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[ 통권 452호 2026. 01 | 기고 ]

기고-이슈 보고서(1) 소다석회규산염(soda lime silicate) 유리산업: 탄소배출 감축 전략
  • 관리자
  • 등록 2025-12-31 13:36:08
  • 수정 2025-12-31 13:40:45
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기고-이슈 보고서(1)


소다석회규산염(soda lime silicate) 유리산업: 탄소배출 감축 전략


이 원고는 산업통상자원부에서 시행하는 2025년 유리·요업업종 온실가스 감축연구회 지원사업을 통하여 한국유리산업협동조합이 대한상공회의소와 협약을 체결하여 진행한 이슈페이퍼 사업 결과보고서입니다. 정부가 추진하고 있는 세라믹산업의 탄소감축 정책 목표 달성에 참고자료료 활용되길 기대하며 한국유리산업협동조합(이사장 윤국현)으로부터 제공받아 2026년 1월호부터 연재로 게재합니다. <편집자 주>


목 차

1. 서론

2. 탄소 감축을 위한 선

2.1 연소 시스템

2.1.1 Air-Fuel, Oxy-Fuel

2.1.2 Oxy-Hydrogen

2.1.3 용해로 연소 공간의 H2O 분압 및 유리 중의 H2O 농도

2.1.4 제조공정 및 품질에 미치는 H2O 농도의 영향

2.1.4.1 Oxy-Gas 연소 시스템

2.1.4.2 Oxy-Hydrogen 연소 시스템

2.1.4.3 유리중의 H2O 농도(COH) 결정

2.2 Hybrid 시스템

2.2.1 전기 용융

2.2.2 Hybrid 용융

2.2.2.1 용기유리

2.2.2.2 판유리


2.3 연소시스템 및 Hybrid 용융에 대한 고찰

2.4 파유리

2.4.1 자체 파유리

2.4.2 조성이 다른 외부 파유리


2.5 대체 원료

2.5.1 비탄산염 원료

2.5.2 기타 대체 원료

2.6 폐열 재회수

2.7 그 밖의 미래 최신 기술

3. 요약 및 결론


참고문헌 및 보도자료


맺음말



기후변화와 탄소중립


2025년 여름, 올해 우리나라 기상청의 통계 '최근 폭염·열대야 현황'에 따르면 이번 여름(6월 1일부터 8월 31일까지) 전국 평균기온은 25.7℃로 작년 여름(25.6℃)을 제치고 1973년 이후 여름 평균기온 중 1위에 올랐다고 한다. 지금부터 10년 전, 2015년 파리 기후협약이 공포되었을 때, 기후 전문가를 제외한 지구상의 보통 사람들은 지구 온난화 또는 기후변화란 생소한 단어를 체감하지 못하였지만 몇 년 전 부터 서서히 비정상적인 더위와 추위, 폭우와 가뭄 같은 기후변화를 느끼고 있다. 주된 원인은 온실가스, 그중에서 특히 탄소라 불리는 CO2의 배출이며 파리 기후협약에 따르면, “지구 온난화를 막기 위해 지구 평균 기온 상승을 산업화 이전 대비 1.5°C 또는 2°C 이하로 제한하기로 전 세계 국가들이 합의하였으며, 2016년 11월에 발효되어 2020년부터 적용되고 있다. 이 협약은 5년마다 각국이 제출한 온실가스 감축 목표를 점검하고 강화하는 등, 전 세계 모든 국가가 참여하는 최초의 기후 합의이다.” 대한민국 정부도 탄소중립을 위하여 국가차원에서 무탄소 재생에너지와 원전에너지 운영계획을 세우고 있으며, 아울러 산업 전반에 걸쳐서 탄소배출 감축을 위한 산업별 대책을 독려하고 있다. 

유리의 생산은 ①주로 화석 연료의 연소에 의해 ②탄산염 원료를 함유한 뱃지를 용융하며 ③전반적인 공정의 제어는 전기에너지에 의존하기 때문에 전형적인 탄소배출 산업이다. 본 보고서에서는 soda lime silicate 유리산업을 대상으로 탄소배출 감축과 관련하여, Oxy-Gas, Oxy-Hydrogen 및 Hybrid Melting 시스템, 수분농도의 영향, 파유리 및 대체원료, 용해로 폐열 재회수를 주제로 유럽 및 미국 등의 최신 기술동향 및 탄소감축 효과를 고찰하고 국내 유리산업의 발전 방향을 모색하였다.           


