국가주력 2~3세대 바이오매스 에너지화 동향분석과 정부 육성정책 및 발전방안

제1장 바이오매스 산업 실태와 동향
1. 바이오매스 개요
1) 바이오매스의 정의 및 범위
(1) 개념
(2) 종류와 분류
(3) 자원량
2) 바이오매스 특징 및 구조
(1) 현상
(2) 특성
(3) 산업구조
2. 바이오매스 시장 실태
1) 시장 및 산업계 현황
(1) 바이오매스 시장별 현황
(2) 바이오 (냉)난방 시장
(3) 세계 바이오 시장
(4) 수송용 바이오연료 시장
2) 바이오매스 에너지 산업 동향
(1) 산업 범위
(2) 고체에너지 산업
가. 전기 생산 시장
나. 열에너지 활용 시장
(3) 기체 바이오매스 산업
(4) 액체 바이오 연료 산업
3) 국내외 보급정책 동향 분석
(1) 국외
가. 미국
나. 유럽
(2) 국내
4) 바이오매스 분석현황
(1) 시장분석
가. 시장현황 및 전망
나. 업체동향
(2) 기술분석
가. 기술동향 분석
나. 기술개발역량 분석
(3) 시사점 및 제언
가. 시사점
나. 제언
5) 국내 바이오매스 산업현황분석
(1) 환경분석
가. 수요측면(Needs)
나. 촉진 요인
다. 저해 요인
(2) 환경측면
가. 촉진 요인
나. 저해 요인
(3) 기술측면
가. 촉진 요인
나. 저해 요인
3. 국외 바이오매스 산업 현황 및 전망
1) 세계 바이오매스의 현황 인식
(1) 고유가와 에너지 안보 문제
(2) 지구온난화와 환경오염
(3) 농촌개발과 지역경제 활성화
2) 주요국가 산업동향
(1) 미국
(2) 브라질
(3) 일본
가. 해일 피해 지역 내 바이오매스 원료 활용 계획
나. 목질 바이오매스, 채산성의 문제 해결이 시급
(4) 캐나다
(5) 네덜란드
(6) 헝가리
(7) 러시아
(8) 핀란드
(9) 이란
(10) 필리핀
(11) 캄보디아, 라오스, 미얀마
가. 캄보디아
나. 라오스
다. 미얀마
(12) 아프리카
3) 세계 바이오매스 연료시장 전망분석
(1) 시나리오 가정
(2) 시나리오 분석 결과
가. 세계상품시장가격에 미친 영향
나. EU 시장에의 영향
4. 국내 바이오매스 산업 현황 및 전망
1) 국내 바이오매스 자원의 실태
(1) 바이오매스 자원 분석
(2) 주요도시 잠재량
2) 국내 바이오매스 연료 현황
(1) 관련업체 현황
가. 바이오디젤
나. 바이오에탄올
다. 바이오가스
라. 바이오 Syn가스 분야
마. 목질계(셀룰로스계)를 이용한 바이오연료
바. 미세조류를 이용한 바이오연료
(2) 전략방법
가. 단기
나. 중장기
(3) 분석 및 시사점
3) 바이오매스 에너지화 운영사례
(1) 정부 운영사례
(2) 원주시 RDF 제조시설 사례
가. 설치개요 및 프로세스
나. 펠렛형 RDF의 이용 및 발전
(3) 수도권매립지 가연성 폐기물 RDF 제조시설
가. 설치개요 및 프로세스
나. 펠렛형의 RDF 형태 및 이용
(4) 기타 가연성폐기물 RDF 제조시설
가. 행정복합도시 생활폐기물 연료화시설
나. 부산광역시 생활폐기물 연료화 및 발전시설
4) 국내 바이오에너지 R&D 동향
(1) 국제 비교
(2) 정부 연구개발 투자
가. 기술 대분류별 R&D 투자(과제수/연구비)
나. 연구수행 주체별 R&D 투자
(3) 특허 분석
가. 일반 현황
나. 기술 분야별 현황
(4) 바이오에너지의 당면 과제
가. 바이오에너지의 용도별 비교
