 0~401/t 0~201/ N.A. N.A.
부생에너지 생산량 톤MJ/
부산물생산량 톤
효율 %
기술수명 년
최초가동년도 년
기술의 잔존용량 년
이용가능시기 신기술( ) 년 2000 2000 2000 2000
투자비용 % 100% 120% 115% 120%
고정유지보수비 100% 75-80% 70-75% 70-75%
변동유지보수비
폐기비용
인력소요 명
연료사용으로 인한 CO2 배출 톤 톤/
연료사용으로 인한 배출CO 톤kg/
연료사용으로 인한 SO2 배출 톤kg/
연료사용으로 인한 배출NOx 톤kg/
연료사용으로 인한 CH3 배출 톤kg/
연료사용으로 인한 N2 배출O 톤kg/
투자비용 기준투자비용 은 표 참고* : (100%) < 2-2>
- 95 -
환경오염 방지설비11.
가 집진설비.
1) Electrostatic Precipitators for Cement Kilns(EP)
분류코드 ; CZ11
속 성 단위 구 분
기술명 Elctrostatic Precipitations for Cement Kilns
생산제품
생산량 톤
생산액 원
재료 소모량[gsteel/tch]
공기사용량
물사용량[kg/tch)
5-20
None
25-75
단위 연료 사용량[Thermal]
단위 연료 사용량[Electrical]
None
1.5-2.0kwh/t cli
총원료사용량 원료별( ) 톤
단위원료사용량 원료별( ) 톤 톤/
부생에너지 생산량 톤MJ/
폐기물발생량
Solids [gsteet/tch]톤 5-20
효율 %
이용율 %
기술수명 년 년>30
최초가동년도 년
기술의 잔존용량 년
이용가능시기 신기술( ) 년 2000
투자비용[106 USD] 1.7-4.3
고정유지보수비[USD/tch]총 비용0.1-0.2 [ 0.5 - 0.9 USD/t-Cl]
변동유지보수비[USD/tch]
폐기비용
인력소요 명
연료사용으로 인한 CO2 배출 톤 톤/
연료사용으로 인한 배출CO 톤kg/
연료사용으로 인한 SO2 배출 톤kg/
연료사용으로 인한 배출NOx 톤kg/
연료사용으로 인한 CH4 배출 톤kg/
연료사용으로 인한 N2 배출O 톤kg/
전기 집전기의 크기와 투자비용은 정제가스의 분진농도 저하에 따라 지수적으로 증가1)
한다 예시된 투자비용은 와 약. conditioning tower filter fan( 0.7-0.9 106 을 포함하USD)
지 않았음.
전기 집진기에서 전력소모량은 정제가스의 분진농도의 함유량 저하에 따라 지수적으로2)
증가한다.
- 96 -
제 장 조사 결과 및 향후 추진내용4
조사 및 분석을 통하여 다음과 같은 결과를 도출하였으며 향후 타 분야 조사의 효,
율성을 위해 본 조사 및 분석과정에서 발생한 문제점을 기술하였다 또한 본 조사. ,
를 통해 얻은 결과와 문헌고찰을 통하여 확보된 기술분석 형태를 바탕으로 향후 추
진되어야 할 사항을 다음과 같이 제시하였다.
조사결과●
시멘트 생산공정의 일반 특성분석 및 국내 시멘트 생산공정의 특성 파악-
국내 시멘트 생산현황 및 생산특성 파악-
시멘트 생산관련 설비의 특성 분석•
시멘트 생산 에너지 및 원료물질 수지 산출•
국내 시멘트 생산 기준공정 제시-
기술 화를 위한 세부공정의 화- DB Code
시멘트 생산공정 신기술 현황 분석-
신기술 개발동향 파악•
화를 위한 세부 기술별 작성- DB Worksheet
조사 분석상의 문제점,●
세부 시멘트 생산공정별 기술자료 확보 곤란-
관련업계의 자료 분석 및 관리가 생산관리에 중점을 두고 이루어지고 있음에 따•
라 본 사업에서 요구하는 개별 기술별 상세 자료와 특성이 상이
기업 협회 포함 의 생산관련 자료 유출을 우려한 자료조사 비 협조( )•
생산설비의 경제성 자료 확보 곤란-
노후 설비의 경우 설치비 관련 자료의 분실 또는 현재가격과의 비교 곤란,•
설비의 가격이 생산업체와 제조업체와의 협상에 의한 가격임에 따라 객관성이 확•
보된 자료의 확보가 곤란
향후 추진사항●
확보된 자료의 세부 공정기술별 정량화를 위한 시멘트 생산공정의 세부조사 추진-
세부공정별 에너지 및 물질 수지자료 확보방안 특히 물질수지 자료( , )•
업체별 에너지 진단사업의 추진고려 현재 대외비로 관리되고 있는 에너지관리공(•
단의 기 확보된 진단자료의 이용 확대방안 모색)
- 97 -
관련업계 및 협회의 적극적인 참여방안 모색-
조사사업의 참여기관으로 해당기업을 참여시키는 등의 방안을 통해 관련자료 확•
보 추진
경제성 관련자료의 객관화 방안 모색-
기존기술 및 신기술의 경제성관련 자료 확보를 위해 필요할 경우 해외 기술보유•
회사와의 활용방안 검토 필요
- 98 -
제 부3
보일러 기술조사
- 99 -
제 장 보일러 기술 구축1 DB
일반사항1.
가 조사개요.
보일러는 화석연료의 연소과정에서 발생하는 열을 물 또는 열매체에 가하여 증기를
생산하거나 보다 높은 온도의 열매체로 전환하여 열사용처의 요건에 맞도록 공급하
는 장치로 단일 열사용기기로서 국가 총에너지사용량의 정도를 차지하고 있30%
다.
이와같이 막대한 에너지를 소비하고 있는 보일러는 국가적차원의 에너지관리 정책
수립을 위해 고려해야 할 주요대상이라 할 수 있으며 에너지의 를 국외에서 수97%
입하여 사용하는 우리나라 현실을 감안하면 그 중요성에 대해서는 더 이상 강조하
지 않아도 될 것이다.
또한 온실가스배출 저감을 위한 기후변화협약 대응을 위한 국가차원의 대비가 시급
한 상황에서 보일러의 효율적관리를 위한 대안제시 및 보일러를 대체할 신기술의
보급방안에 대한 여지를 판단할 수 있는 지표마련은 차후에 그 활용도가 매우 클
것이다.
본 사업은 위에서 제시한 보일러관련 요구조건을 충족시키기 위한 가장 기초적 차
원의 사업수행을 할 수 있는 기반을 마련하는 것을 목적으로 추진하였으며 다각적,
차원에서 본사업의 결과를 활용할 수 있도록 보일러 관련기관 및 사용업체 등으로
부터 의견수렴을 통해 수행하였다.