2025년 10월


군산대학교 신소재공학과 명예교수 김기동



1. 서론


유리의 제조는 주로 화석 연료의 연소에 의한 열에너지를 이용하여 탄산염 원료가 포함된 뱃지를 용융함으로써 이루어지기 때문에, 에너지 소비와 탄소배출이 많은 산업이다. 따라서 지구온난화 및 탄소중립의 관점에서 세계 각국은 유리산업을 대상으로 에너지 효율 향상 및 탄소배출 감축을 위한 여러 대책을 강구하고 있다. 국내의 경우, 유리 산업은 국내 탄소배출 제조업종 중에서 9위를 차지하고 있으며 관련 기업들도 역시 많은 도전에 직면해 있다. 

그림 1은 유리산업과 탄소배출의 관점에서 광범위한 내용을 2021년도에 발표한 Review 논문으로부터 인용한, 유리산업에서 탄소배출 가스 감축과 관련된 여러 다양한 기술을 수록한 그림이다[1]. 


그림 1. 유리산업에서 탄소감축을 위해서 동원할 수 있는 다양한 방법들[1]


이중에서 유리산업의 탄소감축 또는 탈탄소(Decarboniza- tion)에 실제로 크게 기여하는 4개의 분야는 화살표로 표시 한 Fuel, Recycling, Waste Heat Recovery, Process Inten-sification으로 분류하였으나, 곧 수년 이내에 실용화 가능성 이 높은 기술들과 이들의 효과를 고려한다면, 그림 2와 같 이 탄소감축에 기여하는 핵심 요인 또는 기술을 다음과 같 이재분류할 수 있다. (그림 1에 언급한 Selective batching, Submerged electrode, Microwave, Plasma 등과 같은 기술 에 대해서는 “2.7 그 밖의 미래 최신기술”에서 간략히 언급) 

 

① 연소시스템/전기용융

② 파/폐유리

③ 탄산염 대체원료 

④ 폐열 재회수  


그림 2. 유리산업 탄소감축에 기여하는 핵심 요인들 


현재, 유리 산업의 대부분을 차지하는 용기유리, 판유리 그 리고 단섬유 유리가 속한 Na2O-CaO-SiO2 성분으로 구성된 소다석회규산염(Soda Lime Silicate: 이하 SLS)계 유리의 용 해로(그림 3)를 대상으로, 가장 주된 탄소 배출원을 구체적으 로 살펴보면, ① 여러 원료로 구성된 뱃지(Batch)의 용해 및 용융유리 온도 유지를 위하여 에너지를 공급하는 화석연료(Oil 및 Gas)의 연소에 의한 CO2 직접 배출 ② 뱃지의 용융과정에서 아래 열거한 반응식과 같이 소다회

(Na2CO3)와 석회석(CaCO3) 그리고 판유리는 추가로 백운석(CaCO3MgCO3)과 같은 탄산염계 원료의 분해반응에 의한 CO2 직접 배출, 소다회: Na2CO3→NaO+CO2

석회석: CaCO3→CaO+CO2, 백운석: CaCO3MgCO3→CaO+MgO+2CO2

③기타 용해 및 후 공정에서 electrode, bubbler, 성형, 서냉 등 공정제어를 위한 전기의 사용에 의한 CO2 간접 배출

일반적으로 ②번의 뱃지에 포함된 탄산염계 원료의 분해에 의한 탄소배출양은 ①번의 연소에 의한 배출 양 보다는 적으며, 파유리를 전혀 사용하지 않는다면 ②번의 탄소배출양이 ①번의 연소에 의한 배출 양의 70-90%에 이를 정도로 탄소 배출 양에 미치는 탄산염 원료와 파유리의 영향력은 매우 크다. 


그림 3. 유리산업에서 탄소배출 가스(CO2) 주 발생원 (연료, 원료, 전기)


표 1은 앞서 언급한 문헌으로부터 인용한 독일 유리산업에서 SLS계 용기유리와 판유리를 대상으로 탄소배출양의 값을 수록한 것이다[1]. 

∎용기 유리의 경우, 파유리가 없는 순수뱃지(Erm)에서 용기유리 톤당 239kg CO2가 발생하지만, 

∎파유리 함량 60-90% 범위에서 뱃지(Erm+gc)의 분해로부터 용기유리 톤당 80Kg의 CO2가 발생하며,

∎연소에 의한 직접배출(Ec)과 전기에 의한 간접배출(Ee)의 합(Ec+e)은 255Kg에 이른다. 

