210223 탄소보고서 2차 작성

주제 : 탄소 화합물의 전망

보고서를 쓰는 이유

서론

1) 탄소 화합물의 정의

2) 줄어드는 탄소기반 소비와 늘어나는 친환경 소비

본론1

1. (주요)탄소 기반 물질(석탄, 석유, 천연가스)의 현재 상태

본론2

탄소 기반 물질의 문제점들

본론3

탄소 기반 물질들의 친환경적 대안들

결론

1)

2)

<참고 문헌>

1) 책

2) 사이트

사이언스온

대한민국 기상청 대표 블로그-생기발랄

한국에너지기술연구원 공식 블로그

1) 탄소-실리콘 결합의 원리

2) 경제적 측면의 효과

3) 환경적 측면의 효과

1. 산림 바이오매스

1) 산림 바이오매스란 무엇인가

2) 경제적 측면의 효과

3) 환경적 측면의 효과

1. 이산화탄소를 처리하는 방법

1) CCS-지하저장기술

2) CCU-포집 및 활용기술

주제 : 탄소 화합물의 전망

보고서를 쓰는 이유

1. 석탄, 석유, 천연가스 등의 화석연료는 18세기 산업혁명 이후 인간의 삶과 밀접하게 연관되어 지대한 영향을 미치고 있다. 그러나 자원 매장량이 한정되어 있어, 점점 그 양이 줄어들고 있다. 더불어 막대한 온실가스 등의 온난화 기체를 만들어 내어 지구 온난화의 주된 원인이 된다. 그래서 화석연료의 단점을 해결할 수 있는 탄소 화합물이 있을까 궁금했다. 또한 친환경적으로 탄소 화합물을 사용하는 방법에 관심이 생겨 깊게 탐구해보고 싶다고 생각하였다.

서론

1) 탄소 화합물의 정의

탄소 원자가 산소, 수소, 질소 원자 등과 공유결합하여 형성된 화합물을 탄소화합물이라 한다. 탄소 원자 1개는 최대 4개의 다른 원자와 공유결합을 할 수 있으며, 탄소를 계속적으로 연결하거나 탄소와 탄소의 이중결합이나 삼중결합 등도 가능하기 때문에, 이를 통해 다양한 구조의 화합물이 만들어진다. 대표적인 탄소화합물로 탄소 원자와 수소 원자로 이루어진 탄화수소가 있다. 이는 원유의 주성분으로, 우리가 쓰는 연료의 대부분이 탄화수소이다. 현재까지 알려진 탄소화합물은 5백만 종이 넘으며, 앞으로 계속 인간에 의해 발견되거나 합성될 것으로 보인다. 게다가 탄소화합물의 구조는 매우 복잡하기 때문에 그 구조에 대한 연구가 쉽게 이루어지지 않았다. 또한 인간이 탄소화합물을 계획적으로 합성할 수 없었던 시기에는 모든 탄소화합물이 생명체로부터 만들어진다는 점 때문에 과학자들조차도 탄소화합물을 인간이 쉽게 파악할 수 없는 신비의 대상으로 여기기도 했다. 이러한 시기에 기(group)의 개념이 도입됨으로써 탄소화합물의 연구에 중요한 전환점이 마련됐다. 기의 개념을 처음 사용한 사람은 라부아지에다. 그는 무기화합물인 산(酸)에 산소 원소가 포함돼 있다고 생각했고 산소를 제외한 나머지를 기라고 하였다. 그가 주장한 기는 보통 하나의 원소에 해당된다. 요오드기(-I), 염소기(-Cl) 등이 그것이다. 프랑스의 과학자인 게이뤼삭은 시안화수소(HCN)에서 시안기(-CN)가 염소나 요오드와 같이 탄소와 질소 결합이 끊어지지 않고서 반응이 진행된다는 사실을 발견했다. 이러한 발견은 다른 과학자들에 의하여 발견되기도 했다. 앙페르1)는 마치 나트륨, 칼륨 등의 금속처럼 행동하는 암모늄기(-NH4)를 발견했다. 과학자들이 탄소화합물을 연구의 대상으로 삼는 것 자체를 불경스럽게 생각해 관념적인 철학의 대상으로 삼고 있던 시기에 독일의 과학자 뵐러는 생명체에 의해 생명 활동의 과정에서만 만들어질 수 있다고 생각한 탄소화합물인 요소(오줌 속에서 발견됨)를 광물의 한 성분으로부터 합성했다. 뵐러2)는 이 실험으로부터 탄소화합물이 탐구의 대상이 됨을 확신했다. 그는 기 개념 도입이 체계적인 탄소화합물 연구의 방법임을 보일 목적으로 리비히3)와 공동연구에 착수, 이전까지 불가사의한 형태로 남아 있던 탄소화합물 연구 영역에 한 가닥 밝은 빛을 비췄다. 그럼 리비히와 뵐러의 공동연구에 대해 살펴보자. 이들이 재료로 택했던 것은 안식향산이다. 호두와 같은 딱딱한 열매 속에는 고편도유가 들어 있다. 이것이 공기와 접촉해 산화되면 안식향산이라는 물질이 된다. 안식향산은 우리가 먹는 가공 식품 속에서 흔히 발견되는 방부제의 원료다. 두 사람은 리비히의 원소분석장치를 이용해 고편도유와 안식향산을 구성하고 있는 성분원소의 질량비를 측정하고 분자량을 구해 분자식을 얻었다.