또한 현재 가동중인 보일러를 대상으로 하여 연구를 수행함으로써 현실적으로 나타
나는 문제를 파악함과 동시에 대안의 제시도 가능할 수 있도록 하였으며 보일러,
대체기술의 이전시기를 가늠할 수 있는 시점을 파악할 수 있도록 하는 등 기존의
유사사업과 차별화를 시키고자 하였다.
참고로 본 연구의 대상보일러는 에너지관리공단 검사대상보일러로 국한하였으며,
기존자료를 최대한 활용을 하되 부족한 데이터는 이론적 통계방법에 기초한 표본조
사를 활용하여 추진하였다.
- 100 -
나 수행방법.
가 조사과정)
가 국내기관별 보일러 기술특성치 보유현황 파악( )
국내에 산재해 있는 각 기관별 보일러관련 업무수행 현황을 조사함으로써 기관별
보일러관련 정보원 네트웍을 구성함으로서 본 연구수행을 원활히 추진할 수 있는
기틀을 마련코자 하였다 각 기관별 보일러 관련 수행업무 현황은 다음 표. < 3-1>
과 같다.
표 기관별 수행업무 현황< 3-1>
기 관 명 업무현황
한국보일러공업협회
보일러 제조업체들 요구사항 정부부터에 건의○
중소 보일러 제조업체의 보일러 판매를 위한 홍보○
보일러 홍보지 발간○
산업기술시험원고효율기자재 인증시험○
기타 기기 검사 보일러 회 년( ): 10~20 /○
에너지기술연구원 보일러 고효율인증관련 성능평가 및 연구개발○
가스안전공사 가정용가스보일러 관련 검사업무 수행○
한국열관리사협회회원 개개인의 권익보호를 위한 단체로 교육 에너지,○
타임즈발간 열관리사 실무교육등을 실시,
에너지경제연구원
에너지총조사 실시○
에너지 통계연보 발행○
에너지 이용설비에 관한 기초 통계자료 포함-
공단에서 수행하고 있는 보일러 관련업무로는 크게 보일러검사업무 에너지다소비,
신고업체업무 에너지관리 전단 등이다, .
첫째 보일러검사업무는 계속사용검사 설치검사 제조검사 등으로 나뉘어지며 현, , , ,
재 가동중인 보일러를 조사대상으로 국한시킨 본 연구사업에 해당되는 검사업무로
는 계속사용검사로 검사대상보일러는 년간 대에 달한다49,554 .
- 101 -
둘째 에너지신고업체 통계조사는 매년 수행되고 있으며 연료 및 열 전력등의 에너, ,
지 용량이 이상인 업체를 대상으로 수행하고 있으며 조사대상업체수는2000TOE ,
약 업체에 달한다 신고업체 통계조사 업무에서 보일러관련 조사 항목으로는2000 .
보일러형식 용량 에너지사용량 설치년도 효율등이 포함된다, , , , .
셋째 에너지관리공단 업무는 산업체 및 건물의 에너지관리상태를 진단하며 에너지,
손실요인의 분석 및 개선방안을 제시하는 것을 목적으로 수행하고 있으며 업무는,
크게 무료진단과 유료진단으로 나뉜다 년도에 수행한 전단업체 수는 용역진단. 2000
업체 무료진단 업체이다76 , 150 .
가스안전공사의 경우 가스보일러의 검사 업무를 수행하고 있으나 대부분 가정용,
가스 보일러관련 업무를 수행하고 있으며 대부분 가동중인 상태에서의 보일러 검사
가 아닌 제조검사가 주를 이루고 있는 것으로 파악되어 본 연구와의 연계성을 찾는
것은 어려운 것으로 파악되었다.
기타 보일러 관련 기관에서 수행하고 있는 업무는 공단과 연관되는 업무 시험 평( ,
가 가 주며 해당기관이 보유하고 있는 데이터는 년간 건 정도로 매우 적은) , 10~20
것으로 조사되었다.
따라서 향후 보일러와 관련한 기존자료의 최대한 활용 및 신뢰성 검토측면을 위한
업무수행을 위해서는 에너지관리공단의 데이터를 기초로 수행하는 것이 타당하다는
결론을 얻었다.
나 보일러조사표 항목 결정( )
보일러 조사표 특성치 항목은 관련 연구원 및 관련업체 등으로 구성된 보일러 전문
가그룹회의를 통해 합의 결정되었으며 산 학 연 등으로 전문가그룹을 구성함으로ㆍ ㆍ
써 복합적 시각에서 보일러 특성치에 대한 접근을 함으로써 각각의 보일러 조사표
항목에 대한 의미부여를 하고자 하였다.
또한 기존의 공단자료 검사 신고업체 진단업무 의 최대 활용측면을 염두해 둠으로( , , )
써 조사수행시 일어나게 될 불확실성 요소를 극소화 시킬 수 있도록 하였다 회의.
를 통해 선정된 주요 조사표항목을 중요도 순으로 나열하면 표 와 같다< 3-2> .
- 102 -
표 중요도순에 의한 조사표항목< 3-2>
구 분 조사표항목
일반현황
업종1.보일러 매체 및 형식2.보일러 용량3.보일러 사용압력4.버너형식5.
효율 및 에너지 사용특성
사용연료6.보일러 효율7.공기비8.배가스 온도9.급수 온도10.연간연료 사용량13.연간가동시간14.전기사용량15.에너지절약부속설비16.배출가스 농도17.
신기술 적용 주기 및 수명
보일러설치연도11.향후 보일러수명12. ]초기설비투자18.유지보수비19.인건비20.
참고 중요도가 큰 항목일도록 낮은 숫자임:※
다 주요 조사표항목 의미( )
보일러 전문가 그룹회의를 통해 도출된 조사대상 항목 중 주요항목에 국한하여 조
사의미를 기술하면 다음과 같다.
