에너지공학의 이해

제1장 에너지공학의 이해
1.1 에너지자원의 중요성 1
1.1.1 에너지자원의 중요성 1
1.1.2 세계 에너지자원의 소비 6
1.2 에너지에 대한 지식 11
1.2.1 에너지의 자원(Sources of Energy) 11
1.2.2 에너지의 형태(Forms of Energy) 19
1.2.3 에너지법칙(Laws of Energy) 22
1.3 에너지의 단위(Units and Calculators) 23
1.4 에너지의 발전사(History of Energy) 28
1.5 에너지와 환경(Energy and Environment) 29
1.5.1 온실가스 30
1.5.2 재활용과 에너지 38
참고문헌 39
연습문제 41
제2장 에너지자원의 일반
2.1 서론 43
2.2 우리나라 에너지 현황과 전망 45
2.2.1 우리나라 에너지부문의 국제위상 45
2.2.2 우리나라 에너지현황 47
2.2.3 우리나라 장기 에너지수요의 전망 53
2.3 세계에너지수요의 전망 55
2.3.1 에너지 자원별 세계에너지시장 58
2.3.2 부문별 세계에너지시장 74
2.3.3 세계 CO2 배출량 78
2.4 세계 에너지효율향상 및 온실감축 79
2.4.1 세계 에너지정책 79
2.4.2 OECD의 녹색성장을 위한 에너지정책 82
2.4.3 미국 에너지정책 83
2.4.4 EU와 중국 에너지정책 83
2.4.5 스위스, 영국 에너지정책 85
참고문헌 87
연습문제 88
제3장 석유
3.1 서론 91
3.2 석유 94
3.2.1 석유의 기원과 생성 94
3.3 석유의 매장구조 97
3.4 석유의 성상 99
3.5 석유의 대표 유종과 가격결정 101
3.6 석유산업의 역사 106
3.7 석유탐사, 개발, 생산 109
3.7.1 석유탐사 109
3.7.2 석유개발 112
3.7.3 석유생산 113
3.8 석유수송, 정제 114
3.8.1 석유수송 114
3.8.2 석유정제공정 119
3.9 석유제품 및 석유화학제품 123
3.9.1 석유제품 123
3.9.2 석유화학제품 127
3.10 비전통석유(Non-Conventional Oil) 132
3.10.1 비전통석유의 잠재력 132
3.10.2 유가 변동성 감소 135
3.10.3 셰일가스 136
3.10.4 셰일오일 143
3.10.5 오일샌드 143
3.10.6 가스하이드레이트 145
3.11 오일의 재회수 148
참고문헌 149
연습문제 150
제4장 석탄

4.1 석탄의 생성과 분류 153
4.2 석탄이용 158
4.3 석탄이용의 역사와 산업혁명 163
4.3.1 석탄이용의 역사 163
4.4 세계 석탄매장, 생산 및 소비 165
4.4.1 세계 석탄매장 165
4.4.2 세계 석탄생산과 소비 166
4.5 석탄채굴？공정？운송 169
4.6 석탄액화·가스화
(Coal Liquefaction·Gasification) 170
4.6.1 석탄액화·가스기술의 역사 170
4.6.2 석탄이용기술 174
4.6.3 석탄액화의 기술 176
4.6.4 석탄가스화 180
4.7 이산화탄소 포집기술(Carbon Sequestration) 188
참고문헌 191
연습문제 192
제5장 천연가스
5.1 천연가스의 매장과 이용 193
5.2 LPG연료의 특성 200
5.3 비전통가스(Non-Conventional Gas) 203
5.4 천연가스액화기술 205
참고문헌 206
연습문제 207
제6장 열역학과 열전달
6.1 열역학의 개요 209
6.2 열역학 제 0 법칙 210
6.3 열역학 제 1 법칙 211
6.4 열역학 제 2 법칙 212
6.4.1 열역학 제 2 법칙과 열기관 212
6.4.2 카르노사이클(Carnot Cycle) 214
6.4.3 엔트로피 (Entropy) 218
6.4.4 이상기체에 대한 관계식 223
6.5 열역학 제 3법칙 225
6.6 유효에너지와 무효에너지 225
6.7 열전달의 개요 229
6.8 열전달률 방정식
(Equation of Heat Transfer Rate) 231
6.8.1 전도(Conduction) 231
6.8.2 대류(Convection) 233
6.8.3 복사(Radiation) 236
6.8.4 열역학과의 관계 236
6.9 에너지의 단위와 차원 237
6.10 에너지 보존법칙의 응용 240
6.10.1 검사체적에 대한 에너지 보존 240
6.10.2 열전달 문제해결 244
심화학습용 참고문헌 246
연습문제 246

제7장 기후변화협약과 에너지대책
7.1 지구 온난화현상 249
7.1.1 개요 249
7.1.2 지구의 기후를 변화시키는 인자들은 무엇인가? 252
7.1.3 기후변화와 기상은 어떤 관계가 있는가? 257
7.1.4 온실효과와 온실가스 258
7.1.5 지구온난화가 환경에 미치는 영향 260
7.2 국제 기후변화협약 266
7.2.1 기후변화협약 (UNFCCC) 266
7.2.2 교토의정서(The Kyoto Protocol) 268
7.2.3 코펜하겐합의(Copenhagen Accord) 270
7.2.4 기후변화협약의 향후 전망 271
7.3 온실가스배출 및 에너지소비 통계자료 271
7.4 우리나라의 기후변화협약 대응방안 272
7.5 온실가스의 저감 및 처리기술 275
참고문헌 278
연습문제 279
제8장 신·재생에너지의 일반