∎판유리의 경우는 파유리 함량이 20%에서 Erm+gc는 190Kg에 이르고 Ec+e는 337Kg을 보이고 있다. 


이러한 데이터를 통해서 총 탄소배출양에서 Erm+gc가 차지하는 비중이 상당하며, 아울러 Erm과 비교해 보면 Erm+gc에서 파유리의 효과가 매우 중요함을 알 수 있다. 


표 1. 용기 및 판유리의 뱃지(Erm+gc)와 에너지(Ec+e)로부터 발생하는 각각의 평균 CO2 배출양 (단위: kgCO2/tglass) [1]


유리 종류

*Erm 

Erm+gc

Ec+e

파유리(gc) 함량 (%)

용기유리

239

80

255

60-90

판유리

260 

190

337

20

비고 (연소시스템)

Ec: Air-Fuel 또는 Oxy-Fuel

*Erm: 파유리 없는 순수한 뱃지(raw materials: rm)의 용융에 의한 CO직접 배출

Erm+gc: 파유리(glass cullet: gc) 포함 뱃지(rm+gc)의 용융에 의한 CO2 직접 배출

Ec+e: 연소(Air/Oxy-Fuel combustion: c)에 의한 CO2 직접 배출(Ec) 및 전기(Electricity: e)에 의한 간접 배출(Ee)의 합


표 1의 데이터에 근거하여 탄소배출 양을 탄소배출원 기준으로 대소 관계를 표시하면 다음과 같다: Ec+e>Erm>Erm+gc>Egc. 따라서 탄소 감축을 위한 주요한 선택은 그림 2에서 제시한 것처럼 연소 시스템 및 전기, 파유리 및 혹시 가능한 탄산염 대체 원료 그리고 폐열 재회수로 나열할 수 있다. 


본 보고서에서는 “탄소감축을 위한 목적”으로, SLS계 유리를 중심으로 최근의 다양한 문헌 및 보도 자료에 근거하여 그림 2에 열거한 항목별로 Europe 및 미국의 탄소감축을 위한 기술동향, (다국적)기업 간의 다양한 공동 Project 및 효과를 살펴보고, 향후 국내 유리산업의 탄소감축 방향을 모색하였으며, 끝으로 미래 차세대 최신 기술개발 현황을 간략하게 기술하였다. 


2. 탄소 감축을 위한 선택

 

2.1 연소 시스템

2.1.1 Air-Fuel, Oxy-Fuel

현재 SLS 유리산업에 적용되고 있는 두 종류의 연소시스템은 Air-Fuel과 Oxy-Fuel 시스템이 있으며 (Fuel: Oil 또는 Gas), Air-Fuel과 비교하여 Oxy-Fuel의 장단점은 다음과 같다. 

∎에너지 효율이 높고 대기오염 가스인 NOx의 배출양은 상당히 감소하고 탄소배출은 약간 감소하지만,

∎산소 비용에 기인한 생산비용의 상승 및 산소제조 비용의 결과로서 간접 탄소배출량도 약간 상승이 장애요인, 

∎축열실을 채택하지 않아서 연소에너지의 약 25%가 손실.


Air-Fuel 연소시스템이 설치된 용해로의 전형적인 형태는 그림 4와 같으며 용해로 각 부위의 역할을 표 2에 나타내었다. 이중에서 특히 좌우 축열실(Regenerator)은 폐열을 회수하여 연소공기를 가열시켜 열효율을 높여주는 중요한 역할을 하고 있다. 1990년대 초부터 설치된 Oxy-Fuel 연소시스템의 용해로는 공기(79N221O2)대신에 산소(100O2)를 사용함으로써 얻는 높은 열효율에도 불구하고, 축열실을 설치할 경우 Air-Fuel의 연도가스(CO2+H2O+ N2)보다 높은 연도가스(CO2+H2O)의 온도에 의한 축열실 내화물침식과 높은 유지비용 때문에 축열실을 채택하지 않아서 연소에너지의 약 25%를 손실하고 있다[2]. 그러나 2014년 종래의 축열실과는 개념이 다른 TCR (Thermo-Chemical Regenerator)개발에 의한 폐열 재회수(Heat Recovery: HR) 실현으로 미래에는 열효율 상승과 더 많은 탄소배출 감소가 기대되고 있다. (TCR/HR 시스템은 “2.6 폐열 재회수“에서 상세히 설명) 