나. 지원 정책
다. 연구개발
5) 정부의 바이오에너지 정책현황
(1) 정책효과
가. 경제 효과
나. 이산화탄소 배출 저감 효과
다. 기타 효과
(2) 공급 안정성
가. 국산 바이오매스의 확보
나. 해외 바이오매스 및 바이오에너지의 확보
다. 환경 파괴와 농산품의 가격 상승 문제
(3) 경제성
가. 전기 생산/난방용 바이오에너지
나. 수송용 바이오에너지
6) 바이오매스 에너지 산업 타당성 분석
(1) 현 상황 분석
(2) Value Chain 분석 및 주요 업체 현황
가. Value Chain 분석
나. 업체 현황
5. 바이오매스 자원 활용 및 기술 트렌드
1) 국내외 기술개발 동향
(1) 바이오매스 에너지 이용 실태
(2) 세계 규모의 바이오매스 에너지 개발 전략
(3) 국내외 동향 및 중요성
가. 세부내용
나. 세부 추진전략
다. 파급효과
2) 바이오매스 에너지 변환기술 현황
(1) 목질계 폐기물의 에너지 변환기술
가. 목질계 바이오매스의 연료화현상
나. 가스화발전 이용
다. 목질의 고기능 탄소 소재화 기술
라. 목질계폐기물의 에탄올 변환기술
(2) 식품폐기물의 에너지 변환기술
가. 연료화프로세스
나. 분산형 프로세스
다. 거점형 프로세스
라. 하이브리드형 프로세스
(3) 축산폐기물의 에너지 변환기술
가. 거름으로부터 에너지생성
나. 미생물 처리
다. 열화학적 처리
(4) 바이오에탄올의 생산변환기술
가. 원료동향
나. 바이오변환공정의 필수기술과 그 특성
다. 전처리 기술
라. 미생물이용 에탄올 변환기술
마. 실용적 에탄올생산에 요구되는 기술특성
바. 미생물을 이용한 바이오수소 제조
4) 바이오매스 에너지 전환기술
(1) 직접 연소법
(2) 열화학적 변환법
(3) 생물학적 변환법
가. 바이오 메탄
나. 바이오 알코올
다. 바이오 디젤
라. 바이오 수소
5) 주요국가 기술개발 현황
(1) 선진국의 기술 개발 현황
(2) 국내 기술개발 현황
(3) 보급 현황
(4) 향후전망
6) 바이오매스 에너지 기술 산업 경쟁여건
(1) 경쟁력
(2) 국내외 주요기업 기술개발 및 사업화 활동
(3) 국내외 여건
가. 국외 여건
나. 국내 여건

제2장 2세대 바이오매스 에너지화 시장전망 및 기술개발
1. 2세대 바이오매스 에너지화 개요 및 이용현황
1) 2세대 바이오매스 개요 및 연료 특성
(1) 2세대 바이오매스 정의
(2) 연료 특성
가. 장작·목탄
나. 칩
다. 펠릿과 브리켓
라. 톱밥
마. 나무껍질(수피)
바. 폐재
사. 나무 한그루가 바이오매스 연료가 되는 부분
2) 목질 바이오매스의 에너지 현황
(1) 임목축적 자원량
(2) 임목축적 발열량
(3) 연간 바이오매스 생산량 및 발열량
(4) 벌목 잔재물 자원량 및 발열량
(5) 숲가꾸기 부산물 자원량 및 발열량
(6) 산림 바이오매스 에너지화 사업
3) 바이오매스 에너지화 기술현황
(1) 바이오에탄올
(2) 고체연료
(3) 열, 전기
2. 2세대 바이오매스 에너지화 시장 동향
1) 에너지 시장 현황
(1) 용도별
(2) 에너지 이용형태
가. 바이오매스 발전시스템
나. 지역난방
다. 펠릿
라. 우드 칩
마. 석탄과 혼합연소(co-firing)
바. 바이오에탄올 생산
2) 2세대 바이오매스 에너지 이용 동향
(1) 수급 및 이용전략
(2) 생산 비용 분석
가. 산림 폐잔재 집재비용