업종< >
보일러 사용 업체의 업종으로서 산업분야별 보일러의 보급 용도 추후 산업분야의, ,
발전 또는 후퇴에 따른 에너지 사용량 예측을 위한 자료
보일러 매체 및 형식< >
보일러 분야의 현황파악을 위한 일반사항으로서 기술 발전 방향을 예측할 수 있으
며 종류가 다양해지는 보일러 분류를 위한 기본 입력데이터로서 차후 기술 개발,
및 주 관리 대상 파악
- 103 -
보일러 용량< >
보일러 분야의 현황파악을 위한 일반사항으로서 보급된 보일러 크기 분포 및 에너
지 사용량을 예측할 수 있으며 개별 보일러의 차후 기술 개발 및 주 관리 대상 파,
악
보일러 사용압력< >
보일러 분야의 현황파악을 위한 일반사항으로서 보일러의 사용 압력분포에 따른 산
업분야별 보일러의 사용특성 파악 및 차후 기술 개발 및 주 관리 대상 파악
버너형식< >
보일러 분야의 현황파악을 위한 일반사항으로서 보일러의 특성 결정에 버너가 미치
는 영향이 크기 때문에 연료의 종류 및 사용량과 함께 중요한 특성 측정 항목의 하
나이며 차후 기술 개발 개선 및 주 관리 대상 파악,
사용연료< >
보일러에서 사용되는 주된 연로의 종류 및 사용량의 파악을 통해 에너지 수급 정책
의 수립 및 변경에 기여하고 온실가스 저감을 위한 온실가스량 및 저감량 산출과,
이에 따른 기술개발 방향의 설정을 위한 필수 데이터
보일러 효율< >
보일러 조사항목 중 가장 중요한 조사항목으로 에너지 사용효율 실태 파악과 에너
지저감 예상량의 산출 및 온실가스 저감량 파악 등을 위한 종합적인 적용 인자임
공기비< >
보일러 효율에 영향을 미치는 중요한 항목으로서 보일러에서 배출되는 연소가스를
통해서 발생하는 손실을 최소화하기 위한 일차적인 관리 대상임.
배가스 온도< >
보일러의 효율 관리를 위한 일차적인 관리 대상으로서 보일러에서 배출되는 연소가
스를 통해서 발생하는 손실의 저감을 최소화하기 위한 항목이며 보일러 공기예열, ,
기 또는 에코노마이저의 전열면이 끄으름이나 분진 등으로 오염되거나 관내 전열면
에 형성된 스케일의 두께가 두꺼워짐에 따라서 최종 배가스 온도가 상승하게 됨.
- 104 -
따라서 보일러의 열손실량이 증가하게 되며 이를 이용하여 보일러의 배가스 온도,
변화를 주기적으로 점검하게 되면 보일러의 성능저하 여부를 용이하게 판단할 수
있으며 보일러의 운전관리에 따른 개선 가능성 여부의 파악을 통해 에너지 절약 및
온실가스 저감량 산출에 필요한 필수 데이터
보일러 급수 온도< >
보일러의 효율을 계산하기 위한 인자로서 보일러의 효율 향상을 위한 관리대상임.
보일러설치연도< >
보일러 설치 후 보일러의 경시변화 특성을 조사할 항목으로서 설치시기 및 사용기
간에 따른 효율 변화 보일러 수명 예측 보일러 신기술 적용 주기 파악을 위한 데, ,
이터
향후 보일러수명< >
보일러의 수명예측을 위한 데이터로서 신기술 적용 주기 파악을 위한 데이터
연간가동시간< >
보일러에서 사용되는 연료 사용량과 함께 보일러 분야의 운전현황과 에너지 사용실
태 파악을 위한 항목으로서 연료종류별 업종별 연료사용 특성 파악 및 추이를 판,
단할 수 있으며 온실가스량 및 저감량을 정확하게 산출 할 수 있는 필수 데이터,
연간연료 사용량< >
보일러에서 사용되는 연료 사용량은 보일러 분야의 에너지 사용량 실태 파악을 위
한 가장 중요한 항목으로서 연료종류별 업종별 연료사용 특성 파악 및 추이를 판,
단할 수 있으며 온실가스량 및 저감량을 정확하게 산출할 수 있는 필수 데이터,
전기사용량 송풍기 버너 연료펌프 급수펌프< ( , , , )>
보일러에서 사용되는 연료 이외의 에너지 공급량을 평가하기 위한 항목으로 송풍
기 버너 연료펌프 급수펌프 집진기 등에서 사용하는 전기에너지의 합, , ,
- 105 -
에너지절약부속설비< >
보일러의 주로 이용되는 에너지절약을 위한 부속설비로서 공기예열기 에코노마이,
저 브로우다운수 열교환기 등의 사용현황을 파악함으로서 보일러의 효율 향상 및,
개선 가능성을 평가할 수 있음으로 절약가능량 산출의 기초자료임
배출가스농도< >
보일러 기술의 연소효율 및 열효율 향상에 있어서 보일러 배가스 환경 규제를 만족
시켜야 하는 것이 걸림돌로서 작용하는 데 이는 보일러의 효율 향상에 앞서는 강제
조항이기 때문에 반드시 허용치 안에 들어야 하는 항목으로 버너의 성능에 따라서
좌우됨.
따라서 정확한 배출가스의 특성치에 따른 환경 및 에너지 절약 정책에 반영시킬 수
있는 중요한 기초자료가 되며 보일러의 친환경적 개발방향 설정을 위한 필수 데이,
터임.
초기설비투자< >
보일러의 초기설비 투자비는 보일러 신기술 적용에 따른 경제성 및 투자회수 기간
을 평가하여 적정한 보일러 교체 시기를 결정할 수 있으며 이에 정부 지원 등의,
정책 반영인자로서 가능함
유지보수비< >
보일러 유지 보수비는 보일러에 투입되는 년간 예산 차원에서 보일러 신기술 적용
을 위한 경제성 평가 교체 여부 결정,
인건비< >
보일러 유지 보수비는 보일러에 투입되는 년간 예산 차원에서 보일러 신기술 적용
을 위한 경제성 평가 교체 여부 결정,
라 공단자료 활용범위 결정( )
앞서 설명한 바와 같이 공단업무 중 보일러와 관련된 업무는 검사 신고업체 진단, ,
업무 등을 들 수 있다 이들 각각의 업무는 고유의 목적을 가지고 수행하기 때문에.
열사용기기인 보일러를 바라보는 관점과 목적이 매우 다르다.
- 106 -
특히 에너지다소비산고업체 업무 및 전단업무는 개별보일러의 기술특성현황 등을
분석하는 업무가 아닌 업체단위의 범위 안에서 에너지 사용의 효율화를 목적으로
하고 있다.
검사업무의 경우 년 월말 현재 업체의 약 여대의 보일러가 대2000 8 26,000 40,000
상이며 보일러 기술특성치관련 데이터가 전산화되어 있고 유사업무와 비교하여 데,
이터가 방대하며 진단 신고업체업무등을 통해 축적된 데이터를 포괄하고 있다, .
이와 같은 업무별 데이터 현황에 따라 본사업의 추진은 검사대상보일러 조사대상으
로 선정하여 표본조사를 수행하였으며 조사를 통해 확보되지 않은 기술특성치는 신
고업체 및 진단업무를 참고로 하여 보완하였다.
표 은 현재 가동중인 검사대상 보일러의 업종 보일러형식별 분포현황을 나< 3-3> ․타낸 것이다.
