• 신재생에너지
• /
• 제18권3호
• /
• pp.10-22
• /
• 2022

Forest biomass energy is based on scientific evidence in response to carbon neutrality and the climate crisis, international consensus, and environmental-geographic characteristics of each nation. In this study, the authors aimed to analyze macroscopic forest biomass energy policies for ten major countries. They categorized them into six detailed categories (Sustainable utilization, Cascading Uutilization, Replacement of fossil fuel/Carbon intensive products, Utilization of forest by-products/residues as the source of energy, Contribution to carbon-neutral/climate change, and Biomass combined with CCS/CCUS ). In addition, the surveyed nations have developed a policy consensus on the active use of forest biomass with sustainable forest management except for the cascading utilization category. Furthermore, the authors evaluated the mid to long-term plans of the Korean government for improvements in the policy and legal aspects. As a result, the authors derived four major directions that South Korea should approach strategically in the future (1) secure financial resources for sustainable forest management and stimulating investment in the timber industry, (2) promote unified policies to establish a bio-economy, (3) enhancement of the forest biomass energy system, and (4) reorganization and promotion of strategy centered on the opinions of field experts in internal and external instability.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
• /
• 제41권4호
• /
• pp.358-373
• /
• 2013

본 연구에서는 산 및 알칼리 처리가 목질계 바이오매스의 주요 화학조성 변화에 미치는 영향을 확인하기 위해 $H_2SO_4$와 NaOH를 각각 1.0 wt%와 2.0 wt% 수용액으로 제조한 후 국내 주요 수종인 백합나무와 낙엽송에 상온에서 72시간 침지 처리하였다. 리그닌, 주요 구성당, 원소분석 등 화학적 특성 분석을 수행하고 그 결과를 통계프로그램을 이용하여 분석하였다. 그 결과 동일한 화학적 처리에도 수종에 따라 95% 유의수준에서 유의한 결과를 확인하였다. 백합나무는 산 처리에 민감한 변화를 보이는 반면에 낙엽송에서는 알칼리 처리에서 유의한 결과를 얻을 수 있었다. 두 수종 모두에서 glucose보다는 헤미셀룰로오스에 미치는 영향이 큰 것으로 분석되었으며, 바이오매스의 에너지량과 밀접한 관계가 있는 H/C와 O/C 비율을 이용한 Van Krevelen 다이어그램에서는 산 또는 알칼리 처리 종류에 관계없이 수종에 따라 상반된 결과를 확인하였다. 이러한 결과는 바이오매스 종류에 따라 각기 다른 최적화된 바이오에너지 생산 공정이 필요함을 의미하며, 목재펠릿과 같은 고형 바이오연료 생산의 경우 바이오매스 내 헤미셀룰로오스 및 리그닌 함량 변화로 인하여 내구성에 영향을 미칠 것으로 분석되었다.

• 한국기후변화학회지
• /
• 제6권1호
• /
• pp.41-47
• /
• 2015

This study was carried out simulating domestic utilization conditions of a wood pellet stove and a wood pellet boiler in order to determine emission factors (EFs) of macro-pollutants, i.e., carbon monoxide, nitrogen oxides, sulfur oxides, ammonia, particulate matters (total suspended particulate, $PM_{10}$, $PM_{2.5}$, black carbon) and trace pollutants (i.e., ten different volatile organic compounds). The composite pollutants EFs for the pellet stove were: for TSP 4.58 g/kg, for $PM_{10}$ 3.35 g/kg, for $PM_{2.5}$ 2.48 g/kg, CO 119.23 g/kg, NO 14.40 g/kg, $SO_2$ 0.17 g/kg, TVOC 37.73 g/kg, $NH_3$ 0.02 g/kg and emissions were similar to the pellet boiler appliance: for TSP 4.73 g/kg, for $PM_{10}$ 3.41 g/kg, for $PM_{2.5}$ 2.63 g/kg, CO 161.51 g/kg, NO 13.67 g/kg, $SO_2$ 0.19 g/kg, TVOC 45.22 g/kg, $NH_3$ 0.02 g/kg.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제19권2호
• /
• pp.660-667
• /
• 2018

