• ESCO지
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• 통권23호
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• pp.36-42
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• 2003

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2011년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.185.1-185.1
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• 2011

본 연구는 중 소규모 매립지가스(LFG)의 활용을 위한 가스고체화(Gas-To-Solid) 기술개발을 목적으로 하고 있다. LFG는 환경적인 문제로 인하여 소각 등의 방법으로 처리하고 있으나, 약 5,000kcal/$m^3$의 높은 발열량과 일반적으로 매립 후 20~30년 후까지 지속적인 발생특성으로 안정적인 공급이 가능한 신재생에너지원으로 활용될 수 있다. LFG 자원화 할 경우 발전 및 중질가스 등으로 활용하는 것이나, 중소규모 매립장의 경우 경제성 등의 문제로 자원화하지 못하고 태워지거나 방치되고 있다. 본 연구에서는 LFG의 저장과 수송 기술 중 GTS 기술을 통하여 저장과 수송에 제약이 크고 많은 비용이 소비되는 기체 상태의 에너지원을 하이드레이트화 시킴으로서 중 소규모 매립지에서 상대적으로 적은 비용으로 가스저장과 지상수송이 가능하게 할 수 있다. 본 연구의 결과로 LFG 에너지화 실증화 플랜트를 설계/제작 하였으며, 메탄+이산화탄소+물 하이드레이트 형성 실험을 통해 4.56 Mpa, 277.2 K 조건에서 3시간을 한 사이클로하는 공정운전을 가지는 것을 확인하였다.

• 산학경영연구
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• 제19권2호
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• pp.69-94
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• 2006

매립된 패기물의 분해과정에서 생성되는 부산물로서의 매립가스는 악취와 환경오염을 유발하는 유해한 가스로 여겨져 왔다. 그러나 발열량이 $5,000kcal/m^3$에 달하는 매립가스의 특성은 에너지원으로써의 활용가치가 탁월한데다 지구온난화의 주범으로 떠오르면서 그 회수 필요성이 더욱 강조되고 있어, 재생에너지로서의 매립가스를 대체에너지 자원으로 이용하려는 추세는 매우 고무적인 현상이라 하겠다. 현재 우리나라의 매립가스자원화 사업은 가스엔진을 이용한 전력생산이 대부분을 차지하고 있으며, 부분적으로 중질가스와 고질가스의 활용에도 관심을 보이고 있다. 가스발전기의 가동률과 전력단가의 변동을 고려하여 매립가스의 경제성을 분석해본 결과, 초기 투자비 회수와 지속적인 수익성 확보를 위해서는 최소한 10년 이상의 발전사업 운영 및 전력판매 단가의 현실화가 요구되고 있다.

• ESCO지
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• 통권19호
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• pp.24-27
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• 2002

지난 9월 새롭게 ESCO사업에 뛰어든 토탈이엔에스는 기존 ESCO가 시도하지 않았던 매립가스나 폐기물, 폐열 등 대체에너지를 활용한 ''특화 ESCO''로서의 포부가 당차다. 그중 매립가스 자원화사업은 경제적 수익창출은 물론 매립장 주변의 악취저감과 매립장의 조기 안정화 온실가스 저감에 따른 지구온난화 예방 등의 효과가 기대되는 것으로 이 회사는 국내 300여개의 폐기물매립장 중에서 사업성이 큰 13곳 정도를 대상으로 ESCO사업을 추진해나갈 계획이다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.219.2-219.2
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• 2010

가스하이드레이트(gas hydrate)는 고압과 저온 조건에서 물분자간의 수소결합으로 형성되는 3차원 격자구조에 동공(cavity)이라는 빈 공간이 생기고 이 동공에 가스가 물리적으로 포획되어 생성되는 것으로, 수소결합을 하는 물의 격자(Host) 내에 메탄등의 저분자가스(Guest)가 포획된 결정체이다. 가스 하이드레이트는 미량의 물을 첨가, 가압하면 부피비로 약 200배의 가스를 고상의 형태로 저장할 수 있으며, 열역학적으로 안정된 결정체이기 때문에 하이드레이트로 존재하기 위한 최소한의 온도, 압력조건이 충족되면 고상으로 항구적인 존재가 가능할 수 있어 가스의 수송 및 저장에 높은 경제성을 가지는 방법이다. 현재 운영중인 전국의 242개소 매립지 중에서 발전 및 연료로 활용가능한 조건을 같춘 자원화 대상 매립지는 약 14곳에 불과한 형편이고 이들 중 대부분 시설은 자원화 시설을 운영하고 있으나. 중소규모 매립지에서 발생하는 LFG에 대하여 효율적인 이용 및 처리 방안이 없어 태워 없어지거나 방치하는 등 매립가스를 활용하는 기술은 미흡한 실정이다. 이러한 LFG는 많은 환경적인 문제를 야기하지만, 50vol% 이상의 고농도 메탄이 함유되어 있어 이를 대체에너지원으로 이용할 경우 환경적인 문제를 해결함과 동시에 신재생에너지원으로 활용 가능하다. 본 연구에서는 중소규모 매립지에서 발생하는 LFG를 활용하기 위하여 하이드레이트 형성/해리 Pilot plant의 제작을 통하여 $CH_4$와 $CO_2$(단일, 복합가스의 실험)의 하이드레이트화 연구를 진행 중이다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 추계학술대회 초록집
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• pp.152.1-152.1
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• 2010