표 업종 보일러형식별 보일러 분포현황< 3-3> ․
마 조사표 발송업체 선정( )
보일러의 기술특성치 및 경제성 환경정보등의 통계구축을 추진한 본사업은 조사표,
발송대상 업체 선정을 위하여 이론적 통계기법을 이용하였다.
- 107 -
검사대상 보일러를 보유하고 있는 약 개 업체중 개 업체에 달하는 업체26,000 1680
선정은 표 에서 제시된 업종 및 보일러형식별 보일러 대수 현황표를 이용하[ 3-3]
였으며 통계처리를 위한 최소단위 개수는 통계전문가 자문을 통해 산출하였다.
나 통계처리과정)
가 표본수 결정과정( )
표본 추출 방법□
우편법 실시○
조사대상자인 검사대상 보일러가 전국에 걸쳐 분산되어 있는 관계로 우편조사법에
의해 표본수집을 하였다.
집락추출법(Cluster Sampling)○
업종과 보일러 형식을 분류한 후 각 해당 집락 당 검사대상 보일러 대씩 추출하20
는 집락 추출 법과 단순임의추출법을 병행하여 표본을 추출하였으며 해당 집락에,
서 보일러 대수가 대보다 적을 경우 전수조사를 실시하였다20 .
보일러 단순임의추출 시에는 난수표를 이용하여 해당 보일러를 선정하였다 이와같.
이 집락추출 및 단순임의추출법을 동시에 이용한 이유는 보일러 업종과 보일러 형
식 그리고 이에 따른 보일러 대수가 너무 다양하여 한가지 추출 법으로만 추출하는
데는 문제점이 있었기 때문이다.
□ 표본 추출 방법
총 개 업종 종 개 업체에 조사표를 발송하였다 결정된 업체수는 등배20,000 1,680 .
정 방식에 따라 대를 기준으로 한 후 집락에서 대가 넘는 경우 대를 대20 20 20 , 20
미만인 경우는 모두 선정하는 방식에 의해 산출된 수이다.
- 108 -
우편법에 의해 회수된 조사표는 전체 발송업체 중 약 로 보일러 대수 측면에서40%
볼 때 약 대가 넘는 수이다2300 .
이 수치는 표본으로서 대표성이 있다고 볼 수 있는 총 보일러 대수 의 인31834 5%
대보다 많다 그러나 추출대상인 보일러의 회신율이 다르기 때문에 부분적으로1550 .
는 대표성이 떨어질 수는 면이 있으며 그 이유는 보일러 형식이 너무 다양하여 전
수조사를 하지 않는 한 어느 경우나 발생할 수 있는 문제점이다.
나 통계처리 방법( )
대표값 산출□
업종 보일러형식 사용연료별 양적자료 를 이용하여 기술통계, , (Quantitative Data)○
량을 산출한 후 표본평균 을 대표값으로 결정하였다 또한 질적자료(sample mean) .
중 열전달물질 예열기 절탄기등을 보일러 형식 효율 별로 통계(qualitative data) , , ,
처리가 가능한 항목에 대해서 표본평균을 산정 후 대표값으로 결정하였다 표본평.
균 산정 이유는 대부분의 분포에 대해서 모평균과의 오차제곱합(error sum of
을 가장 작게 만드는 성질을 가지고 있기 때문이다squares) .
대표값의 의미□
업종 보일러형식 사용연료로 구분한 후 대를 표본으로 개의 경우의, , 2,368 1,408○
수에 대한 대표값을 산출하였기 때문에 대부분의 경우 표본의 개수가 적어졌다 이.
에따라 대표값의 편차가 다소 커질 수밖에 없고 대표값에 큰 의미를 부여하는데는
약간의 문제점이 있다.
본 통계조사와 같이 자료가 너무 세분화되어 분산되는 경우에는 중앙값(median),
최빈값 절사평균 등과 같은 기술통계량을 대표값으로 하여(mode), (trimmed mean)
도 생길 수 있는 문제점이다 이러한 문제점은 다소의 차이는 있겠지만 표본의 수.
가 상당히 커지더라도 발생할 수 있다.
열전달물질 예열기유 무 절탄기유 무와 보일러형식 보일러 효율에 따라 산출, , ,․ ․된 대표값은 일부의 경우를 제외하고는 표본이 상당히 크기 때문에 대푯값으로서의
의미를 갖는다고 할 수 있다.
- 109 -
보일러 기술통계 분석 종합2.
검사대상 보일러를 모집단으로 선정한 후 조사발송 대상업체를 표본추출에 의한 통
계처리 방법에 의해 데이터를 축적한 본 사업은 업종 보일러형식 사용연료 등과, ,
같은 보일러 일반현황 제시를 위해 가동중인 표 에 제시된 검사대상 보일러< 3-3>
전체를 범위로 정하였다.
건물부문의 연관 열매체 보일러는 설치대수가 매우 적거나 설치되어 있지 않은 경,
우가 있는 관계로 통계처리시 대표값 산정이 배제되었으며 대상보일러의 대수가 적
은 검사보일러의 경우는 특히 만대 미만의 형식 업종별 보일러 특성치는 검사업10 ,
무를 통한 분류에 의해 발생된 불가피한 결과이므로 전체를 통계처리를 위한 조사
대상으로 정하여 대표값을 산정하였다.
다음에서 제시하는 표들은 통계처리를 통하여 산출된 항목별 기술특성치 대표값을
나타낸 것이다 표 는 표 의 업종 형식별 보일러분포표를 활용하여. < 3-4> < 3-3> ,
각각의 해당보일러의 개수를 개로 할당하여 업체로부터 회수된 조사표의 기술특20
성치 중 효율부분의 대표값 현황이다.
표 업종 형식별 보일러효율 대표값< 3-4> ,
업종 형식별 효율은 표 와 그림 에 제시된 바와 같이 몇몇 보일러 형, < 3-4> [ 3-1]
식을 제외하고는 업종 구분없이 일정한 것으로 나타났으며 폐열보일러의 경우 효,
율이 높은 경우는 이지만 낮은 경우 로 효율의 대표값 편차가 큰 것으로95% 65%
나타났다.
- 110 -
또한 그림 에 나타난 바와 같이 산업 및 건물등 모든 업종에 대해 관류보일[ 3-1]
러의 효율을 비교하였을 때 전업종에 걸쳐 관류보일러가 가장 효율이 높은 것으로
나타났으며 그 외의 보일러형식에 대해서는 업종간 다소 효율편차를 보이고 있다, .