2) 줄어드는 탄소기반 소비와 늘어나는 친환경 소비

2017년 보고서에 따르면 에너지 사용량 증가율에 비해 이산화탄소 배출량 증가율이 낮게 나타났다. 세계적으로 2017년 에너지 수요량은 2.1%로, 2016년의 0.9%에 비해 크게 증가한 수치다. 그러나 이산화탄소 배출량은 1.4%가 증가한 32.5Gt를 기록했다. 이는 역사상 최고 수준의 배출량이지만 에너지 수요량에 비해 이산화탄소 배출량의 증가폭이 현저히 작다. 세계적으로 ‘저탄소 에너지 체계’가 자리잡아가고 있다는 것을 뜻한다. 이처럼 에너지 수요 증가량에 비해 이산화탄소 배출량이 작은 이유는 일부 공업국에서 온실가스 배출량이 감소했기 때문인 것으로 분석된다. 미국은 재생에너지 이용이 가장 빠르게 확대되는 국가 중 하나다. 미국의 이산화탄소 배출량 증가율은 –0.5%를 기록해서 3년째 감소세를 이어가고 있다. 또한 미국의 이산화탄소 배출량 감소에서 주목 할 만 한 점은 2016년에는 석탄발전을 가스발전으로 전환해서 이산화탄소 배출량이 줄었다면, 2017년에는 재생에너지 증가와 전력 수요량 감소로 인해 이산화탄소 배출량이 줄었다. 현재 재생에너지는 미국의 전력생산량 중 17%를 차지하고 있습니다. 더불어 영국 또한 이산화탄소 배출량을 낮추는 데 앞장서고 있다. 영국의 이산화탄소 배출량은 지난해보다 3.8% 감소했다. 이는 1960년 이후 가장 낮은 수준이다. 석탄 화력 발전을 가스 화력 발전으로 교체하면서 이산화탄소 배출량을 19%나 줄였다. 스템의 효율을 높이고 재생에너지 사용비율을 높인 결과라고 볼 수 있다. 일본 역시 이산화탄소 배출량을 0.5% 줄였으나 원자력발전을 재가동하면서 화력발전이 줄어든 데 따른 것이었다. 주목해야할 부분은 이산화탄소를 많이 배출하는 국가 중 하나인 중국이 탄소배출량을 빠르게 개선해가고 있다는 점이다. 2017년 중국의 경제규모는 거의 7% 가까이 성장했다. 이에 비해 이산화탄소 배출량은 1.7% 늘어나는 데 그쳤다. 중국 정부가 영국의 사례와 같이, 석탄 화력을 가스 화력으로 바꾸고 재생에너지 이용을 독려하면서 에너지 수급 구조를 빠르게 변화시키고 있기 때문이다. 실제로 중국의 석탄 소비량은 2013년 이후 지속적으로 하향세에 있다. 이처럼 미국, 영국, 일본, 중국 등 전 세계 선진국들은 탄소 기반 소비를 줄이고 신재생 에너지 등의 친환경 소비를 추진하고 있다.

본론1

1. (주요)탄소 기반 물질(석탄, 석유, 천연가스)의 현재 상태

본론2

탄소 기반 물질의 문제점들

본론3

탄소 기반 물질들의 친환경적 대안들

결론

1)

2)

<참고 문헌>

1) 책

2) 사이트

사이언스온

대한민국 기상청 대표 블로그-생기발랄

한국에너지기술연구원 공식 블로그

세계에너지지구-세계 에너지 및 이산화탄소 현황 보고서

1) 탄소-실리콘 결합의 원리

2) 경제적 측면의 효과

3) 환경적 측면의 효과

1. 산림 바이오매스

1) 산림 바이오매스란 무엇인가

2) 경제적 측면의 효과

3) 환경적 측면의 효과

1. 이산화탄소를 처리하는 방법

1) CCS-지하저장기술

2) CCU-포집 및 활용기술

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