CO2 파이프라인 수송 설계 및 비용 계산에 관한 연구

Abstract

본 연구의 목적은 CO2를 파이프라인을 통해서 수송할 때, 최소의 비용이 드는 파이프라인 직경, 두께, 재질, 압력조건 등을 계산하는데 있다. 대상 구간은 보령화력발전소에서 울릉분지로 내륙 470 km, 해상 60 km 구간이다. CO2 수송량을 1 MtCO2/year, 3 MtCO2/year 로 가정한 후 계산하였다. 파이프 직경은 파이프 공사비와 수두 손실에 가장 큰 영향을 미치기 때문에 파이프 직경 별로 최적의 재료 및 두께를 구한 뒤, 최소 비용을 나타내는 직경을 선정하였다. 표준 파이프의 직경은 150 mm 이상인 경우 50 mm 씩 증가하기 때문에, 150 mm~500 mm의 직경 범위를 가지는 파이프의 직경을 50mm 씩 증가시키면서 계산하였다. 1 MtCO2/year의 경우, API X52, Schedule 20, DN 200 mm 파이프가 최소 비용을 보였고, 이 경우 필요한 Booster의 개수는 3개이다. 부스터 설치 구간 별 압력차는 5.59 MPa 이다. 포집량이 3 MtCO2/year의 경우 API X70, Schedule 20, DN 350 mm 파이프 일 때 최소비용을 나타냈고, 이 경우 필요한 부스터의 개수는 1 개이다.3 MtCO2/year 로 가정한 후 계산하였다. 파이프 직경은 파이프 공사비와 수두 손실에 가장 큰 영향을 미치기 때문에 파이프 직경 별로 최적의 재료 및 두께를 구한 뒤, 최소 비용을 나타내는 직경을 선정하였다. 표준 파이프의 직경은 150 mm 이상인 경우 50 mm 씩 증가하기 때문에, 150 mm~500 mm의 직경 범위를 가지는 파이프의 직경을 50mm 씩 증가시키면서 계산하였다. 1 MtCO2/year의 경우, API X52, Schedule 20, DN 200 mm 파이프가 최소 비용을 보였고, 이 경우 필요한 Booster의 개수는 3개이다. 부스터 설치 구간 별 압력차는 5.59 MPa 이다. 포집량이 3 MtCO2/year의 경우 API X70, Schedule 20, DN 350 mm 파이프 일 때 최소비용을 나타냈고, 이 경우 필요한 부스터의 개수는 1개이다.