그림 업종 형식별 보일러효율[ 3-1] , (%)
표 는 형식 사용연료별로 구분하여 보일러 효율 분포를 나타낸 것으며 형식< 3-5> ,
별로 사용되고 있는 연료중 무연탄 유연탄등의 연료를 사용하는 보일러 형식이 적,
은것을 알 수 있다.
다시말해 검사대상 보일러중 연관 열매체 직립 폐열보일러 등에서는 고체연료 무, , , (
연탄 유연탄등 을 사용하고 있지 않다고 볼 수 있다 유류를 사용하는 보일러의 경, ) .
우 효율의 편차는 크지 않은 것으로 나타났으며 고체연료를 사용하는 경우는 가스,
류 및 액체류 연료에 비해 평균 효율편차가 큰 것으로 나타났다.
표 형식 사용연료별 보일러효율 대표값< 3-5> ,
- 111 -
표 와 그림 는 보일러 효율과 밀접한 관련이 있는 공기비 대표값을 업< 3-6> [ 3-2]
종 형식별로 나타낸 것이며 이를 통해 가동중인 보일러의 공기비 범위는, 1.2~1.4
범위에 있는 것으로 나타났다.
식품업종의 연관보일러의 공기비와 화공업종의 관류보일러 호텔업종의 직립보일러,
의 경우는 공기비가 각각 로 다른 업종 형식별 보일에 비해 과잉의 공기를2.3, 1.7 ,
사용하고 있음을 알 수 있다.
표 업종 형식별 공기비< 3-6> ,
그림 업종 형식별 공기비[ 3-2] ,
- 112 -
형식 사용연료별 공기비 분포현황은 표 과 같다 전체적인 공기비는 대략, < 3-7> .
의 범위에 대부분 속하고 있으며 사용하는 연료가 프로판 가스기타1.2~1.3 LNG, ,
인 경우가 가장 낮은 공기비로소 운전하고 있음을 표를 통하여 알 수 있다.
경유를 사용하는 경우의 관류보일러는 공기비가 으로 가장 높은 공기비로 운전1.6
되고 있는 것으로 나타났다 또한 국내에서 가동적인 보일러 중 유연탄을 사용하는.
보일러는 거의 없는 것으로 나타났다.
표 형식 사용연료별 공기비< 3-7> ,
표 과 그림 은 보일러효율 산정과 매우 밀접한 관련이 있는 업종 형식< 3-8> [ 3-3] ,
별 배가스 온도 현황을 나타낸 것이다 이를 통해 공기중으로 배출되는 에너지양을.
업종 보일러 형식별로 추정해 낼 수 있으며 열회수 기기의 설치의 타당성 검증을,
하는데도 활용할 수 있을 것이다.
특히 아래 표와 그림에서 열매체 보일러의 경우 금속업종과 상용건물을 제외한 나,
머지 업종에서 평균 정도에 달하는 배가스가 대기중으로 배출되고 있는 것250℃
으로 나타나 열회수 설비의 효용도가 매우 큰 것을 알 수 있다.
- 113 -
표 업종 형식별 배가스온도< 3-8> ,
그림 업종 형식별 배가스온도[ 3-3] , ( )℃
형식 사용연료별 배가스온도 분포를 살펴보면 표 와 같다 사용연료가 경유, < 3-9> .
인 경우 보일러형식별로 가장 높은 배가스온도를 배출하고 있는 것으로 나타났으며
유류 고체류 가스류로 분류를 통하여 살펴보면 유류가 다소 배가스온도가 높게 분, ,
포되어 열회수설비를 통한 에너지절감효과가 가장 큰 것으로 나타났다.
- 114 -
표 형식 사용연료별 배가스온도< 3-9> ,
표 는 열회수 측면의 분석이 가능한 대표값이라 할 수 있는 업종 형식별< 3-10> ,
급수온도를 나타낸 것이다.
제시된 표를 통해 알수 있듯이 직립보일러등은 급수온도가 약 이내에 다수 분50℃
포하고 있어 보일러설비를 통한 열회수 효율이 가장 낮은 것으로 파악이 되었으며
수관보일러의 경우 다른 보일러형식에 비해 고온의 급수온도를 형성하고 있어 보일
러 열회수율을 급수 온도 측면에서 보았을 경우 가장 높은 것으로 나타났다.
표 업종 형식별 급수온도< 3-10> ,
형식 사용연료별 급수온도를 표 를 통해 살펴보면 직립보일러는 연료별 차, < 3-11>
이를 보이고 있지만 다른 형식에 비해 급수온도가 낮은 것으로 나타나 열회수율이,
가장 낮음을 알 수 있다.
- 115 -
표 형식 사용연료별 급수온도< 3-11> ,
- 116 -
제 장 보일러 신기술 개발동향 조사2
제 절 보일러 신기술1
순산소 연소보일러1.
보일러에 있어서 효율 향상은 배기가스로의 열손실을 최소화함으로서 열매체에 열
전달을 극대화할 수 있도록 연소기의 설계 열전달 공간과 전열면의 구성 열전달을, ,
극대화할 수 있는 소재기술들이 뒷받침되어야 한다 또한 보일러에 사용되는 송풍.
기 각종 펌프 동력기기들 각각의 효율향상과 효과적인 운전기술 등이 복합적으로, ,
이루어져야 가능하다.
일본의 신에너지 산업기술 종합개발기구 에서는 지구온난화 방지에 기여하(NEDO)․는 에너지절약(CO2 배출량의 저감 등을 추진하기 위해 년부터 년까지 예) ) 1993 1999
정으로 산업용 보일러를 대상으로 고성능 보일러의 개발 프로젝트 를 실시한 바“ ”
있다 산소연소 응축형배가스 열교환기 고성능 연소제어장치 및 고속회. < >, < >, < >, <
전 보조기기 등의 요소 기술개발은 년도까지 종료하였으며 고성능 보일러용> 1997 ,
요소기술 개발 목표를 달성할 수 있었다.
이 고성능 보일러는 공기 대신에 산소로 연료를 연소시키는 산소연소와 연소배가스
중의 수증기를 응축시켜 열을 회수하는 응축형 배가스 열교환기 등으로 구성되는
새로운 형식의 보일러로서 약 의 보일러 효율 향상과 대폭적인 소형화 약17% ( 1/2)
가 실현하였으며 년에서 년에는 파일로트 플랜트를 설계 제작하여 실험, 1998 1999
을 실시하였다.
본 연구개발의 목적은 보일러에 의한 에너지 이용의 고효율화를 도모하기 위하여
산소연소에 의한 배가스량의 대폭적인 감소 및 배가스 중의 증기를 응축시킨 응축
잠열을 회수함으로써 보일러의 한계적인 에너지 절약기술을 개발하는 것을 목적으
로 하고 있다.
