2023년 2학기 환경과대체에너지 중간시험과제물 공통(가스하이드레이트, 석탄층 메탄가스)

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소개글

2023년 2학기 환경과대체에너지 중간시험과제물 공통(가스하이드레이트, 석탄층 메탄가스)에 대한 자료입니다.

‘가스하이드레이트’와 ‘석탄층 메탄가스’를 비교하여 서론, 본론, 결론으로 논하시오.

- 목 차 -

I. 서 론

II. 본 론
1. 가스하이드레이트
2. 석탄층 메탄가스
3. 비교

III. 결 론

참고문헌

** 함께 제공되는 참고자료 한글파일 **
1. 가스하이드레이트.hwp
2. 가스하이드레이트2.hwp
3. 가스하이드레이트와 석탄층 메탄가스의 비교.hwp
4. 석찬층 메탄가스와 자원화 기술.hwp
5. 석탄층 메탄가스 가능성.hwp
6. 석탄층 메탄가스 정의와 특성.hwp
7. 석탄층 메탄가스.hwp
8. 서론 작성시 참조.hwp
9. 결론 작성시 참조.hwp

본문내용

I. 서 론

인류의 영원한 꿈 중의 하나가 에너지를 소비하지 않고 무한대 일을 할 수 없는가 하는 문제이다. 만약 우리가 이 우주의 법칙과 상반되는 법칙을 가진 다른 차원의 물리적 세계와 에너지 교환이 된다면 꿈같은 무한대 에너지를 사용할 수 있을 것이다. 에너지는 크게 석탄, 석유, 천연가스 등의 화석에너지와 원자력, 바이오매스, 태양에너지, 풍력, 수력 등의 비화석 에너지로 구분된다. 18세기에 산업혁명이 일어나면서 석탄, 석유, 철광석 등의 자원에 대한 소비가 급속히 늘어나게 되었다. 석탄은 20세기에 들어와 석유에 밀려났다.
가스하이드레이트는 자원 고갈의 문제에 대한 새로운 대안으로서 각광 받고 있는 비재래식 에너지자원이다. 가스하이드레이트는 물 분자로 이루어진 격자 구조 내에 다양한 종류의 가스(일반적으로 메탄가스)가 압축되어 존재하는 고체상태의 결정체이다. 하이드레이트는 수 MPa의 높은 압력과 10도 미만의 낮은 온도에서 충분한 메탄가스의 공급이 있을 경우 형성되므로 일반적으로 알래스카나 러시아 등지의 동토나 심해저 환경에서 존재한다.
기존의 화석연료를 사용한 에너지 사용방식보다는 대체 에너지의 이용을 통한 환경부하를 최소화하는 방향으로 에너지 사용 계획을 전환할 필요가 있다. 이를 위해서 도시 및 지역 여건에 적합한 태양열, 풍력, 지열, 바이오매스, 폐기물 이용 등의 대안을 모색하고 지역에 맞는 적용 가능한 방식을 검토할 필요가 있다.
에너지별 활용 방안은 각 에너지별 특징 및 장단점이 있으므로 개발계획시 이를 고려하여 활용해야 한다. 주택이나 도시개발을 위해 신재생 에너지를 활용하는 것은 시스템의 경제성 뿐만 아니라 그 적용대상 도시의 기후, 용도, 입지 위치, 규모 등의 다양한 조건을 고려하여 적용대상에 적합한 시스템을 선정해야 한다. 또한 이러한 신재생 에너지 이용 기술을 복합적으로 적용되므로 여러 기술을 통합하고 동시에 관리 및 제어할 수 있어야 한다.
이 레포트는 ‘가스하이드레이트’와 ‘석탄층 메탄가스’를 비교하여 서론, 본론, 결론으로 논하였다.

II. 본 론

1. 가스하이드레이트

1) 개념과 특징
가스 하이드레이트는 낮은 온도와 높은 압력의 조건에서 기체가 물과 화학적 결합이 아닌 물리적 결합에 의해 고체 상태의 결정으로 존재하는 화합물을 말한다.
클러스레이트(clathrate) 하이드레이트의 일종으로 저온･고압 조건 하에서 천연가스가 수소결합을 하는 물분자(hydrogenbonded water molecule)와 결합하여 형성된 얼음과 비슷한 형태를 보이는 고체상 화합물(solid compound)이다. 저온･고압 조건의 심해저와 영구동토(permafrost) 지역의 우리나라 퇴적층에 광범위하게 분포되어 있는 천연가스 하이드레이트는 in-situ 가스 하이드레이트(gas hydrate)의 대부분을 차지하기 때문에 일반적으로 가스 하이드레이트로 불리며, 천연가스의 주 구성성분이 메탄(methane)으로 이루어져 있기 때문에 메탄 하이드레이트(methane hydrate)로 불리기도 한다.
수소 결합으로 연결된 3차원의 격자 구조를 형성하는 물을 주체라고 하며, 이 격자 구조 내부에 형성된 동공(cage)에 포집되는 기체나 액체를 객체라고 한다. 가스 하이드레이트는 주체 – 객체 화합물(host–guest compound)의 일종이며 기체 이외에도 좀 더 큰 분자량을 가지는 탄화수소나 알코올 등의 분자도 객체 분자로서 하이드레이트를 형성할 수 있다. 이러한 경우를 모두 포함하여 ‘barrier’를 의미하는 그리스어 ‘khlatron’에서 유래한 크러스레이트 하이드레이트(clathrate hydrate)가 좀 더 넓은 범위를 포괄하는 용어로 사용된다.
가스 하이드레이트는 결정 고체의 단위 부피 당 약 170 배에 해당는 기체를 저장할 수 있으며 이는 CNG와 유사한 수준의 에너지 밀도이다. 따라서 이를 활용하면 가스 하이드레이트를 천연가스의 저장 및 수송에 이용할 수 있다.
우리나라의 경우 동해 울릉 분지 인근에 부존이 확인된 바 있다. 대기압 상태에서 존재하는 메탄 가스보다 약 180배 압축된 가스가 동일한 단위 부피 내에 존재하므로 하이드레이트 격자 내에 포집된 가스의 양은 지구상에 존재하는 전체 화석연료의 두 배 이상이라고 평가하고 있어 상업적인 생산이 가능할 경우 미래의 에너지 자원으로 큰 역할을 할 것으로 기대된다.

- 중략 -

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