FINEX is one of alternative steelmaking processes characterized by direct use of coal. The process releases significant quantities of FINEX off-gas (FOG), which is currently used for electricity generation through combined cycle power plant. In order to reduce net carbon dioxide emissions of FINEX process, this study proposes three FOG utilization processes: post-combustion capture, pre-combustion capture, and methanol production. These processes are simulated using Aspen Plus and evaluated in terms of net CO$_2$ emissions using CO$_2$ lifecycle assessment. Techno-economic analysis is conducted to estimate additional cost caused by the application of the proposed processes, and the cost of CO$_2$ avoidance is estimated to compare economic feasibility of the processes. The post-combustion capture from FOG was observed to reduce the largest amount of CO$_2$ emission, which is 35% less than the status quo for the FOG utilization process. Pre-combustion capture from FOG showed the lowest CO$_2$ avoidance cost, 67 USD/ton. Although the methanol process presented lower CO$_2$ reduction effect compared to the post-combustion capture and higher CO$_2$ avoidance cost than the pre-combustion capture, it was revealed through sensitivity analysis that global warming impact (GWI) of the mixed electricity and methanol price greatly affect CO$_2$ reduction effect and CO$_2$ avoidance cost, respectively.
파이넥스는 코크스를 만들지 않고 석탄을 직접 사용하는 것을 특징으로 하는 대체 철강 생산 공정 중 하나이다. 파이넥스가 배출하는 배기가스는 현재 복합 화력 발전을 통해 전기를 생산하는 데에 사용한다. 파이넥스 공정의 이산화탄소 배출을 줄이기 위하여, 본 연구는 연소 후 포집, 연소 전 포집, 메탄올 생산의 세가지 배기가스 활용 공정을 제시한다. 본 연구는 제안된 공정을 모사하고 이산화탄소 전 과정 평가를 이용하여 순 이산화탄소 배출량을 평가한다. 또한 제안된 공정들의 현 상황과 비교했을 때 추가되는 비용을 기술 경제성 평가를 이용하여 추정하고, 이산화탄소 회피 비용을 계산하여 각 공정의 적용가능성을 비교한다. 파이넥스 배기가스에 대한 연소 후 포집 공정은 기존 방법에 비해 이산화탄소 배출량을 35% 저감하여 가장 크게 배출을 줄였고, 연소 전 포집 공정은 1ton의 이산화탄소를 저감하는 데에 67USD가 드는 것으로 계산되어 가장 경제적인 방법이었다. 메탄올 공정은 연소 후 포집에 비해 이산화탄소 감축량이 적고 연소 전 포집에 비해 이산화탄소 회피 비용이 높았지만, 민감도 분석을 통해 전기의 global warming impact(GWI)와 메탄올 가격이 각각 이산화탄소 감축량과 이산화탄소 회피 비용에 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다.