연구내용은 보일러를 모의 한 실험장치에 의해 산소연소의 연소특성 전열 특성 배, ,
가스 특성 등에 관한 연구를 실시하였다 또한 응축에 의한 배가스 열회수에 관하.
여 전열 특성을 파악함과 동시에 부식에 대한 적절한 재료를 선정하기 위한 연구를
실시하였다.
이 연구 성과는 다음과 같다.
- 117 -
보일러를 모의한 산소연소실험에 의해 약 를 넘는 휘도가 높은 극히 작은200• ℃
화염이 형성되는 것을 확인하였으며 산소연소의 기초적인 연소특성과 관계되는 화,
염으로 부터의 복사전열 특성을 파악하는 것이 가능하였다 또한 연소배가스량이.
종래형 보일러에 비해 약 응축 후 배가스의 출구에서는 약 로 감소하는 것1/4( 1/8)
이 확인되었다 이것에 의해 배가스량을 대폭적으로 저감하고 결국 배가스 열손실. (
이 작게 또한 극히 소형화될 수 있는 산소연소보일러를 설계할 수 있는 요소기술)
이 확립되었다.
중유 중유 등의 각종 연료의 배가스에 포함된 증기를 응축시켜 각종 재료C- , A- ,•
의 부식시험을 실시하여 연료의 종류마다 적절한 열교환기 구성재료의 선택기준을
명확히 하였다 또한 연소배가스로부터의 응축전열과 관련하여 건조 영역의 전열에.
비해 대단히 향상된 전열특성을 정량적으로 파악하였다.
이상의 산소연소에 의한 배가스량의 저감과 응축형 배가스 열회수에 의해 약•
의 보일러 효율의 향상과 약 의 소형화가 실현 가능한 요소기술이 개발되었17% 1/2
다.
순산소 연소는 공기중의 질소가 연소에 도입되지 않기 때문에 연소과정에서 발생•
하는 열적 의 발생을 근원적으로 방지할 수 있으며NOx(Thermal NOx)
또한 이와 같은 프로세스는 배기가스의 이산화탄소의 농도를 이상으로 농축90%•
할 수 있으며 배기가스의 온도를 정도까지 낮출 수 있기 때문에 간단한, 60~70℃
CO2 생산공정에 의해서 경제적인 회수가 가능한 장점을 갖는다 특히 보일러에 있.
어서 CO2 회수생산은 열 사용량이 많고 규모가 크기 때문에 상당히 고효율의 경제
적인 생산이 가능하게 된다.
현재 일본과 유럽에서는 소용량 보일러에 응축형 열회수 기술을 적용하여 효율 저(
위 발열량 기준 이 가 넘고) 100% , CO2 및 의 배출량은 감소가 가능한NOx 30-50%
보일러에 관한 연구 활발하게 진행되고 있으며 보일러에 산소부화 연소기술의 적,
용에 의한 CO2 회수 기술의 가능성 경제성 분석 등 많은 연구들이 다양한 종류의,
보일러를 대상으로 수행된 바 있으며 다양한 연료의 연소 및 전열관의 배치에 따,
른 연소실의 시뮬레이션 및 열전달 관련 시뮬레이션에 관한 연구들을 통해서 대규
모 보일러 또는 모델 개발이 진행되고 있다.
- 118 -
무연소실 보일러2.
일본에서는 보일러의 컴팩트화와 저 화가 강하게 요구되고 있다 그 중에서 보NOx .
일러의 소형화는 고부하 연소기술에 의한 연소실의 소형화와 전열계수의 향상을 통
한 대류전열면의 소형화로 추진되어 왔다 기존의 보일러의 경우 연소실은 보일러.
전체 부피의 를 차지하고 있기 때문에 보일러의 소형화를 위해서는 연소실40~70%
을 소형화하는 것이 효과적이다 일반적으로 보일러의 연소실은 연료가 연소되는.
화염공간을 수냉벽으로 둘러싼 구조이다.
따라서 보일러의 연소실은 연소를 위한 공간을 제공하고 화염으로부터 복사열을,
흡수하는 전열기능을 갖고 있다 버너에서 고부하 연소를 하는 경우에는 연소실의.
열부하가 증대되고 화염의 온도는 상승하면 복사에 의한 전열량은 증대된다 또 고.
부하 연소를 시키는 경우에는 의 배출량이 증가하는 것이 문제가 되고 있다NOx .
연소실의 소형화를 위한 고부하 연소의 경우에는 연소와 전열에 많은 문제점이 유
발되고 의 배출량이 증가하기 때문에 개념이 다른 수관군내 연소 라는 새로NOx 「 」
운 개념이 년대에 제안되어 실험용 보일러로 용량과 용량의 수90 10ton/h 3ton/h
관식보일러 용량의 노통수관식보일러가 제작되었다 이것은 기존보일러의, 2ton/h .
약 정도의 크기로 산업용 보일러의 크기를 획기적으로 축소할 수 있는 가능성1/2
을 제시하였다.
일본에서는 연소가 연소실에서만 일어난다는 기존의 개념을 버리고 화염만이 존재,
하는 기존의 연소실이 아닌 수관군으로 구성한 공간에서 가스연료를 배치하고 화,
염을 직접 수관에 충돌시켜 연소하는 수관군에 의해 화염이 교란되는 연소와 대류,
전열을 시도하였다.
그림 에 수관군내 연소 즉 무연소실 보일러의 개념도를 나타내고 일본에서[ 3-4]
제작된 무연소실보일러를 그림 에 나타내었다 수관에 의한 화염의 냉각효과[ 3-5] .
에 의해 의 발생이 억제되고 화염공간을 별도로 두지 않음으로서 보일러의 소NOx
형화를 도모하였다 특히 적절한 수관배열을 채택함으로서 수관후류에 형성되는 와.
류에 의해 연소가스의 혼합이 촉진되어 미연분의 배출도 억제된다고 보고되었다.
무연실보일러는 수관군에서의 과도한 열부하가 열부하가 우려되기 때문에 수질관리
에 만전을 기하여야 할 것으로 판단이 되면 장기간에 걸친 현장실험을 통한 안전,
성이 입증되어야 할 것으로 사료된다.
- 119 -
그림 무연소실 보일러의 개념도[ 3-4]
그림 모듈형 무연소실 보일러의 예[ 3-5]
- 120 -
무관보일러3. (Tubeless Boiler)
보일러의 수질이 좋지 않은 경우에는 보일러의 급수처리 비용이 많이 소용되고 적,
절히 수처리를 하지 못 한 경우에는 스케일의 퇴적이나 부식 장애를 일으키는 것이
문제로 되고 있다 수질이 좋지 않은 경우에는 일반적으로 수관식보일러 보다는 노.
