KITECH 생산기술 전문지

1. 서 론
플라스틱은 사용의 편리성과 저가 대량생산 기술 개발로 사용량의 폭증이 지속되고 있으며, 경제협력개발 기구(OECD)가 발간한 '2022 글로벌 플라스틱 전망 보고서'에 따르면, 세계 연간 플라스틱 생산량은 2000년 2억4300만 톤에서 2019년 4억6000만 톤으로 2배가량 증가했다[1]. 반면, 플라스틱 생산량의 약 9~10% 만이 재활용 프로세스에 채택되고, 대부분은 매립(50%), 무단투기(22%), 소각(19%)의 방법으로 처리되고 있는 실정이다[1]. 이뿐만 아니라 2019년 기준으로 플라스틱의 생산과정 전반에서 약 18억 톤의 온실 가스가 배출 되고 있으며, 해양폐기물의 80%를 차지하는 플라스틱은 최종적으로 난분해성의 미세플라스틱으로 전환되어 인간에게 악영향을 끼치는 결과를 초래하고 있다...

1. 서론
반도체 산업은 빠르게 증가하는 생산량에 의해 탄소배출량이 증가하는 추세에 있으며, 탄소중립 달성을 위해서는 추가적인 기술개발과 선제적 감소 노력이 필요한 상황이다. ‘23년 4월 국내 주요 반도체 생산기업의 사업보고서에 따른 탄소배출량은, 2020년 1,723만톤, 2021년 1,927만톤, 2022년 1,957톤으로 지속적인 증가 추세이며, 그린피스에서는 2030년 3,900만톤에 달할 수 있다고 우려를 표하고 있다...

1. 서 론
1990년대부터 유독물을 중심으로 관리하고 있는 국내 사업장 안전관리 규제는 2015년을 기점으로 화학물질등록평가법(이하 ‘화평법’) 및 화학물질관리법(이하 ‘화관법’) 시행을 통해 화학물질의 유해성 정보를 사전에 확인하여 유해화학물질을 지정 및 관리하는 체계로 전환을 맞이하였다.
화평법·화관법이 화학물질로 인한 피해 및 사고 예방을 위해 강화된 제도이나, 제도의 진행에 따라 유해성 정보가 밝혀지는 화학물질이 해가 갈수록 증가하면서 유해화학물질로 관리되는 화학물질도 매년 급격하게 늘어나게 되었다(그림1). 규제 대상이 화평법·화관법 시행 이전 대비 2배 이상으로 확대됨에 따라, 유해화학물질 취급 기업의 부담도 커지고 오히려 관리를 위한 제도가 현장에서 제대로 작동하지 않아 안전공백이 발생할 수 있다는 우려가 제기되는 상황이다[1]...

1. 서 론
Biomass resource carbon(BRC) 이란 기존의 석유화학 기반 화학산업을 자원 순환형 지속 가능한 산업으로 전환하기 위한 기술을 이야기한다. 바이오매스로부터 화학제품을 생산하기까지 전 과정을 나타내는 바이오화학 산업 공정은 크게 다음과 같이 4부분으로 나눌 수 있다. 1) 자원공급 및 원료화 공정, 2) 기초화학물질 생산 공정, 3) 바이오 화학 제품화 공정, 그리고 4) 바이오화학제품 응용 공정으로 분류할 수 있다...

1. 서 론 Biomass resource carbon(BRC) 이란 기존의 석유화학 기반 화학산업을 자원 순환형 지속 가능한 산업으 로 전환하기 위한 기술을 이야기한다. 바이오매스로부터 화학제품을 생산하기까지 전 과정을 나타내는 바이오화학 산업 공정은 크게 다음과 같이 4부분으로 나눌 수 있다. 1) 자원공급 및 원료화 공정, 2) 기초화학물질 생산 공정, 3) 바이오 화학 제품화 공정, 그리고 4) 바이오화학제품 응용 공정으로 분류할 수 있다...

1. 서 론
지구 온난화와 이에 따른 기후 변화는 현재 인류가 직면한 가장 심각한 환경 문제 중 하나로 대두되고 있다. 이로 인해 온실 가스 배출을 줄이고 친환경적인 대안을 모색하는 노력이 강조되고 있다. 특히, 화학 산업에서는 화석 자원 기반의 석유화학 제품을 대체할 수 있는 친환경 소재에 대한 수요가 높아지고 있는 추세이다.(1) 이에 따라 화학 산업은 지속 가능한 소재 개발을 통해 온실 가스 감축과 지구 환경 보호에 기여할 수 있는 새로운 기술과 소재를 모색하고 있다...