최근 문헌에 따르면[3], 

∎1991년 이후 전 세계적으로 약 300개의 상업적인 Oxy-Fuel 용해로가 가동 중인데 

∎그 중에서 대용량 용기 유리는 약 60개의 용해로, 대용량 판유리는 약 10개의 용해로에 불과한 것으로 보고하고 있으며, 

∎아울러 Air-Fuel, Oxy-Fuel을 포함한 여러 종류의 연소시스템을 대상으로 SLS 용기유리 생산에서 발생하는 CO2 배출 양을 비교하는 매우 흥미로운 내용을 그림 5와 같이 제시하였다. 

그림 4. Air-Fuel 연소시스템이 설치된 전형적인 Throat cross fire 용해로 


표 2. Throat cross fire 용해로의 각 부위별 역할

명칭

기능 또는 역할

원료투입구(dog house)

원료혼합물을 용융로내부로 투입하는 공간

버너포트(burner port)

용융에너지를 공급하는 버너의 연소에 필요한 

공기를 공급하는 통로

용융실(melter/melting end)

원료혼합물의 용융 및 용융유리의 청징작업이 

이루어지는 공간

스로트(throat)

용융탱크로부터 작업탱크로 유리가 흐르는 좁은 통로 

작업실(conditioner)

생산(성형)에 알맞는 균질도와 온도조건 유지

축열실(regenerator)

폐열회수 및 연소공기 가열

체커브릭(checker work)

축열실을 구성하는 내화물 벽돌

폐열회수 및 연소공기 가열에 의한 효율상승

리버싱 장치

(reversing mechanism)

좌우측에 설치한 버너의 교대 가동을 위해 연소공기의 공급과 폐가스의 출구방향을 조절해 주는 장치 

연소공기입구(air intake)

버너에 필요한 연소공기 공급

댐퍼(damper)

굴뚝으로 배출되는 폐가스의 양 조절

폐가스 출구(waste gas exit)

폐가스를 굴뚝을 통해 외부로 보내는 출구


그림 5는 “50%의 파유리를 적용한 300 ton/day의 용기 유리 생산 용해로”를 대상으로, ①Air-Fuel, ②Oxy-Fuel, ③Oxy-HR(Heat Recovery: 폐열회수) 및 ④완전 전기 용융(Full Electric Melting)에 대한 CO2 배출 양을 Simulation하여 상세히 비교한 것이다[3]. 


그림 5. “50% 파유리 적용, 300ton/day 용기 유리 용해로” 기준, 3개의 연소시스템과 완전전기용융(Full Electric)별 유리 ton당 CO2 배출량 비교 [3]


여기서 각 항목을 상세히 설명하면 다음과 같다. 

∎보조전극 Electric Booster(EB), 산소제조, 완전 전기 용융을 위해서 사용하는 전기에너지는 탄소배출이 발생하는 비재생에너지로 간주하였으며, 

∎50% 파유리를 제외한 나머지 50% 유리에 상응하는 뱃지에서 발생하는 소다회(Na2CO3), 석회석(CaCO3) 같은 탄산염계 원료에 기인한 CO2 배출 양은 1 ton의 최종 유리에 대해서 동일하게 100 kg/t·glass으로 산출하였고, 

∎연소에 의한 배출은 Air-Fuel에서 210 kg/t·glass, Oxy-Fuel에 대해서는 200 kg/t·glass 그리고 Oxy-HR에 대해서는 160 kg/t·glass을 나타내고 있으며, 

∎용해로 바닥에 설치하는 1000 kW EB(전기용융을 위한 보조 Mo 전극)에 대해서는 32 kg/t·glass의 CO2 간접배출을 산정하였다. 

∎산소를 공급하는 연소시스템에서는, 산소 제조에 필요한 전기에너지를 고려하여 Oxy-Fuel에 대해서는 29 kg/t·glass, Oxy-HR에 대해서는 23 kg/t·glass의 CO2 간접배출 양을 산정하였다. 

∎완전 전기 용융(Full Electric Melting)에 대해서는 800 kWh/ton을 고려하여 320 kg/t·glass의 CO2 간접배출을 산정하였으며, 뱃지로부터 배출하는 탄소양을 포함하면 총 420 kg/t·glass이 되면서 Air-Fuel 또는 Oxy-Fuel 연소시스템에서 발생하는 CO2의 양보다 15-35% 증가한다. 