나. 파쇄비용
다. 목질 바이오매스(칩) 공급 비용 분석
3) 국내외 시장동향
(1) 국내외 2세대 바이오매스 자원 수급 동향
가. 세계 목질바이오매스 생산 및 수급전망
나. 국내 목질바이오매스 생산 및 수급전망
(2) 해외 2세대 바이오매스 시장 동향
가. 이용 동향
나. 이용현황 및 정책
(3) 국내 2세대 바이오매스 시장 동향
가. 이용현황 및 보급 정책
나. 경북지역 산업동향
다. 경기도 산업동향
4) 2세대 바이오매스 이용 정책과 제도
(1) 이용 정책
가. 관련 계획 및 법
나. 목재법의 주요 내용
다. 신에너지 및 재생에너지 개발?이용?보급촉진법
(2) 2세대 바이오매스 이용 관련 제도
가. 보급지원제도
나. 그린 홈 100만호 사업
다. 기타 목재 관련 제도
(3) 2세대 바이오매스 이용 관련 기준
가. 폐목재 등급 분류 및 재활용 기준
나. 목재펠릿 품질 규격
다. 목재펠릿보일러 성능?구조 및 설치기준
3. 국내외 2세대 바이오매스 산업 동향 및 전망
1) 세계 산업 동향
2) 국내 산업 동향
3) 경제성분석 및 향후 방향과 전망
(1) 경제성 분석
가. 의의
나. 가격현황 및 문제점
다. 폐목재 연료 수요 시장
(2) 향후 방향과 전망
가. 과제
나. 향후 방향
4. 기술 개발 동향과 전망
1) 바이오연료 생산 공정
(1) 개념
(2) 물리적 변환 기술
(3) 열화학적 변환 기술
가. 연소
나. 고형연료화
다. 가스화
라. 열분해
마. 탄화
바. 활성탄
사. 에스테르화(바이오디젤)
(4) 생물화학적 변환 기술
가. 메탄 발효
나. 에탄올 발효
다. 수소 발효
2) 기술 개발 현황
(1) 발전 방향
가. 바이오알콜
나. BtL (Biomass to Liquid fuel)
3) 국내 개발 활용사례
(1) 서대구 열병합 발전소
가. 사업개요
나. 원리 및 시스템 공정도
(2) 여주목재유통센터-목재 펠릿제조시설
(3) 삼목자원-우드 칩 생산시설
(4) ㈜귀뚜라미 보일러
(5) 한국지역난방공사

제3장 3세대 바이오매스 에너지화 시장전망 및 기술개발
1. 3세대 바이오매스 에너지화 개요
1) 3세대 바이오매스 개념 및 정의
(1) 정의
(2) 종류와 특징
2) 3세대 바이오매스 에너지 현황
(1) 해조류 주요 생태학적 기능
(2) 해조류 방안
(3) 해조류 바이오매스 생산비용
2. 3세대 바이오매스 산업동향
1) 산업현황
(1) 생산 및 산업적 이용 실태
(2) 세계 생산량 동향
가. 중국의 해조양식
나. 필리핀의 해조양식
다. 인도네시아의 해조양식
라. 일본의 해조양식
(3) 생산 동향
가. 미세조류를 이용한 바이오디젤
나. 미세조류를 이용한 바이오에탄올(bioethanol)
다. 해양성조류 생체의 혐기적 전환에 의한 바이오가스(methane) 생산
라. 해양성조류 생체의 혐기적 전환에 의한 바이오수소(biohydrogen)
2) 각 분야별 산업현황
(1) 기업경제력 현황
(2) 산업계 및 학계 현황
가. 산업계 현황
나. 조류 바이오매스 협의체
다. 정부 정책
라. 논문 및 특허 동향
3) 파급효과 및 전망
(1) 경제·산업적 파급효과
가. 해조류를 활용한 대체에너지 자립기반 조성
나. 해조류를 탄소흡수원으로 활용 CO2 감축
다. 새로운 일자리 창출 효과
(2) 국내외 시장 전망
가. 국외