1. 서 론
원유나 천연가스 등의 석유화학 원료로 합성 플라스틱이 발명된 이후 우리 일상생활 및 산업에 꼭 필요한 재료가 되었다. 특히, 비결정성 열가소성 고분자로 분류되는 PET(polyethylene terephthalate)는 우수한 열안정성, 투명성, 고강도, 내구성, 경량성, 내화학성 등의 특징으로 인하여 식품포장재, 음료수병, 섬유산업 자재 등으로 사용량이 급격히 증가하고 있다[1-3]...

1. 서 론
시멘트는 건물, 도로, 댐 건설의 주요 원자재이기 때문에 시멘트 공장은 전 세계적으로 필수 산업으로 여겨지며, 건설의 중요성으로 인해 전 세계 시멘트 생산량은 지속적으로 증가하고 있다 [1]. 하지만 시멘트 산업은 이산화탄소(CO₂), 질소산화물(NOx), 황산화물(SOx)이 주로 배출하는 문제점이 존재한다. 이러한 오염물질 대부분은 석회석의 탈탄 과정에서 화석 연료를 연소할 때 형성된다. 석회석은 시멘트 생산의 주요 원료로, 석회로 내에서 연소되어 대량의 대기 오염물질을 배출한다 [2]. 따라서 이러한 가스 배출을 줄이는 것은 대기 오염을 줄이는 데 필수적이다. 시멘트 클링커 생산 중 배출되는 시멘트 킬른 더스트(CKD)는 CaO, MgO, K₂O 와 같은 유용한 알칼리 성분을 주로 포함하고 있어 CO₂, SOx, NOx의 포집 및 활용에 사용될 수 있다 [3]...

1. 서 론
반도체 식각공정은, 반도체 제조 공정 중 전공정의 대표적인 공정으로, 회로기판에 특정한 부분을 화학적 혹은 물리적으로 제거하는 공정을 의미한다[1]. 식각 공정은 습식 식각이나 화학적 식각에 기반한 등방성 식각(Isotropic etching)과 물리적 작용에 기반한 비등방성 식각(Anisotropic etching)으로 구분될 수 있다[1]. 비등방성 식각은 일반적으로 플라즈마 식각이 주로 적용되고 있으며, 높이와 너비의 비율이 30:1 이상인 고종 횡비 식각(High Aspect Ratio etching)이 가장 기술력이 요구되는 식각 공정으로 대두되고 있다 [2]. 극저온 식각공정 (Cryogenic Etching)은 식각 대상물의 온도를 -95℃ 이하로 낮춰 식각공정을 수행하는 공정을 의미한다[3]. 대상물의 온도를 낮추면, 식각 공정을 수행하고 난 부산물(By-product)이 웨이퍼 식각 면에 자체적으로 응결 및 보호(Passivation)를 수행할 수 있어, 고종횡비 식각의 효율성을 높인 공정이다[3]...

1. 서 론
정부는 국가 에너지 정책 방향을 기존 원전과 석탄발전에서 재생에너지 위주로 변환을 재생에너지 3020이행 및 2050 탄소중립을 선언하고 시행 중임. 2030년 온실가스 배출량 목표가 5.4억 ton/yr으로 8.5억 ton/yr(BAU)에서 대폭 강화 조정되었다. 따라서, ‘30 NDC 이행 및 ’50 탄소중립 목표 달성을 위해 수소·암모니아 발전 확대 예정이다.

1. 서 론
에너지 생산/활용 시스템의 연소과정에서 연료의 성상에 따라 발생량이 상이하지만 질소산화물(NOx), 황산화물(SOx) 및 입자성 물질 등이 배출된다. 이러한 대기오염물질은 다양한 환경설비를 통해 산업 분야별 배출 허용 농도로 제거되어 대기중으로 배출된다. 일반적으로 NOx는 요소수 기반의 선택적 촉매 환원법(SCR. Selective catalytic reduction), 비선택적 촉매환원법(SNCR, Selective non catalytic reduction) 방식을 활용한다[1]...