8.1 신·재생에너지의 개요 283
8.2 신·재생에너지의 중요성 285
8.3 세계 각국의 신·재생에너지의 산업 현황 288
8.3.1 해외 현황 288
8.3.2 국내 현황 297
8.4 최근 신·재생에너지의 산업 부진과 향후 전망 298
8.4.1 최근 신·재생에너지의 산업 부진 298
8.4.2 향후 신재생에너지의 산업 전망 301
8.5 신재생에너지 의무할당제 304
8.5.1 RPS(Renewable Portfolio Standard) 305
8.5.2 국가별 RPS 동향 306
8.5.3 해외 기업들의 RPS 활용 현황 307
8.5.4 한국의 RPS와 사업기회 308
8.5.5 RPS 도입에 따른 우리의 대책 310
8.6 국내 신·재생에너지 핵심기술 310
참고문헌 314
연습문제 315



제9장 지열·풍력·해양에너지
9.1 지열에너지 317
9.1.1 지열에너지의 개요 317
9.1.2 지열시스템 324
9.1.3 지열원 열펌프 시스템 326
9.1.3 국내외 기술개발 현황 및 동향 331
9.1.4 지열에너지이용의 영향 332
9.2 풍력에너지 336
9.2.1 풍력에너지의 개요 336
9.2.2 풍력에너지의 역사 338
9.2.3 풍력발전의 원리와 종류 340
9.2.4 국내외 풍력발전현황 346
9.2.5 국내외 기술 현황 및 시장 전망 352
9.3 해양에너지 357
9.3.1 해양온도차에너지 357
9.3.2 조력 및 조류발전 359
9.3.3 파력(Wave Force) 발전 362
참고문헌 363
연습문제 364


제10장 화학전지
10.1 전지 367
10.1.1 전지의 개요 367
10.1.2 전지의 발달 역사 369
10.1.3 전지의 특성 370
10.1.4 2차전지의 산업 372
10.2 연료전지 (Fuel Cell) 377
10.2.1 연료전지의 개요 377
10.2.2 연료전지의 발달 역사 378
10.2.3 왜 연료전지가 신재생에너지로서 중요한가? 382
10.2.4 연료전지의 작동원리 386
10.2.5 연료전지의 부품구성 388
10.2.6 연료전지의 특징 391
10.2.7 연료전지의 종류 392
10.2.8 연료전지의 발전 프로세스 404
10.2.9 연료전지의 효율 404
10.2.10 연료전지의 응용 407
10.2.11 국내외 기술？시장 현황 및 전망 411
유용한 화학전지웹사이트 419
추가 자료 및 웹사이트 (Further Reading Books and website) 419
참고문헌 420
연습문제 421

제11장 태양광에너지
11.1 개요 425
11.2 태양전지의 원리 426
11.3 태양전지의 역사 430
11.4 태양광발전시스템 431
11.5 태양전지의 종류 434
11.6 국내외 시장 및 기술개발 현황 및 전망 443
11.6.1 최근 시장 동향 443
11.6.2 최근 기술 동향 447
11.6.3 국가별 태양광산업 동향 452
11.7 국내 고효율나노 태양전지의 로드맵 456
참고문헌 460
연습문제 461

제12장 태양열에너지
12.1 개요 463
12.2 태양열발전의 원리와 종류 465
12.2 태양열시스템구성 477
12.3 태양열 집열기의 종류 479
12.4 국내외 기술개발 현황 및 동향 482
12.4.1 해외현황 482
12.4.2 국내현황 483
12.6 태양열의 이용 486
12.6.1 자연형 태양열주택 486
12.6.2 설비형태양열주택 487
12.6.3 태양연못 487
참고문헌 489
연습문제 490


제13장 바이오에너지
13.1 개요 491
13.2 바이오에너지 499
13.2.1 바이오연료 499
13.2.2 바이오에너지의 기술 503
13.2.3 목재칩 (Wood Chip) 511
13.2.4 조류 바이오연료 515
13.3.5 바이오연료와 관련된 최근의 이슈들 522
13.3 국내외 기술개발 및 시장현황 527
13.3.1 해외현황 527
13.3.2 국내현황 532
참고문헌 536
연습문제 537

제14장 폐기물에너지
14.1 폐기물에너지의 종류 539
14.2 국내 폐기물 발생 및 처리 현황 542
14.2.1 국내 폐기물 발생 현황 542
14.2.2 국내 폐기물 처리 현황 547
14.3 폐기물에너지의 활용에 관한 기본이론 550
14.4 폐기물 연료화 556
14.5 혼합폐플라스틱 열분해 유화공정 557
14.5.1 열분해 유화공정의 중요성 557
14.5.1 국내·외 열분해 유화 기술의 현황 561
참고문헌 563
연습문제 564

부록 A 565
부록 B 569
부록 C 571
부록 D 575
부록 E 587
부록 F 599