< 목 차 >

1. 개요

2. 산업 및 시장 분석

3. 기술 개발 동향

4. 특허 동향

5. 요소기술 도출

6. 전략제품 기술로드맵

1. 개요 가. 정의 및 필요성 (1) 정의  미활용 에너지(Unused Energy)란 인간의 생활 또는 생산 활동을 위해 사용하는 에너지 중 경제적 가치나 기술적 이용 방법의 한계로 회수되지 못하고 자연계로 돌아가는 에너지인 "도시폐열"과 자연 상태의 태양열 에너지를 저장하고 있는 해수, 하천수, 지열 등 자연에너지 중 활용이 가능한 "온도차 에너지" 등을 의미함  도시 폐열은 주로 쓰레기 소각장, 지하철, 하수처리장, 변전소, 발전소와 시멘트, 화학플랜트 등 도시 기반 시설 및 산업체로부터 버려지고 있는 각종 폐열(Waste Heat)을 의미함 ▪ 폐기물 소각열: 폐기물 소각열로는 생활쓰레기 소각열, 산업 폐기물 소각열, 하수 슬러지 소각열 등을 들 수 있음. 이들 소각열의 대부분은 100℃ 이상의 고온 열원이며, 흡수식 냉동기나 열 교환기를 사용하여 비교적 용이하게 냉난방 및 급탕 열원으로 이용 가능함 ▪ 도시기반 시설로부터의 저온 배열: 화력 발전소 복수기 냉각수, 지하철 배열, 변전소 배열 등을 들 수 있으며 연중 대시 온도보다 높으며, 거의 언제나 이용이 가능하지만, 계절·시간에 따라 변동함. 지하철이나 변전소 배열 등은 주로 소규모 난방 또는 급탕 시스템에 이용됨 ▪ 공장 배열: 발전, 증기, 급탕 등에 이용 가능하나 업종, 공장 등에 따라 배열 온도 폭이 넓으며 주변에 열 수요처가 필요함  온도차 에너지(Temperature Difference Energy)는 수온이 평균적으로 하절기에는 대기온도보다 낮고, 동절기에는 대기온도보다 높은 해수, 하천수 등이 있음 [ 미활용에너지 종류 ] 미활용 에너지 구분 에너지원 온도 안정성 이용가능성 온도차 에너지 해수 여름은 대기온도보다 낮고, 겨울은 대기온도보다 높음 언제나 이용가능 대규모시스템 하천수(호수) 하수처리수 거의 언제나 이용가능 중규모 시스템 중·소규모 시스템 수요자와 근접성 양호 도시 폐열 저온 배열 지하철폐열 연간 대기온도보다 높음 거의 언제나 이용가능하지만 계절·시간에 따라 변동 소규모시스템 변전소폐열 발전소 온배수 수요지와 원거리 고온 배열 폐기물 소각열 100℃ 초과 수요지와 근접성 양호 산업체 폐열  우리의 생활주변에 다양한 형태로 존재하는 미활용에너지는 기존 발전시스템에 사용되는 화석자원 같은 에너지원(Energy source)보다 품질이 비교적 낮은 에너지원이기 때문에 경제성이 떨어져서 아직 활용도가 높지 않은 실정이며, 특히 선진국에 비해 국내 기술경쟁력은 미활용열 이용/발전 시스템7 낮은 수준으로 정부의 미활용에너지 활용 정책 지원과 더불어 많은 연구개발이 진행되어야 할 분야 중 하나임  일반적으로 재활용 되지 않고 버려지는 산업 폐열(Waste heat)은 연소장치, 용해로 등 산업공정이나 전기장치, 원동기 등을 가동하면서 발생하는 회수하지 못하는 열을 의미하며, 미활용에너지로서 저등급 에너지(Low grade energy)에 해당 ▪ 산업 폐열은 산업 전반에서 발생하지만 발전에 수반되는 엔진과 장비의 과열을 식히기 위해 많은 양의 냉각수를 필요로 하는 발전소에서 주로 발생함 ▪ 특히 화력발전, 원자력발전 등은 전력을 생산하는 과정에서 고온의 폐열 발생하며 화력발전소의 열효율은 약 40% 수준으로, 총 발생 열의 40%만이 전력생산에 활용되고, 나머지 60% 중 40%는 설비의 폐열, 20%는 배출가스 폐열로 발생  하지만 모든 산업 폐열은 버려지는 것이 아니라 철강, 시멘트, 석유화학, 정유 등 많은 에너지가 투입되는 산업에서는 부산물로 발생하는 양질의 고온 폐열은 현재 다양한 형태로 회수되어 재활용되고 있음 ▪ 대표적으로 1,400℃의 고온소성 공정이 필요한 시멘트 제조 공정에서는 소재를 급냉시키는 냉각기에서 발생되는 폐열을 이용하여 증기터빈을 가동시켜 전력과 증기를 생산하여 이를 제조 공정에 재투입하여 에너지를 절감함 ▪ 복합화력발전소에서도 배열회수보일러(HRSG, Heat Recovery Steam Generator)를 적용하여 가스터빈 구동시 배출되는 고온의 배기가스를 회수하여 열교환기를 통하여 다시 고온 고압의 증기를 생산하고 이를 다시 증기터빈을 구동시켜 발전하고 동시에 온수를 공급하는 시스템으로 대표적인 폐열회수 시스템을 이용