Box 1에 각 항목에서 유리 ton당 CO2 배출 양을 요약하였다. 그림 5의 결과를 분석한 Box 1에 따르면, Air-Fuel 대신에 Oxy-Fuel 연소시스템을 적용하면 (NOx 배출은 상당히 감소하지만) 산소제조를 위한 전기에너지 때문에 오히려 총 탄소배출 양은 약 5.5% 증가하며, Oxy-HR 시스템으로 전환하면 폐열 재회수(HR)에 기인하여 총 배출 양은 Air-Fuel 보다 약 8% 정도 감소하기 때문에 Oxy-HR이 가장 현명한 선택으로 간주된다. 


Box 1. 그림 5의 각 항목에서 유리 ton당 CO2 배출 양 요약


그러나 위와 같이 NOx 및 탄소배출 감소목적으로, Air-Fuel에서 Oxy-Fuel로 연소시스템의 전환은 용융유리에 다음과 같은 큰 변화를 야기한다.

∎연소 공간에 H2O(g)의 분압(PH2O) 증가,

∎분압의 증가에 의해 연소 공간의 H2O(g)는 용융유리로 확산,

∎용융유리로 확산된 H2O(g)는 용융유리에 존재하는 산소 O2-와 반응하여 유리 구조에 비가교 OH-(hydroxyl ion)를 형성(H2O(g)+O2-⇄ 2OH-)함으로써, 

∎용융 유리 내부의 수분(H2O) 농도(COH) 증가

 

추후 2.1.3에서 설명하는 바와 같이 연소 공간의 H2O 분압(PH2O)은 화석연료(보통 CH4로 간주)와 공기 또는 산소 사이의 이론적인 연소에 근거하여, Air-Fuel의 경우 PH2O=0.19, Oxy-Fuel의 경우 PH2O=0.67로 간주한다. 이론적으로 유리의 수분(H2O) 용해도는 에 비례하는데, 보통 Air-Fuel 연소에 의해 제조된 유리의 H2O 농도(COH)는 300-400 ppm이며 Oxy-Fuel 연소에 의해 제조한 유리의 경우에는 500-600 ppm으로 증가한다[3]. 이러한 유리 중의 H2O 농도 증가는 점도와 같은 용융 유리의 성질, 탈포공정(fining process), 내화물 침식 등에 영향을 미치는 것으로 알려져 있다[4-6]. 


그림 6. Sulfate를 함유한 Oxy-Fuel SLS 용융유리에서 탈포공정(fining process)의 모식도 


추가해서, Oxy-Fuel 연소에 의한 500-600 ppm H2O 농도를 함유한 SLS 용융 유리의 탈포공정(Fining process by sulfate)을 다음과 같이 설명한다. 

∎그림 6에 나타난 바와 같이 종래의 Na2SO4를 함유한 Air-Fuel 연소에 의한 용융유리에서 발생하는 전형적인 S의 redox 반응, [SO4]2- ⇄ SO2(g)+1/2O2(g): S6++O2- ⇄ S4++1/2O2에 의해 발생한 SO2(g)와 O2(g) 가스가 기포내부로의 확산 및 기포 성장, 부력 상승 및 탈포에 의해 이루어지는데, 

∎Oxy-Fuel 연소에 의한 용융유리에서는, 이미 유리에 존재하는 2OH-의 역반응으로 부터 생성된 H2O(g)가 (그림 6 박스 안의 반응) 기포의 성장에 기여한다는 가설(water-enhanced sulfate fining)이 1995년부터 제시된 바 있으며[7-9], 

∎실제로 Oxy-Fuel에서 용융유리의 탈포 효과는 우수하지만, 아직 확실하게 탈포 기구가 규명된 바는 없다. 탈포영역에서 S의 환원반응(S6+/S4+)과 유리에 존재하는 OH-사이의 redox 상호 반응이 밝혀진다면 기포 성장과의 관계가 해명될 것이다.  


결론적으로, 그림 5에 따르면 화석연료의 연소에 의해 발생하는 CO2 발생 양을 완전히 감소시키기 위해서는 화석연료(CH4) 대신에 수소(H2)를 이용한 Oxy-Hydrogen 연소 시스템 또는 완전 전기용융으로의 변경이 필수적인 것처럼 보인다.