통연관식이 일반적으로 유리하다 그러나 이 노통연관식 보일러의 경우에는 연관부.
분에서의 스케일퇴적과 부식이 문제되기 때문에 아예 이 연관이 없는 구조의 무관
식보일러가 시도되고 있다 이것은 연관을 없애고 이 연관 대신에 보일러노통이나.
동체의 원주에 용접구조의 삼각이나 사각의 가스통로를 설치하고 연소가스가 이,
가스통로를 지나면서 대류전열이 이루어지도록 되어 있다 따라서 물과 접하는 부.
분은 오직 원통형의 동체뿐이다 따라서 대류전열이 이루어지는 가스통로는 동체에.
부착된 핀 의 역할을 하게된다(fin) .
이러한 무관보일러가 국내에서도 일부 제작회사에 의해 생산 판매되고 있지만 그,․효과에 대해서는 좀 더 실증실험이 이루어져야 할 것으로 판단된다.
그림 무관보일러[ 3-6] (Tubeless Boiler)
- 121 -
액중 연소보일러4.
액중연소 보일러란 그림 에서 보여주는 바와 같이 수면상에 위치한 버너에서[ 3-7]
고부하연소를 행하고 여노가 완료된 고온 여노가스를 액중에 기포로 분출하여 사용
유체와 직접 접촉을 시킴으로서 열교환이 일어나 유체를 가열 또는 증발하는 방법
이다.
액중연소 보일러의주요 장점은 일반 보일러에 비해 가열효율이 매우 높다는 점이
다 일반 보일러의 열효율은 정도지만 액중연소 보일러의 효율은 그림. 80~90% , [
에서 알 수 있는 바와 같이 저위발열량을 기준으로 이상까지 얻을 수3-8] 100%
있다.
액중연소 보일러의 사용용도와 액체온도에 따라 얻을 수 있는 열효율이 크게 달라
지므로 이에 대한 고려가 필요하다 특히 액중연소 보일러로 액체를 가열할 목적으.
로 사용한 경우 그림 에서 보는 바와 같이 일정온도 내외 이상에서는[ 3-8] (60 )℃
열효율이 급격히 저하되어 일반보일러의 효율과 대등하거나 그 이하가 됨을 알 수
있다.
액체온도에 따른 액중연소 보일러의 열효율과 문제점을 메탄연소 때에 발생되는 열
량의 온도에 따른 분포를 예를 들어 설명하고자 한다 그림 에서 보는 바와. [ 3-9]
같이 액체의 온도가 에서는 연료의 고발열량 기준으로 고발열량의120 °F(49 )℃
이상이 액체를 가열하는데 이용되었으며 에서는 발열량의 대부93% , 192 °F(89 )℃
분이 수증기를 발생시키는데 사용됨을 알 수 있다.
그림 액중연소보일러의 원리도[ 3-7]
- 122 -
그림 액중연소보일러의 열효율[ 3-8]
그림 액중연소보일러의 액체온도에 따른 열량분포[ 3-9]
- 123 -
액체의 온도가 상승하면 그 온도에 대응한 수증기가 발생하고 에너지는 수증기의
증발잠열로서 사용되기 때문에 액체가열을 목적으로 하는 경우에는 수증기 분압이
비교적 낮은 이하에서 사용함이 바람직하다 한 예로서 자동차공장에서 자동차60 .℃
차체의 도장 전에 차체를 세척하기 위해 사용되는 정도의 온수를 액중연60~70℃
소 보일러로 가열하였을 경우 전체 열효율이 이상이 된다고 보고되고 있다95% .
액중연소 보일러의 큰 단점은 연소가스와 함께 미스트 동반이 큰 점과 동력소비가
과다하다는 점이다 미스트에 의한 손실은 연소장치내에 액면상 공간을 증대시키거.
나 미스트 분리기를 설치하여 최소로 하고 있다 액표면 단위면적당 단위시간당의.
증발수증기를 로 하면 미스트에 의한 손실을 최소로 할 수 있다70~120kg/ hr㎥ ․고 보고되었다 동력소비의 증대는 고부하 액중연소 버너의 완전연소와 연소공기가.
사용유체의 수압을 통과하기 위해서는 필수적이지만 동력소비 증대를 최소화 할,
수 있도록 하는 것이 필요하다.
액중연소보일러는 국내에서도 인수기지의 증발기용으로 사용되고 있다 외국의LNG .
경우에는 풀장과 같이 다량의 저온온수를 필요로 하는 곳에 널리 이용되어 좋은 결
과를 얻고 있다.
과급보일러5.
일반보일러는 송풍기로 공기를 공급하여 연소실의 노내압력이 300 mmH2 이하로O
운전된다 그러나 연소용공기를 공급하는 송풍기 또는 압축기 의 풍압이 고압인 것. ( )
을 사용하여 연소실의 노내압력을 1,000 mmH2 이상으로 유지하고 배가스의 압O ,
력도 수백 mmH2 이상으로 유지하여 배압터빈을 돌려서 송풍기용 또는 압축기용O ( )
전력을 얻는 구조로 되어 있다 즉 연소용공기를 공급하는 송풍기 또는 압축기 는. , ( )
배기터빈에서 발생하는 동력을 이용하고 이 동력을 얻을 수 있도록 배압터빈에 적,
합한 배가스압력으로 배가스를 배출한다 이 과급보일러는 연소실의 노내압이 수천.
mmH2 로 유지하기 때문에 연소실이 작아도 되고 대류전열부의 전열계수도 상승O ,
되어 컴팩트화가 가능하다는 장점이 있지만 연소가스가 흐르는 통로가 내압구조이
어야 하고 배기터빈으로 인하여 시스템이 복잡하고 시스템 가격이 고가인 단점이, ,
있다.
이 과급보일러도 일본에서 연구된 바는 있지만 아직 실용화되지는 않고 있다 국내.
에서도 이 과급보일러에 대한 연구검토가 진행되고 있지만 실용화 가능성은 많지
않다고 할 수 있다.
- 124 -
제 절 보일러기술의 전망2
고효율 및 고성능 보일러1.
보일러의 효율은 점차 높아져서 근래에는 고효율기자재용 가스보일러가 개발되어
저위발열량기준으로 효율 고위발열량 기준 약 를 넘는 보일러들이 많이100% ( 90%)
등장하였다 그러나 가격이 고가이기 때문에 아직 많이 보급되지는 않았지만. 2000
년대에는 정부의 보급정책에 힘입어 이 고효율기자재용 가스보일러가 널리 보급될
것으로 판단된다 더불어 보일러는 고성능화되어서 더욱 소형화 될 것으로 사료된.