본 연구에서는 천안시 병천 하수종말처리장의 '열건조물'로 고형연료를 제조하기 위하여 유중건조 공정의 최적 조건을 선정하는 연구를 수행하였다. 연구결과물의 특성을 평가하기 위하여 $130^{\circ}C$, $160^{\circ}C$, $190^{\circ}C$의 온도조건에서 '유증발량 측정실험' 및 '열건조물의 유중건조 실험'을 수행하였으며, 칼로리미터와 TGA 장비를 이용하여 고형연료의 성능을 측정하였다. 또한 휴대용 복합악취측정기를 이용하여 유중건조 중 복합악취, 암모니아, 황화수소 및 총 휘발성 유기화합물의 발생농도를 측정하고, EDS 장비를 이용하여 성분분석 연구를 수행하였다. 대량생산을 고려하여 기름과 열건조물의 무게비를 임의의 비율인 4:1로 고정하였고, $130^{\circ}C$에서는 일부 내부수의 순간적인 건조 이후 기름과 열건조물의 물리적인 혼합만이 진행된다고 판단된다. 환경 친화적인 측면을 고려하였을 때, $160^{\circ}C$와 $190^{\circ}C$의 건조효율에 큰 차이가 없으므로 $160^{\circ}C$의 건조온도에서 5분 이내로 처리하는 것을 최적 조건으로 선정하였다. 본 연구에서 재조한 고형연료의 신뢰성을 확보하기 위해 화력발전소 현장연료와의 성능비교 연구를 진행한 결과 발열량 4,449kcal/kg, 함수율 2%, 회분함량 34%로 현재 사용 중인 현장연료보다 대체로 우수한 성능을 나타내었으므로 기존의 목재펠릿 뿐만 아니라 석탄에너지 또한 충분히 대체할 수 있을 것이라 판단된다.

• 한국산림과학회지
• /
• 제99권4호
• /
• pp.597-602
• /
• 2010

산림탄소순환마을 조성을 위한 가장 기본적인 사항은 온실가스 배출에 관한 통계인데 현재 시 도 단위의 온실가스 배출 통계는 존재하나 마을단위의 온실가스 배출에 관한 통계가 없다. 따라서 본 연구에서 마을단위의 온실가스 배출량에 대한 자료를 구축하여 탄소순환마을의 탄소수지에 관한 모델을 제시하고자 하였다. 연구수행결과, 시범대상지인 경상북도 봉화군 춘양면 서벽리의 에너지사용에 따른 이산화탄소 배출량은 $1,755tCO_2$이며 그 중 난방 사용에 의한 배출량이 55%로 가장 많은 비중을 차지하며 전력 23%, 차량 22%의 순으로 나타났다. 벼농사와 가축 등 농업으로 인해 총 $572tCO_2$의 이산화탄소가 배출되었다. 이는 에너지 사용과 농업부문에서 발생하는 이산화탄소 총 배출량 $2,327tCO_2$의 약 24.5%를 차지했다. 또한, 모델지역에서 사용되는 난방에너지를 우드칩이나 펠릿 등 목재 바이오에너지로 대체할 경우 년간 약 1,580 ton의 목재가 소비될 것이며 난방에서 발생하는 이산화탄소배출량은 $964tCO_2$의 1/12인 $80tCO_2$로 $884tCO_2$ 만큼의 탄소가 저감 될 것으로 예상된다.