2.1.2 Oxy-Hydrogen

표 3은 문헌[3]에서 언급한 그림 5의 Air-Gas, Oxy-HR이외에 Oxy-Hydrogen 연소 시스템을 추가하여, “50% 파유리를 적용하는 300ton/day 용기유리 용해로”를 기준으로 Air-Gas, Oxy-HR, Oxy-Hydrogen 등 3종류의 연소 시스템을 적용할 경우 각 항목별로 발생하는 CO2 배출량을 나타낸 것이다. 


표 3에 나타난 내용을 설명하면, 

∎50% 파유리를 적용한 모든 연소 시스템에서 나머지 50% 유리에 상응하는 뱃지에 존재하는 소다회(Na2CO3), 석회석(CaCO3) 같은 탄산염계 원료에 기인한 CO2 배출 양은 1 ton의 최종 유리에 대해서 동일하게 100 kg이다. 

∎그러나 연소에 의한 배출은 Air-Gas에서 210 kg/t·glass, Oxy-HR에 대해서는 160 kg/t·glass 그리고 Oxy-Hydrogen에 대해서는 (배출가스가 오직 H2O임으로) 0 kg/t·glass을 보이고 있으며, 

∎산소를 공급하는 연소시스템에서는, 산소 제조에 필요한 전기의 양을 고려하여 Oxy-HR에 대해서는 23 kg/t·glass, Oxy-Hydrogen에 대해서는 수소 제조까지 고려하여 23+a kg/t·glass의 CO2 간접배출 양을 산정하였고, 

∎세 종류 모든 연소시스템에 대해서는 Electric Booster에 의한 보조 열원에 필요한 전기의 양에 상응하는 32 kg/t·glass을 CO2 간접배출 양으로 산정하였다. 


표 3. Oxy-Hydrogen을 포함한 연소시스템 및 발생원에 따른 CO2 배출량  (단위: kg/t·glass)

연소시스템

CO2 발생원

Air-Gas

Oxy-HR

Oxy-Hydrogen

탄산염 뱃지

100

100

100

연소

210

160

0

Electric boost (전기보조열원)

32

32

32

산소 및 수소 제조

 

23

23+a

총 CO2 배출양

342

315

155<</span>

비고

NOX 감소

NOX 감소

CO2 감소

대략적인 연료비용/t·glass [3]

2019년 기준, Natural Gas: 31$, Hydrogen: 58$ in EU 


표 3의 결과를 CO2 배출 양의 관점에서 분석해보면, 

∎Air-Gas 대신에 Oxy-Gas(HR) 시스템을 적용하면 (NOx 배출은 상당히 감소) 연소에 의한 CO2 배출 양은 Air-Gas보다 약 23.8% 감소하지만, 산소 제조를 위한 CO2 간접배출 때문에 결국 약 8% 정도만 감소한다. 

∎반면에 Oxy-Hydrogen을 적용하는 경우, 연소에 의해 배출되는 양은 없기 때문에 산소 및 수소 제조에 의한 간접배출을 고려해도 총 CO2 배출량은 Air-Gas 보다 약 50% 이상 감소할 것이다. 

∎결론적으로 유리 제조과정에서 발생하는 탄소배출 Zero를 달성하기 위해서는, ①화석연료 대신에 수소를 이용한 Oxy-Hydrogen 연소 시스템으로 변경해야 하며, ②원료를 파유리 또는 기타 비탄산염 원료를 100% 적용해야 하고, ③전기는 오직 재생에너지에 의해 공급된 것을 사용해야 한다.


이러한 Oxy-Hydrogen 연소에서 발생하는 탄소배출의 급격한 감소 때문에, 최근에 아래와 같이 “세계 각국의 유리 제조 기업들이 Oxy-Hydrogen 연소의 용해로 적용 시험에 성공하였다”는 기사들을 Internet에서 쉽게 발견할 수 있으며, 흡사 미래에 Oxy-Hydrogen 연소시스템의 적용이 유리산업에서의 큰 흐름인 것처럼 보인다. Box 2에 Oxy-Hydrogen 연소시스템 적용시험과 관련된 각 유리 제조 기업들의 현황을 요약하였다[10-14]. 향후 10년 이내에 수소 인프라 구축이 예상되지만 표 3의 아래에서 제시한 높은 연료비용은 또 다른 심각한 장벽이다.