다 외국에서는 연소실에 수관식보일러의 뱅크튜브 와 유사한 수관들을. (bank tube)
설치하고 그 관군 사이에서 연소반응이 이루어지도록 함으로서 화염공간을 별도로,
설치하지 않는 컴팩트 산업용보일러가 개발 노통연관식 수관식 다관식 보일러가( , ,
모두 개발됨 되었다 이미 국내에서도 몇몇 기관에서 이와 유사한 보일러의 개발을) .
시도하고 있다.
국내에는 유 등 액체 연료를 사용하는 보일러가 차지하는 비율이 이상을B-C 80%
차지하고 있다 앞서 언급한 바와 같은 가스연료에서의 열전달 촉진 및 응축잠열.
활용기술은 가스 이외의 연료를 연소시키는 보일러에서는 아직 적용되거나 연구개
발이 수행되고 있지 않으며 이에 대한 시도가 이루어져야 할 것이다, .
또한 앞으로 기후변화 협약에 따른 CO2 배출량 저감에 대한 요구가 커짐에 따라서
는 순산소연소와 같은 고온 소형화염 및 저배기 연소기술의 개발에 의한 CO2처기
기술과의 접목이 시도되어야 할 것이다.
저공해 보일러2.
보일러에서 배출되는 여러 가지 공해물질은 분진 등이 주된 물질이며NOx, SOx, ,
보일러의 효율 향상 및 저가 연료의 사용에 커다란 제약으로 작용한다 이러한 현.
상은 연료의 고급화 즉 가스연료 사용의 확대 연료 정유비용의 증가를 가져오고,
최종적으로는 상품의 생산원가에 반영되어서 경쟁력을 떨어뜨리게 된다.
현재는 보일러의 공해저감의 대책으로서 가스연료를 집중적으로 사용하고 있다 그.
러나 석유의 정제 과정에서 발생하는 저질 액체연료의 사용은 피할 수 없는 현실이
기 때문에 이들을 청정하게 사용할 수 있는 가격 경쟁력이 우수한 기술들이 개발되
어야 한다 특히 저공해 연소기 배가스 처리장치 저가의 연료개질 기술 등이 차후. , ,
지속적으로 개발되어야 한다.
- 125 -
운전효율 향상을 위한 제어 기술3.
실제 보일러 효율은 운전기술에 의해서 까지도 좌우된다 따라서 정교하게5~10% .
운전되는 대형 보일러의 경우에는 보일러의 효율이 부근에 이르지만 관리가90%
제대로 이루어지지 않는 중소형 보일러의 경우에는 에도 미치지 못하는 보일러80%
가 상당수 있다는 것은 통계적으로 잘 알려져 있다 보일러 설계 효율이 이상. 87%
으로 높은 반면에 운전효율이 낮다는 것은 보일러의 효율 향상을 위한 제어 및 관
리 시스템의 필요성을 강하게 요구하고 있는 것이다 전자기술의 발달에 따라 제어.
기기들이 마이크로프로세서를 이용하여 차츰 디지털화되어 가고 표시나 조작이 훨,
씬 편리하고 신뢰성이 높은 콘트롤러들이 속속 적용되고 있으나 효율 공해 안전성, ,
을 고려한 보다 인텔리젼트한 제어시스템이 필요하다.
- 126 -
결 론
본 사업은 에너지기술 구축사업의 차년도 사업 중 차년도 사업의 일부로 수행DB 4 1
되었으며 주요 결과는 다음과 같다, .
기술조사계획서•
시멘트부문 공정 및 기술조사•
보일러 기술개발 동향 분석•
기술조사계획서는 기술 구축에 포함될 기술자료의 범위 및 대상 기술자료의 획DB ,
득을 위한 조사방법 조사양식 그리고 조사주체 및 주요 일정 등에 대한 계획을 제, ,
시하였으며 이는 향후 기술조사 및 구축시 시행착오 최소화와 비용절감에 기, DB
여할 수 있을 것으로 판단한다.
기술조사계획서 작성에 있어 전반적인 기술의 범위 조사절차 및 조사양식 설계 등,
을 위해서 선진 기술 와 에너지모형의 구조 및 데이터수용에 대한 심층분석을 수DB
행하였다 특히 독일 네덜란드 미국의. , IKARUS, ICARUS, EU Common Database,
에 대한 중점적인 분석을 통하여 본 기술조사계획에 적절히 반영하였다 이외NEMS .
에 의 중심의 모형의 기술자료 수요도 역시 계획서에 반영되IEA MARKAL, EU EFOM
었다.
시멘트부문 공정 및 기술조사는 크게 두 가지 조사방법을 적용하여 수행되었다 먼.
저 공신력있는 문헌을 통하여 시멘트부문의 전반적인 공정과 기술구성 그리고 기,
본적인 및 에 대한 조사 및 분석을 수행하였다 이후 동Energy Material Balance .
결과를 바탕으로 개 국내 시멘트업체 공장에 대해 현장 방문조사를 실시하여 실11 /
제 현장에서 적용되고 있는 각 세부공정 및 사용기술의 종류 기술 설비 보급현황, ( ) ,
그리고 각 기술의 특성에 대해 상세한 자료를 확보하였다.
문헌조사와 현장조사 결과를 토대로 국내 시멘트 부문의 대표 공정을 작성하였으
며 이에 따른 기술간 및 를 정립하였다 또한 시멘트부문, Energy Material Balance .
신기술 동향과 이의 에너지효과를 분석하였으며 조사 및 분석된 기술별 특성자료,
각각에 대한 의 작성과 향후 기술 구축을 위한 기술분류Technology Worksheet DB
및 코드화 작업을 수행하였다.
보일러부문 기술개발 동향은 전통적인 보일러 최근 이용되고 있는 보일러 그리고, ,
보일러부문 신기술에 대한 분석을 수행하였다 전반적인 보일러 기술의 개발 정도.
에 따른 기술의 원리 및 특성에 대한 분석 결과가 포함되어 있으며 아울러 각 기,
술에 대한 기술 특성의 계량화를 수행하였다.
- 127 -
본 차년 사업을 통하여 제시된 기술조사계획서는 향후 기술조사 사업의 수행에 기1
본지침으로 활용될 것이며 특히 계획서 포함된 기술조사양식은 앞으로 각 세부분,
야별로 조사 실시를 위한 조사설계서 설계시 필수적으로 반영되어야 할 주요 항목
을 포함하고 있다 시멘트 공정 및 기술조사 그리고 보일러 기술동향에는 상세한. ,
기술특성 자료가 포함되어 있으며 동 자료들은 기후변화협약과 관련한 동 분야의,
기술대체 및 이에 따른 온실가스 저감잠재력 분석 평가 작업의 신뢰도를 크게 향상/
시킬 수 있을 것이다.