매립지에서 유기물의 분해로 발생되는 매립가스는 악취 등으로 인한 대기오염뿐만 아니라 온난화지수가 21인 메탄이 약 50vol% 이상 포함되어 있어 지구온난화에 큰 영향을 미친다. 하지만 매립가스를 에너지원으로 활용하면 대기오염저감, 지구온난화 감소, 대체에너지원 확보뿐만 아니라 CDM사업 등과 연계하여 부가수익창출이 가능하다. 현재 국내에는 약 242개의 폐기물매립지가 있는데, 이중 매립가스를 활용하는 곳은 단지 14개소로 개별 경제성이 있는 대형매립지에서만 자원화시설을 설치하여 운영 중이며 그 외 매립지에서는 매립가스를 소각 또는 단순 대기 방출하여 대기오염유발과 동시에 대체에너지원 미활용으로 국가차원에서 큰 손실이므로 이를 활용할 수 있는 기술개발이 시급하다. 현재 매립가스 에너지화 기술로는 매립가스 열량에 따라 가스엔진, 가스터진, 증기터빈을 이용하는데 국내에서는 수분제거와 같은 간단한 처리 과정을 거친 후, 정제 없이 사용한다. 그런데 매립가스 구성 성분 중 일부 미량가스($H_2S$ 등)는 부식성이 높아 실제 공정에서 큰 문제점으로 작용하게 되므로 전처리공정이 반드시 필요하다. 본 연구에서는 중소규모 매립지에서 발생하는 매립가스를 중심적환장으로 이송하여 경제성을 가지는 에너지원으로 활용할 수 있는 기술개발을 목표로 하이드레이트 기술을 활용함에 있어 전처리 기초연구를 수행하였다. 매립가스 구성성분 중 대표적 악취물질인 메르캅탄과 부식성 물질인 황화수소의 전처리 기술로서 활성탄 흡착방법을 이용하여 외부에서 관찰이 가능하고 흡착탑을 2단으로 구성하여 활성탄 흡착탑을 제작하였다. 대상가스는 일반적으로 매립가스에 포함되어 있는 성분으로 제작하여 사용하였고 흡착탑 전 후 가스의 성분분석은 LMSxi를 이용하였다. 실험결과 활성탄의 상태, 접촉시간, 흡착탑의 구성에 따라 50~80%의 제거효율을 보였으며 이는 활성탄 흡착탑을 매립가스 에너지화의 전처리 시설로 사용될 경우 각각의 변수들에 대해 정확한 공정설계가 필요하다고 할 수 있다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2011년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.189.2-189.2
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• 2011

매립가스(LFG)는 약 50v/v% 이상의 메탄가스로 이루어져 있어 LFG의 자원화 사업은 국내 신 재생에너지를 이용한 발전사업 중 태양광사업 다음으로 활발히 진행되고 있다. LFG의 대표적인 활용기술로는 가스엔진, 가스터빈 및 증기터빈을 이용한 발전과 중질가스 및 고질가스 형태의 연료로 생산하는 방식 등이 있으며 이러한 분야에 매립지가스를 적용하기 위해서는 장치 부식의 주 원인이 되는 황화수소 가스의 제거가 반드시 이루어져야 한다. 본 연구에서는 황화수소 제거를 위해 하이드레이트와 마찬가지로 동공을 형성하여 가스의 포집과 저장이 가능한 하이드로퀴논(HQ)을 이용하고자 한다. HQ은 $0^{\circ}C$ 부근에서 해리되는 하이드레이트와 달리 상온에서 고체 형태로 구조를 유지할 수 있어 가스의 포집 및 저장에 용이한 장점이 있다. 메탄, 이산화탄소, 황화수소 혼합가스에서 황화수소 90% 이상 제거를 목적으로 HQ와 반응시켜 동공 내에 이들 가스의 포집여부를 확인하였다.