1. 서 론
최근 지구 온난화가 가속되면서 탄소중립의 중요성이 대두되어 각종 환경규제가 강화되고 있다. 이에, 기존의 내연기관보다 높은 에너지 효율 및 친환경 주행, 상대적으로 낮은 오염물질 배출 등의 장점을 가진 전기 자동차의 보급이 확대되고 있다 [1,2]. 국제에너지기구(IEA)에 따르면, ‘22년 전 세계 전기차 판매량은 ‘17년 대비 10배 이상 증가한 1,000만 대를 초과하였으며, 신차 전기차 비율은 약 14%에 이르러 전기차의 보급 확산이 가속화되고 있다 [3]...

1. 서 론
지구 온난화와 이상 기후 현상으로 인해 온실가스 및 탄소 배출을 줄이기 위한 전 세계적인 노력이 가속화되고 있는 상황이다. 이러한 노력의 일환으로, 온실가스의 주요 구성요소인 이산화탄소 (CO₂)를 감축하는 기술이 주목받고 있다. CO₂ 감축 기술 중 현재 상용화 및 연구 개발이 진행 중인 기술로는 광물탄산화 저장과 화학적 전환이 있다. 광물탄산화 저장의 경우, CO₂를 안정한 고체 형태의 탄산염으로 전환 및 저장하기에 탄소 고정 및 저장을 통해 배출된 탄소 감축에 기여할 수 있다. 하지만 전환 과정에서 높은 온도와 압력을 요구하며, 전환 후 저장 과정에서 누출 위험성이 있다. 따라서 환경에 악영향을 미칠 수 있기에 광물탄산화 기술의 단점을 보완하여 경쟁력을 확보한 CO₂ 화학적 전환 기술의 중요성이 커지고 있다...

1. 배경 기술
1.1. 열분해 기술
열분해 (pyrolysis) 기술은 무산소 (oxygen-free) 상태에서 유기성 물질을 열적 크래킹을 통해 액상 물질 (오일), 고체상 촤 (char) 그리고 가스를 생산하는 기술이다. 반응기 내 가스의 체류시간 및 승온 속도에 따라 크게 저속 열분해와 고속 (급속) 열분해로 나눌 수 있다. 저속 열분해의 경우 비교적 저온 (300-400^oC) 영역에서 주로 고체상 촤를 생산하는 쪽에 초점이 맞추어져 있고, 반면 고속 열분해는 주로 400^oC 이상에서 운전하여 오일 생산을 최대화하는 방향으로 연구되어 왔다. 아래 그림 1에 반응 온도 및 산화제 유무에 따른 열화학적 전환 공정의 종류를 나타내었다...

1. 배경 기술 및 특허 개요
1.1. 가스화 기술
가스화 기술은 부분 산화 (Partial oxidation) 반응으로 과잉 공기가 투입되는 연소에 비해 공기량이 적게 투입되어 운전된다. 보통 가스화 반응기 내부 온도 기준 800^oC 이상에서 가스화 운전이 이루어지며, 이때 가스화 산화제로 공기를 사용한 경우 수소, 일산화탄소, 이산화탄소, 메탄 그리고 질소가 주로 발생된다. 일반적으로 공기를 산화제로 사용한 가스화 운전의 경우 발생하는 가스의 발열량은 약 6-8 MJ/m³이며 스팀을 산화제로 사용한 경우에는 15 MJ/Nm³ 이상의 발열량을 가진 가스가 생산된다 [1]...

1. 서 론
전 세계적으로 물 부족 문제가 심화되고 있으며 2005년을 기준으로 약 11억 명의 인구가 물 부족에 고통 받고 있다. 2025년에는 전 세계적으로 30억 명의 인구가 물부족 상황에 직면할 것으로 예상되며 급격한 인구증가로 인한 식수 수요증가, 농경작용 용수사용 증가, 공업용수 사용 증가 등의 이슈들은 물 부족 문제를 가속화 시키는 요인이다. 해수담수화 관련 시장은 지속적으로 증가하여 2023년에는 약 USD 43.03 Billion으로 증가할 것으로 판단된다...

