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GHG Measuring(온실가스 저감시설 효율측정)

- 온실가스 배출권 거래제 (Emission Trading) 란

우리나라는 2015년 1월 1일부터 세계최초로 국가단위의 온실가스 배출권거래제를 시행하고 있습니다.
온실가스 배출권거래제란 정부가 해당업체에 온실가스 배출허용량을 설정하고 자체적 감축 이외에 배출권 매매 등을 통해서도 감축의무를 달성하도록 하는 시장기능을 활용한 온실가스 감축제도를 의미합니다

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환경부 산하 국립환경과학원에서는 국내 전기, 전자분야 산업의 정확한 온실가스 검증을 위한 검증회를 운영하고 있습니다.
국내 온실가스 전문가들로 구성된 연구회는 해당 산업분야의 온실가스 배출량 산정에 기준이 되는 과학적인 표준방법론을 수립하는 활동의 결과로 국내현실을 감안한 측정기준(guide line)이 발표되었습니다.
반도체와 디스플레이 등 우리나라 주력산업의 온실가스 배출량 산정에 중요한 기준이 될것으로 예상되는 온실가스 측정 방법론은 국내 현실을 감안한 현실적이고 실용적인 방법론이며, 또한 국제적인 측정기준도 만족하는 국내유일의 공식적인 측정방법이 될 것으로 기대됩니다.

- 온실가스 저감장치 효율측정 가이드라인(환경부)

본 측정 가이드라인은 공정설비의 정상생산 공정 중 유입구 및 유출구의 총 유량 측정을 위해 유입구에 Kr 가스를 주입시켜(공정 중 He를 사용하지 않을 경우 Kr 대신 He 가스 사용가능)저감시설의 유입, 유출구에서 QMS를 이용하여 Kr 가스의 농도를 FT-IR은 F-GHG가스의 농도를 측정 함으로써 저감시설의 제거효율(DRE)을 측정하는 방식입니다.

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 측정 방법은 개별저감시설과 대용량 통합저감시설 모두 적용가능한 방식입니다. 개별저감시설(Point Of Unit)의 경우 표본집단의 수가 많기 때문에 통계적으로 대표성 있게 일부의 저감시설을 샘플로 추출하여 모니터링 하고 FT-IR과 QMS 측정은 정상 공정가동시 1시간동안 유입구와 유출구에서 동시 측정하며, FT-IR측정 주기(Δt)는 짧을수록 좋으나 최대 2초를 넘지 않도록 해야 합니다. 유량측정을 위한 QMS의 측정 시간은 10분 이상 측정 결과값이 변화가 없을 경우 유량의 변화가 없다고 볼 수 있기 때문에 QMS의 측정을 멈추어도 좋습니다. 대용량 통합저감시설의 측정 기준 또한 개별처리시설과 동일하게 적용하여 측정합니다.

 

- 필요 측정시스템

본 측정 방법의 핵심 시스템은 QMS와 FT-IR입니다. 그외 다른 장비들도 전체적인 측정의 신뢰도 향상을 위해 필요한 장비들이며, 표준물질과 교정장치에 사용되는 유량제어기는 반드시 공인된 기관의 인증을 필요로 하며, 각각의 인증서는 보고서 제출시 첨부 해야하고 FT-IR과 QMS 측정 결과는 반드시 교정 곡선을 이용하여 농도 산출을 해야 합니다.

 

시스템명필요수량비고
QMS1~2 systems저감시설 유입,유출구에서 Kr 농도측정
FT-IR2 systems저감시설 유입,유출구에서 저감 대상온실가스 농도측정
유량제어기(MFC)1ea유량측정용 가스(Kr) 주입용 - 인증기관 교정 필수
교정장치1 systemQMS, FT-IR 교정용 가스 희석 장치 - 인증기관 교정 필수
표준물질2차 표준가스 이상의 표준가스
오염방지필터2ea측정 장비들의 보호를 위해 오염물질과 수분을 제거할 수 있는 필터. 단, 기체를 흡수할 수 있는 필터는 사용불가
유량측정용 가스(Kr)1 cylinder저감시설 유입 및 유출량을 측정하기 위해 사용되는 가스(성적서 필요)
희석용 가스(N2 gas)1 cylinder교정용 표준물질을 희석할 수 있는 희석용 가스(99.999%)

- 저감시설의 제거효율(DRE)

본 가이드라인에서 제거효율은 저감시설의 유입구과 유출구에서 1시간 동안 동시 측정된 FGHG 가스별 총량을 적산하여 FGHG가스별로 각각 계산하며, 계산식은 아래와 같습니다.

DRE =( 1- Vout / Vin)*100%

– Vin:정상운전되는 1 시간 동안 저감시설로 유입되는 FGHG 가스별 총량(SL- Standard Liter)
– Vout :정상운전되는1 시간 동안 저감시설로 유출되는 FGHG 가스별 총량(SL- Standard Liter)

 

- 유량측정과 isepa-s

결론적으로 온실가스 저감장치 효율측정은 대상 온실가스의 양을 측정하는 FT-IR과 해당가스가 포함된 전체 유량을 측정하는 QMS시스템의 조합으로 이루어집니다.
예를 들어, 90%의 온실가스 저감량이 측정되었지만 희석량이 10배로 늘어났다면 9%의 저감밖에 인정받지 못하게 됩니다. 이때 희석량측정에 사용되는 carrier gas는 전체 공정에 사용되거나 부산물로 발생할 수 없는 gas(대표적으로 Kr)를 사용합니다. 단원자분자 gas의 측정이 가능한 QMS를 사용하는 이유가 여기에 있습니다. 하지만 기존 QMS시스템을 이용한 RGA시스템으로는 on-line실시간 측정이 불가능합니다.
이엘의 isepa-s는 위의 문제점을 해결한 실시간 전자동 분석시스템으로 현재 환경부의 가이드라인에 부합하는 전용측정시스템으로 손색이 없습니다.

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또한, 사용자 친화적인 UI를 비롯한 전자동 측정 S/W, 이동이 가능한  portable설계, A/S를 비롯한 철저한 사후관리등은 측정의 신뢰도를 높이는데 큰 도움을 줄 것으로 확신합니다.