나. 국내
3. 기술 개발 현황과 전망
(1) 기술개요
가. 주요 기술 분류
나. 해조류 기반 바이오연료 기술개발 현황
⒜ 바이오알콜 ⒝ 바이오디젤
(2) 기술의 범위 및 내용
2) 기술 방법과 개발 현황
(1) 해조류 전처리 및 당화기술
가. 물리적 방법
⒜ 기계적 분쇄 ⒝ 알칼리 팽윤
나. 화학적 방법
⒜ 약산 가수분해 ⒝ 증기 폭쇄 전처리
⒞ 암모니아 폭쇄 ⒟ 바이오매스 분별
다. 생물학적 방법
⒜ 갈조류 분해효소 개요 ⒝ 홍조류 분해효소의 개요
(2) 연구개발
가. 건강 신소재 개발
나. 생물학적 전환공정 개발
다. 그린에너지 융합공정 연구개발
라. 통합공정 및 제품개발
3) 파급효과 및 정책연구개발
(1) 개발의 파급효과
가. 기술적 기대효과
나. 파급효과
(2) 정책적 연구개발 측면
가. 국가정책 측면
나. 연구개발 측면
다. 산업화 측면
4) 향후 방향과 전망
(1) 장애요인
가. 집중적 연구
나. 장기적 지원
다. 에너지 수율의 경제성 이외의 문제
(2) 향후방향
가. 조류 바이오연료의 생산성 향상
나. 미래 재생에너지
다. 고부가 유용물질의 보고
(3) 전망

제4장 바이오가스 생산기술 및 사례
1. 바이오가스 개요 및 현황
1) 개요
(1) 바이오가스의 역사
(2) 정의 및 특성
2) 생산 및 보급현황
(1) 국외 현황
(2) 국내 현황
2. 바이오가스 산업 동향 및 방안
1) 국내외 산업현황
(1) 생산방법
(2) 국외 현황
(3) 국내 동향
2) 산업 전망
(1) 국내외 시장전망
가. 국외
나. 국내
(2) 시장 경쟁상황
가. 시장의 경쟁강도
나. 시장진입장벽
3) 바이오가스 사업성 분석 및 특허동향
(1) 사업성 분석
(2) 특허동향
가. 국내외
나. 기술성숙도
다. 주요연구 그룹현황
라. 주요 Key Player 및 국가 기술수준
3. 바이오가스 기술 및 동향
1) 기술 개요
(1) 기술의 정의
(2) 기술의 특징
(3) 기술의 필요성
2) 국내외 기술개발 지원현황
(1) 국내 현황
(2) 국외 동향
가. 핀란드
나. 덴마크
다. 독일
라. 스페인
마. 스웨덴
3) 생산기술 및 현황
(1) 생산원리
가. 혐기성 소화에 의한 메탄가스화 기술
나. 바이오매스 가스화기술(열적전환)
다. 바이오수소 생산기술
(2) 바이오가스 정제 방법
가. 황화수소 제거
나. 실록산 제거
(3) 바이오가스 고질화 기술
가. 흡습법(absorption)
나. 흡착법(adsorption)
다. 막분리법(membrane separation)
라. 심냉분리법(Cryogenic separation)
(4) 품질규격
4. 바이오가스 활용기술
1) 축산분뇨 활용기술
(1) 기술개요
(2) 기술 동향
2) 하수슬러시 활용기술
(1) 최적처리 개념
(2) 기술동향
가. 고온 호기성 소화를 이용한 가용화
나. 오존 산화
다. 알칼리 처리
라. 초음파 캐비테이션을 이용한 슬러지 가용화
마. 수리동력학적 캐비테이션을 이용한 슬러지 가용화
바. 볼밀(Ball mill) 파쇄법
사. 열처리
아. 마이크로슬러지(microsludge)
자. 슬러지 전처리 방법의 비교
5. 바이오가스화 시설의 사례 분석
1) 시설 및 생산현황
(1) 바이오가스화 시설 현황
(2) 바이오가스 생산·활용 현황
2) 농축 하수슬러지의 혐기성소화시스템 사례