• 자원리싸이클링
• /
• 제31권5호
• /
• pp.67-76
• /
• 2022

가구 산업은 부가가치 창출의 가능성이 높고 중소기업이 주축이 되어 있는 산업 특성상 일자리 창출 여력이 크다. 그러나, 최근 사용 후 가구의 처리 동향을 살펴보면 재사용 가치가 충분한 사용 후 가구마저도 파쇄되어 고형연료(SRF)로 활용되고 있는 사례가 많으며, 폐기물 처리업체는 지속적으로 감소하면서 폐목재 적체 현상으로 이어지고 있다. 이 같은 문제를 해결하기 위한 방안으로, 순환이용효율성이 높은 사용 후 가구 재제조 비즈니스 모델을 제안하고자 한다. 재제조는 자원 및 에너지 절감 효과가 크고, 고용창출 효과가 높다는 점에서 사용 후 가구에 적용 시 산업경제적 파급효과가 클 것으로 사료된다. 이에 본 연구에서는 해외의 사용 후 가구 재제조 과정을 분석하여 그 특성을 파악하고 이를 바탕으로 경제성 및 환경성 분석을 수행하였다. 경제성 분석 결과, 1인 사업장 기준으로 사용 후 가구 재제조를 통한 연간 예상수익은 약 104백만원, B/C 분석결과는 30으로 높은 사업성을 확보하는 것으로 나타났다. 이는 우리나라 1인 근로자 가구 연평균 소득의 3.11배(연평균 소득은 33백만원)에 달하는 수준이며, 같은 중량의 SRF로 재자원화할 경우의 수익 325천원보다 320배 높은 수준이다. 또한, 환경성 분석결과, 기존의 목재펠릿으로 가공하는 재자원화보다 재제조함으로써 얻을 수 있는 연간 온실가스 저감효과는 연간 2.2 tCO₂-eq.이며, 이는 소나무 937그루 또는 신갈나무 622그루가 연간 흡수하는 온실가스의 양과 유사한 수치이다. 이러한 연구결과는 폐기단계에서 경제적 환경적 효과를 고려한 재자원화 방법을 우선 적용하는 것이 중요함을 시사해준다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
• /
• 제43권1호
• /
• pp.135-143
• /
• 2015

본 연구는 반탄화 목분과 정수기 필터용 폐활성탄 분쇄물을 혼합한 혼합물을 연료로 사용하였을 경우의 그 연료적 특성을 평가하고자 하였다. 반탄화 목분은 국산 범용수종인 졸참나무와 소나무를 이용하여 급속으로 목재칩 열가공처리가 가능한 wood roaster를 이용하여 처리하였으며 처리조건은 $200^{\circ}C$에서 각 300 s, 450 s, 600 s를 적용하였다. 이때 폐활성탄과 반탄화 목분의 혼합비율은 중량대비(wt%) 5 : 95, 10 : 90, 15 : 85, 20 : 80, 40 : 60, 60 : 40, 80 : 20으로 하였으며, 이에 대한 연료적 특성에 평가를 위해 발열량, 원소분석, 회분함량 등을 측정하였다. 그 결과는 다음과 같다. 1. 동일시간, 온도 등의 wood roasting 처리조건에서 소나무가 졸참나무에 비해 탄소함량이 더 높았으며, 이는 낮은 온도와 짧은 시간에 최적 탄화도를 나타냄으로 소나무가 효율적인 반탄화 작업이 가능함을 알 수 있다. 2. 반탄화 목분 및 무처리 목분의 폐활성탄 첨가율이 증가할수록 총발열량 값은 급격히 증가하였고 회분함량 또한 증가하였다. 3. 반탄화 목분과 무처리 목분에 폐활성탄을 혼합한 경우에는 두 조건 모두 첨가율에 따라 총발열량은 증가하지만 무처리 보다는 반탄화 목분 그리고 졸참나무보다는 소나무가 더 높은 총발열량을 나타냈다. 4. 폐활성탄을 목분과 함께 혼합물의 원료로 사용하기 위해서는 $800^{\circ}C$, 4시간 연소조건 이상의 고온 연소조건이 필요하다고 판단된다. 이는 $800^{\circ}C$, 4시간 연소조건에서도 완전연소가 되지 않고 회분상태로 잔류하는 함량이 매우 높기 때문이다. 5. 또한 무처리 목분과 반탄화 목분에 폐활성탄을 혼합한 조건 중 무처리 목분에 폐활성탄을 혼합하는 조건이 총발열량의 증가율이 더 높게 나타났으며, 이러한 현상은 소나무보다는 졸참나무가 더 명확하게 나타났다. 최적 회분함량의 폐활성탄 첨가비율은 소나무 무처리 목분에 총 중량대비 5% 이상, 10% 미만의 조건이며 이는 1급 펠릿에 해당되는 0.7% 미만의 기준을 만족하는 것으로 나타났다.