◉2021 영국 NSG Float 유리, Linde와 협업으로 HyNet Project, Oxy-Hydrogen 적용 시험[10]


◉2022 일본 NEG, TNSC와 협업으로 유리 뱃지 용융 성공[11]


◉2023 일본 AGC, Air liquid와 협업으로 유리 생산 시험 성공[12]


◉2023 프랑스 Saint Gobain, Air products와 협업으로 생산 시험 성공 및 2027년 Float 용해로에 적용 계획 등 매우 구체적인 일정을 제시[13]


◉2024 독일 Schott 광학 유리 생산에 Hydrogen 연소시험 적용 및 성공[14]


Box 2. Oxy-Hydrogen 연소시스템 적용 시험: 각 유리 제조 기업들의 현황 요약



[ 참고문헌 및 보도자료 ]

[1] Zier, M., Stenzel, P., Kotzur, L., Stolten, D., A review of decarbonization options for the glass industry, Energy Conversion and Management: X, 10 (2021) 100083.

[2] Gonzalez A, Solorzano E, Lagos C, Lugo G, Laux S, Wu K, Bell, R., Francis, A., Kobayashi, H., Optimelt™ regenerative thermo- chemical heat recovery for oxy-fuel glass furnaces, Ceramic Engineering & Science Proceedings (A collection papers presented at the 75th Conference on Glass Problems, Ohio Nov. 2014), edit. S. K. Sundaram. The American Ceramic Society, 2015.

[3] Kobayashi, H., Future of oxy-fuel glass melting: oxygen production, energy efficiency, emissions and CO2 neutral glass melting, Ceramic Engineering & Science Proceedings (A collection papers presented at the 80th Conference on Glass Problems, Ohio Oct. 2019), edit. S. K. Sundaram. The American Ceramic Society, 2021.

[4] Brown, J. T., Kobayashi, H., Is your glass full of water?, Ceramic Engineering & Science Proceedings (A collection papers presented at the 56th Conference on Glass Problems, Ohio Oct. 1996), edit. J. Kieffer. The American Ceramic Society, 1997. 

[5] Kobayashi, H., Advances in oxy-fuel fired glass melting technology, Proceeding of 20th International Congress on Glass Sep. 2004 Kyoto, Japan.

[6] Winder, S. M., Gupta, A., Selkregg, K. R., Investigation of liquid contact refractory corrosion under oxy-fuel glass melting atmosphere, Ceramic Engineering & Science Proceedings (A collection papers presented at the 58th Conference on Glass Problems, Ohio Oct. 1997), edit. J. Kieffer. The American Ceramic Society, 1998.

[7] ZBeerkens, R., Laimboeck, P., Kobayashi, S., The effect of water on fining, foaming and redox of sulfate containing glass melts, Ceramic Transactions Vol. 82 (Proceeding of the 5th International Conference on Advances in Fusion and Processing of Glass, Toronto, July. 1997), edit. A. Clare, L. Jones. The American Ceramic Society, 1998.

[8] ZKobayashi, S., Beerkens, R., Reduction of SO2 emissions with oxy- fuel firing-“water enhanced sulfate fining”, Ceramic Transactions Vol. 82 (Proceeding of the 5th International Conference on Advances in Fusion and Processing of Glass, Toronto, July. 1997), edit. A. Clare, L. Jones. The American Ceramic Society, 1998.

[9] ZBeerkens, R., Laimboeck, P., Faber, A., Kobayashi, H., Interaction between furnace atmospheres and sulfate fined glass melts, Proceedings of XVIII International Congress on Glass, July 5-10, 1998, San Francisco, CA, USA.

[10] ZNSG to Test the World’s First Use of Hydrogen Fuel for Glass- Making | Glass Magazine

[11] ZNippon Electric Glass Succeeds in Melting Glass with Combustion Technology Using a Hydrogen-Oxygen Burner | Nippon Electric Glass Co., Ltd. (neg.co.jp)

[12] ZAGC Achieves Success in Demonstration Test of Glass Production Using Hydrogen as Fuel | News | AGC[13]IOM3 | Flat glass production achieved using 30% hydrogen

[13] ZSaint-Gobain and Air Products conduct a large-scale hydrogen trial | GlassOnline.com - The World's Leading Glass Industry Website

[14] ZMEDIA RELEASE | Glass production without natural gas: Successful laboratory tests with 100 percent hydrogen


<다음호에 계속>

 

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