(1) 서울 서남물 재생센터
(2) 대구 서부하수처리시설 에너지 절약사업(절감사례)
가. 사업개요
나. 사업효과
3) 음식물류 폐기물 바이오가스화 사례
(1) 동대문 환경자원센터
가. 개요
나. 원리 및 공정도
다. 경제성
(2) 부산광역시 음식물 자원화(발전) 사업소
가. 개요
나. 경제성
4) 가축분뇨 바이오가스 사례
(1) 경기도 이천 모전영농단지
가. 사업개요
나. 원리 및 시스템 공정도
다. 경제성
(2) 충남 청양 여양농장
가. 사업개요 및 시설운영 현황
나. 원리 및 시스템 공정도
다. 경제성
6. 바이오가스 시사점
1) 기술한계 분석
(1) 기술학습의 측면
가. 원천기술 및 보완기술 확보 문제
나. 기술개발활동 현황
다. 경제성 확보 문제
(2) 사회적 위험 해결을 위한 기술학습
2) 해결책 방향
(1) 기술정치의 측면
가. 기술적·경제적 불확실성 해결을 위한 제도 형성
나. 사회적 위험 해결을 위한 제도 형성
(2) 기술공동체의 형성·발전
가. 기업간 협력 네트워크 형성
나. 지역사회에서의 네트워크 구축
다. 정책네트워크의 형성
라. 장기 비전의 형성
3) 미래성

제5장 바이오에탄올 생산기술 및 사례
1. 바이오에탄올 개요
1) 정의
(1) 개념
(2) 종류 및 특성
2) 생산 및 공급현황
(1) 생산 공정
(2) 공급 및 수요분석
2. 바이오에탄올 산업현황 및 전망
1) 시장규모
2) 시장현황
3) 해외 바이오에탄올 생산 및 이용
(1) 생산과 이용
(2) 주요국의 수송용 에탄올 사용 개요
4) 산업동향 및 수요분석
(1) 정책과 산업동향
(2) 수요분석
가. 수요모형 추정
나. 바이오에탄올 시장의 수요 분석
5) 경제성 및 전망
(1) 국가적 정책 제언
(2) 수입 바이오에탄올의 경제성
3. 바이오에탄올 생산기술 및 동향
1) 목질계 바이오에탄올 생산 개요
(1) 전처리 기술
(2) 당화
(3) 에탄올 발효
(4) 에탄올 정제
2) 목질계 바이오에탄올 기술개발 현황과 전망
(1) 국외 현황
(2) 국내 현황
(3) 기술개발 전망
3) 해조류 바이오에탄올 생산 개요
(1) 당화 공정
(2) 발효 공정
(3) 분리 및 정제 공정
4) 해조류 바이오에탄올 기술개발 현황과 전망
(1) 국외 현황
(2) 국내 현황
(3) 향후 기술 전망
5) 국외 바이오에탄올 기술현황 및 전망
(1) 미국
가. 산업현황
나. 기술개발 현황
(2) 브라질
가. 산업동향
나. 기술혁신
(3) 일본
(4) 베트남
(5) 중국
6) 국내
4. 바이오에탄올 생산사례
1) 과일 폐기물
(1) 과일폐기물의 특성
(2) 과일폐기물의 리그닌 및 셀룰로오스 함량
(3) S. cerevisiae 식균
(4) 개별 효소 가수분해
(5) 과일폐기물의 에탄올 발효
2) 면(cotton)
(1) 바이오에탄올 원료로서의 면
(2) 원료의 차이에 의한 프로세스의 비교
(3) 면의 당화와 이용되는 효소
(4) 에탄올 발효성 미생물
3) 돈사폐수
(1) 재료 및 방법
(2) 고찰
가. 돈사폐수의 성분 및 응집공정
나. 돈사폐수 응집슬러지의 에탄올 발효

제6장 열병합발전 기술동향 및 사례
1. 열병합발전의 개요
1) 정의 및 분류
(1) 정의
(2) 에너지이용 시스템 개요
가. 열병합발전의 분류
나. 열병합발전 시스템 장·단점 비교
(3) 열병합발전의 효율