1. 서 론
커피는 열매의 수확 후 건조 및 선별을 거친 생두의 형태로 유통되며, 이 생두를 가열, 분쇄, 추출의 과정을 거친 후 음용하게 된다. 특징적인 것은 이러한 일련의 과정이 매우 다양한 방식으로 이루어질 수 있고 이에 따라 향미에 큰 변화가 생긴다는 점이며, 특히 추출 과정이 가장 큰 영향을 주기 때문에 이에 따라 커피의 종류를 구분하는 것이 일반적이다...

1. 서 론
우리나라 폐수배출업소는 2022년도 기준으로 55,744개소이며, 일일 배출량은 5,105천톤이다[1]. 산업체에서 발생하는 폐수는 일반적으로 1차 물리적 처리, 2차 화학처리, 3차 생물처리를 거쳐 방류 후, 하수종말처리장을 통해 하천으로 유입된다. 대구시 서구에 위치하는 염색산업단지 내 폐수처리장은 일일 85,000톤의 원수를 처리하고 있으며, 달서천하수처리장을 거친 후, 금호강으로 방류하고 있다[2]. 대구시는 이들 시설들이 유발하는 악취와 각종 환경문제를 해소하기 위한 방안으로 산업단지 이전과 함께 폐수의 재이용 시스템 도입 을 거론 중이다. 폐수 재이용 시스템은 무방류(Zero Liquid Discharge:ZLD) 시스템과 최소방류(Minimal Liquid Discharge:MLD) 시스템으로 구분된다...

1. 배 경
최근 전기차, 신에너지 등의 신산업 성장에 따라 니켈, 리튬 등의 희소금속 수요가 급증하고 있다. 주요 희소 금속은 산업에 필요한 핵심 자원으로 중국, 콩고 등 일부 국가에 편중되어 있어 보유국의 광물자원 공급 제한, 수출 관세 부과, 고가 판매 등을 통해 무기화되고 있다. 또한 국가 간 또는 자원보유국 내 사회, 정치, 경제 분야에서의 분쟁 심화로 자원 확보에 대한 불안정성이 심화되고 있다. 이에 따라 EU, 미국 등 주요국들은 광물자원에 대한 자원 확보와 안정적인 공급망 구축을 위해 관련 정책을 추진하고 있다. EU에서는 탄소중립과 순환경제 전환을 위한 순환경제 패키지를 발표하여 핵심 전략자원을 주기적으로 선정 관리하고 물질흐름분석 결과를 기반으로 천연자원, 순환자원 이용에 대한 다양한 모니터링 정보를 생산·제공 중이다...

1. 순환경제의 의미
순환경제(circular economy)란 자원을 채취, 사용, 폐기하는 선형경제(linear economy)를 순환형으로 바꾸는, 자원을 지속적으로 순환하여 사용하는 경제체제를 의미한다. 자원순환형 경제(recycling economy)가 사용후 제품, 공정부산물 등을 재활용하여 폐기물을 줄이는 데에 초점을 두고 있다면, 순환경제는 원천적으로 폐기물 발생을 최소화하기 위해 제품 전생애 주기를 고려하여 제품을 설계하고, 최대한 오래 사용하고, 사용후 제품·물질 등은 다시 자원으로 활용할 수 있도록 하여 궁극적으로는 산업구조 전반의 혁신을 추구한다...

1. 서 론
2023년 프랑스 정부는 친환경자동차에 대한 보조금 기준으로 탄소발자국(Carbon footprint) 개념을 도입하였다[1]. 탄소발자국 개념의 도입에 따라, 자동차 제조현장에서 시장까지의 거리가 멀어질수록 친환경 자동차에 대한 보조금 획득을 위한 점수를 얻을 수 없게 되었으며, 우리나라에서 제조하여 수출 자동차 중에서는 프랑스 전기차 보조금을 획득한 차종은 없다. 앞으로 우리가 제조하여 수출하는 자동차가 프랑스 시장에서 경쟁력을 확보하기 위하여, 탄소발자국에 기반한 보조금 점수 획득을 위해, 국가적인 노력이 필요한 이유를 프랑스 전기차 보조금 관련 법령, 탄소발자국 산정 방법, 프랑스의 주요 방법론을 검토해서 확인하고, 실제적인 대응 방법으로서 MFA와 LCA에 기반한 대응 방안을 고찰하였다...