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제48권3호
• /
• pp.365-374
• /
• 2010

농산폐기물인 폐버섯배지의 목재 펠릿 연료화 가능성을 탐색하기 위하여 국내 발생량이 가장 많은 새송이버섯, 팽이버섯, 느타리버섯 폐배지를 대상으로 산(acid) 첨가 용매추출에 의한 회분감소 실험을 수행하였고 이에 따른 연료특성 변화를 탐색하였다. 새송이버섯 폐배지는 초산 2%(w/w), 무수구연산 1%(w/w) 첨가군, 액비 1:8, 추출온도 $55^{\circ}C$, 추출시간 180분의 추출조건에서 무처리군의 회분함유량 8.81%(w/w), 발열량 3,958.3 kcal/kg 대비 각각 3.33%(w/w), 4,219.2 kcal/kg로 성능을 극대화시킬 수 있었으며, 팽이버섯 폐배지는 초산 3%(w/w), 무수구연산 1%(w/w) 첨가군, 액비 1:8, 추출온도 $65^{\circ}C$, 추출시간 180분의 추출조건에서 무처리군의 회분함유량 14.91%(w/w), 발열량 4,190.3 kcal/kg 대비 각각 4.07%(w/w), 4,627.6 kcal/kg로 성능이 극대화되었으며, 느타리버섯 폐배지는 초산 1%(w/w), 무수구연산 1%(w/w) 첨가군, 액비 1:7, 추출온도 $65^{\circ}C$, 추출시간 180분의 추출조건에서 무처리군 대비 회분함유량이 3.31%(w/w)에서 0.59%(w/w)로 감소효과가 극대화되었고 발열량은 4,558.6 kcal/kg 대비 4,216.2 kcal/kg로 감소효과가 최소화됨으로써 성능이 극대화되었다.

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제50권2호
• /
• pp.385-389
• /
• 2012

본 연구에서는 소나무 혼합수종을 이용하여 에너지 밀도 증가, 균일한 품질의 바이오매스 제공을 위해 무산소 조건에서 반탄화를 실시하였다. 반응온도는 240, 260,$280^{\circ}C$로 하여 30분 동안 반응시킨 후 반탄화 바이오매스 특성을 조사하였다. 침엽수혼합수종의 반탄화는 무처리 바이오매스와 비교하여 발열량이 향상되었음을 확인하였다. 반탄화 온도가 증가할수록 반탄화된 바이오매스의 탄소함량은 최대 46.55%에서 55.73%로 증가하였다. 반면 수소와 산소의 함량은 각각 6.00%에서 5.87%, 30.55%에서 27.21%로 감소하였다. 반탄화 과정에서 주로 헤미셀룰로오스와 휘발성 물질이 제거되었다.$280^{\circ}C$에서 30분 동안 반응하였을 때 최대 발열량 5,132 kcal/kg을 나타냈다. 이것은 처리전 바이오매스의 발열량 보다 약 13% 증가하였음을 나타내고 있다. 중량감소율과 에너지수율을 고려하여 비교한 결과 $240^{\circ}C$에서 30분 동안 처리하였을 때 효과적인 반탄화가 이루어졌다.