가. 효율에 대한 기초
나. 열병합발전 시스템 효율
2) 바이오매스를 활용한 열병합발전 현황
2. 열병합발전 시장현황과 전망
1) 국외
(1) 유럽
(2) 미국
(3) 일본
(4) 중국
2) 국내
(1) 국내 열병합 발전 도입과 관련된 기본 논리
가. 열병합발전 보급 활성화 필요성
나. 열병합 발전 시스템 도입 기대효과
(2) 소형 열병합 발전
(3) 산업체 자가 열병합 발전 현황
(4) 집단에너지 열병합 발전 현황
가. 지역난방용 열병합 발전
나. 지역냉방용 열병합 발전
다. 산업단지 집단에너지용 열병합 발전
3. 열병합발전 기술현황 및 동향
1) 저온순환 유동층가스화 열병합발전
2) 국내 현황 및 동향
(1) 가스터빈 열병합발전 시스템
가. 시스템 구성
나. 가스터빈 및 발전기
다. 폐열회수보일러
라. 주변기기
마. 개발 대상 시스템의 열수지
바. 시스템 제어 및 관리
(2) 가스터빈 열병합발전 설치사례
가. 건축구조
나. 설비개요
다. 전력계통
(3) 가스엔진 열병합발전 시스템
가. 가스엔진 본체
나. 요소부품 제원
다. 시스템 현장적용
3) 국외 현황 및 동향
(1) 미국
(2) 일본
(3) 유럽 및 기타 국가
4. 열병합발전 적용 및 발전사례
1) 활성화 과정 및 사업자 적용현황
(1) 주요 사업 현황
(2) 활성화 및 사업자 현황
(3) 발전사업과 건설업
(4) 주목해야할 건설업체
(5) 열병합발전과 화학업체
2) 주요 발전사례
(1) 영국 Co-operative社
(2) 덴마크
(3) 코오롱글로벌
(4) ㈜이룸지엔지
5. 열병합발전의 향후 과제
1) 재인식
(1) 녹색성장 관점에서의 열병합발전에 대한 재인식
(2) 열병합발전에 대한 비용보상제도 개선방안
2) 향후 과제

제7장 열화학적 방법을 이용한 천연가스와 바이오오일 생산기술
1. 바이오매스 열화학적 변환 공정
1) 개요
2) 열화학적 변환 기술
(1) 열분해
(2) 가스화
(3) 간접 가스화
가. 메탄올
나. 합성 가솔린
다. 디메틸에테르
(4) 고압 액화(고압 프로세스)
(5) 저온 가스화(고압 프로세스)
가. 초임계 가스화
나. 저온 가스화
2. 천연가스 산업동향 및 생산기술
1) 천연가스 산업동향
(1) 세계 산업 및 정책 동향
(2) 유럽의 바이오매스 열화학적 변환 연구 동향
(3) 미국
2) 천연가스 산업 현황과 전망
(1) 산업 현황
(2) 시장 구조
(3) 정책 현황
(4) 시사점
3) 기술현황 및 동향
(1) 천연가스를 이용한 수증기 개질법
(2) 주요국가 생산기술
가. 미국
나. 중국
(3) 연구동향
3. 바이오오일 산업동향 및 생산기술
1) 급속열분해 산물의 제조 및 특성
(1) 급속열분해 원리 및 운전
(2) 바이오매스의 열분해 반응 특성
2) 바이오오일 산업 현황과 활용
(1) 산업 현황
가. 캐나다
나. 유럽연합
(2) 산업적 활용
(3) 산업 활용의 이용 현황
가. 발전용 연료
나. 수송용 연료
다. 바이오 화학소재
라. 친환경 접착제
마. 친환경 방부제
바. 바이오오일의 경제성 분석
3) 바이오오일 생산기술 현황 및 전망
(1) 바이오오일 생산 및 이용
가. 수율
나. 물리·화학적 조성
다. 물리적 특성
라. 화학적 특성
마. 열분해 리그닌
(2) 생산원리
(3) 기술개발 현황 및 전망
가. 국외
나. 국내
통계(도표) 목차