• 유기물자원화
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• 제19권3호
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• pp.44-53
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• 2011

유기규소화합물인 siloxane은 물리화학적으로 우수한 특성으로 인하여 화장품이나 세제 등과 같이 우리 생활에서 다양한 제품 형태로 사용된다. 이러한 제품의 사용 후 매립되어 분해되는 과정에서 매립가스에 포함된 siloxane은 매립가스 자원화 시설의 운영 시 악영향을 미친다. 본 연구에서는 국내 여러 매립지 특성에 따른 매립가스 내 실록산 발생특성을 파악하기 위하여 매립연령과 매립폐기물에 따른 siloxane 발생특성을 실록산의 농도, 구조 및 성분별로 고찰하였다. 시간에 따른 실록산 발생특성은 매립종료 전 후와 각 매립지의 매립연령별로 12개 매립지를 대상으로 검토하였으며, 매립폐기물에 의한 siloxane의 발생특성 변화는 6개 매립지를 대상으로 매립폐기물의 발생원 및 물리적 조성의 비율과 siloxane 농도를 비교하였다. 매립가스 내 total-siloxane의 농도는 평균 $6.75mg/m^3$ 이었으며, cyclic-siloxane이 이 중 93% 이상을 차지한 것으로 나타났다. 성분별 실록산은 매립연령과 관계없이 D4 및 D5가 순서대로 가장 높은 비율을 차지하였다. 본 연구에서 매립폐기물의 종류(조성)가 실록산 발생에 미치는 영향은 확인할 수 없었으나, total-siloxane 및 cyclic-siloxane의 농도는 매립가스 일차분해모델과 같이 매립연령이 증가함에 따라 감소하는 것으로 나타났다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.219.1-219.1
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• 2010

매립지에서 유기물의 분해로 발생되는 매립가스는 악취 등으로 인한 대기오염뿐만 아니라 온난화지수가 21인 메탄이 약 50vol% 포함되어 있어 지구온난화에 큰 영향을 미친다. 하지만 매립가스를 에너지원으로 활용하면 대기오염저감, 지구온난화 감소, 대체에너지원 확보뿐만 아니라 CDM사업 등과 연계하여 부가수익창출이 가능하다. 현재 국내에는 약 242개의 폐기물매립지가 있는데, 이중 매립가스를 활용하는 곳은 단지 14개소로 개별 경제성이 있는 대형매립지에서만 자원화시설을 설치하여 운영 중이며 그 외 매립지에서는 매립가스를 소각 또는 단순 대기 방출하여 대기오염유발과 동시에 대체에너지원 미활용으로 국가차원에서 큰 손실이므로 이를 활용할 수 있는 기술개발이 시급하다. 본 연구에서는 중소규모 매립지에서 발생하는 매립가스를 중심적환장으로 이송하여 경제성을 가지는 에너지원으로 활용할 수 있는 기술개발을 목표로 하이드레이트 기술을 접목한 기초연구를 수행하였다. 매립지에서 매립가스가 생성되는 과정에 표층부의 균열 및 차수막의 손상과 포집하는 공정에서 블로워 등의 사용으로 질소가 다량 포함되며 질소의 경우 상당히 높은 압력과 낮은 온도에서 하이드레이트를 형성하므로, 매립가스 하이드레이트 형성시 질소의 영향에 대해 알아보았다. $CH_4+CO_2$ System과 $CH_4+O_2+N$ System에 대하여 각각의 실험조건에서 Kinetic을 측정하였으며, 실험전후의 가스 조성을 Gas Chromatography로 정성, 정량 분석하였다. 실험결과 매립가스에 공기가 유입될 경우, 질소의 영향으로 하이드레이트 생성조건이 가압되었고 하이드레이트 내 메탄의 함량비율이 줄어들었다.

• 유기물자원화
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• 제29권2호
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• pp.5-14
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• 2021

2015년 채택된 파리협정으로 2023년부터 탄소감축 이행여부를 점검함에 따라, 메탄가스 발생의 11%를 차지하고 있는 폐기물로부터 배출되는 온실가스 관리는 매우 중요하고 시급한 실정이다. 그럼에도 불구하고, 93%의 폐기물이 비위생적으로 매립되고 있는 개발도상국에서의 매립가스 관리는 여전히 도전적인 과제이다. 이에 CDM 사업을 활용하여 경제적으로 지속가능한 매립가스 자원화 사업이 다시 주목을 받고 있으며, 다양한 개발도상국의 매립장에서 매립가스 발생량과 온실가스 감축량을 산정하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 그러나 연구방법에 따라 예측된 수치와 CDM 사업으로 등록된 이후 모니터링을 통한 실측치 간에는 상당한 차이를 보이고 있으며, 차이가 발생한 원인에 대한 연구는 수행된 사례가 없었다. 이에 본 연구에서는 현재까지 UNFCCC에 등록된 매립가스 CDM 등록사업 46건 중 모니터링을 수행한 사업 18건의 매립가스 프로젝트를 분석하였으며, 연구결과 강우량(28%), 설비고장(22%), 유기성분 함량(11%), 매립물량(11%), 매립지내 온도(11%) 등이 예측치와 실측치 간의 차이를 유발하는 주요 원인임을 확인할 수 있었다.