개념 한 쪽
이산화탄소 포집기술은 포집 시점과 방법에 따라 연소 전, 연소 후, 순산소 연소로 구분한다. 각 방식은 배기가스 조성, 설비 개조 용이성, 에너지 소모 면에서 장단점이 달라 적용 대상이 달라진다.
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출제기준 단원 「온실가스 포집 방법」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 포집 기술 분류 판단 | 1 | 연소 전·연소 후·순산소 중 표준적 구분을 가리기 |
| 연소 후 포집 특징 판별 | 1 | 연소 후 포집의 저농도·기존설비 적용성 판단 |
| 포집과 저장 개념 혼동 제거 | 1 | 저장 대상으로 포함되지 않는 항목을 가리기 |
연소 후 포집은 화석연료를 연소한 뒤 배기가스에서 이산화탄소를 분리하는 방식이다. 이 방식은 기존 발전소 설비에 비교적 쉽게 설치할 수 있고 상온·대기압 조건에서 처리할 수 있다는 장점을 가진다. 그러나 배기가스 내 CO2 농도가 낮아(보통 10~15% 수준) 포집 비용과 에너지 소모가 크다는 단점을 가진다.
연소 전 포집은 연료를 가스화하거나 처리하여 연소 이전에 CO2를 제거한 뒤 연소하는 방식이다. 이 방식은 포집 시점이 연소 이전이므로 배기가스 중 CO2 농도가 상대적으로 높아 효율적 포집이 가능하다는 장점을 가진다.
순산소 연소 포집은 산소만을 사용해 연료를 태워 배출가스가 주로 CO2와 수증기로 구성되게 하여 포집이 쉬워지도록 하는 방식이다. 이 방식은 공기 중 질소가 섞이지 않아 배출가스의 CO2 분리 부담을 줄이는 효과가 있다.
포집 기술 분류에서 '연소 중'이나 비표준 용어는 표준 분류인 '연소 전·연소 후·순산소'와 구별하여 판단해야 한다. 문제에서는 표준 분류를 기준으로 보기를 정리하면 정답을 쉽게 도출할 수 있다.
문제 예시는 표준 분류를 묻는 경우가 많다. '연소 중 포집'이라는 용어가 보기에 나오면 표준 분류에는 포함되지 않으므로 오답으로 판단한다. 연소 후 포집의 특징으로 '저농도·기존설비 적용 용이'를 대비시키고, 연소 전이나 순산소의 '고농도 또는 고분리용이성'을 대조하면 정답을 찾을 수 있다.
또 다른 함정은 저장 방식 분류에서 비표준 용어를 섞는 경우이다. 저장 기술은 지중(지질), 해양, 광물탄산화 등의 표준 분류를 기준으로 판단하고, 대기처럼 저장 대상이 될 수 없는 선택지는 제거하면 정답을 찾기 쉽다.
흡수식 포집 관련 문제에서는 발전소별 배기가스 농도를 기준으로 적합한 흡수제와 공정 특성을 연결하여 판단한다. 예컨대 미분탄 화력발전소의 배기가스는 약 12~15% 수준이므로 단일 아민계 흡수제(MEA 등)로 포집하는 설명과 부합하는지를 체크하면 오답을 제거할 수 있다.
이산화탄소 포집 및 저장(CCS) 기술 분류 중 CO2 포집기술에 해당하지 않는 것은?
정답 ③ · 문항은 CCS 기술 분류에서 CO2 포집기술에 해당하지 않는 항목을 묻고 있다. CO2 포집은 전통적으로 연소 전(Pre-combustion), 연소 후(Post-combustion), 그리고 순산소 연소(oxy-fuel) 방식으로 분류되며, '연소 중 포집'이라는 용어는 표준 분류에 포함되지 않는 비표준 항목이다.
CO2 포집기술은 연소 전, 연소 후, 순산소 연소 포집이 있으며 연소 중 포집은 표준 분류에 포함되지 않는다.
이산화탄소 포집 및 저장에 대한 설명 중 CO2저장 기술의 구분에 해당하지 않는 것은?
정답 ② · 문제는 이산화탄소 저장 기술의 분류 중 해당되지 않는 항목을 묻고 있다. CCS 저장 기술은 이산화탄소를 지중, 해양, 광물 등 영구적 또는 안정적인 매체에 격리하는 것에 초점이 있으므로 대기는 저장 대상이 될 수 없다.
CCS 기술에서 이산화탄소는 지중, 해양, 광물 등 안정된 매체에 저장하며, 대기는 저장 대상이 아닌 배출 환경이다.
이산화탄소 포집 및 저장에 관한 기술 구분 중 이산화탄소 포집(연소후 포집)기술과 거리가 먼 것은?
정답 ② · 문제는 연소후(포스트콤버션) 이산화탄소 포집 기술과 관련이 적은 것을 묻고 있다. 연소후 포집은 연소가 끝난 배가스에서 CO2를 선택적으로 분리·흡수하는 기술로서 습식 아민 흡수, 암모니아 흡수, 분리막(막) 기술 등이 대표적이다.
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