상용차 적용을 위한 CO₂ 포집 시스템의 포집 방법에 따른 에너지 및 엑서지 분석

Energy and exergy analysis according to the capture method of CO₂ capture system for commercial vehicle applications

운송 분야의 CO₂ 배출량 감소를 위해 전기 · 수소차, 바이오연료, 온보드 탄소포집 등의 수단들이 제시되고 있다. 본 연구에서는 기존 차량의 내연기관과 통합할 수 있는 온보드 MCC(mobile carbon capture) 시스템을 제안하고, 시스템에 대한 에너지 및 엑서지 분석을 수행하였다. MCC 시스템의 종류는 CO₂ 포집 방법에 따라 TVSA(temperature vacuum swing adsorption), VPSA(vacuum pressure swing adsorption), VSA(vacuum swing adsorption)으로 구분하여 연구하였다 MCC 시스템은 상용 공정해석 프로그램으로 시뮬레이션 하였다. 각 시스템은 상용차 배기가스 폐열을 회수하여 시스템에 필요한 에너지로 활용할 수 있도록 설계하였다. 시뮬레이션을 통한 분석 결과 포집 방법에 따라 시스템의 에너지 및 엑서지 흐름을 분석할 수 있었다. 포집방법에 따라 에너지 및 엑서지 효율에 차이를 보였고, 특정 조건에서 VSA 시스템은 추가적인 에너지 공급없이 배기가스 중 CO₂의 40%를 포집 및 액화 저장할 수 있을 것으로 확인되었다.