• Journal of The Korean Society of Agricultural Engineers
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• v.57 no.5
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• pp.81-88
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• 2015

바이오매스는 유망한 신재생 에너지이다. 바이오매스는 액체 및 기체 연료로 전 환 할 수 있고, 다양한 공정을 통해 열 및 전력을 생산시키는데 사용된다. 바이오매스 가스화 공정은 바이오매스를 일산화탄소, 이산화탄소, 수소 및 메탄으로 이루어진 합성 가스로 전환시키는 기술이다. 바이오매스를 이용한 합성 가스 생산 및 활용은 세계적으로 늘어나는 에너지 필요성을 충족시킬 수 있는 대체에너지이다. 현재, 바이오매스 가스화의 주요 원료는 목질계 우드 칩을 주로 사용하고 있지만, 일반적으로 우드칩의 경우 수분을 다량 함유하고 있기 때문에 가스화 공정을 위해서는 별도의 건조처리를 필요로 한다. 우드칩의 건조에는 많은 에너지가 소요되고, 다량의 우드칩 건조에는 시간과 기상 및 공간적인 환경에 영향을 받는다. 본 연구에서는 미건조 우드칩의 가스화 공정을 위하여 미건조 우드칩에 숯을 각각 10, 30, 50 % 비율로 혼합하여 실험을 수행하였고, 실험결과 생산된 합성가스의 CO 농도 는 숯의 비율에 따라 14.9 ~ 25.6 % 증가되는 경향을 나타내었지만, 반대로 $CO_2$ 및 $CH_4$ 농도는 감소하였다. 이에 따라 합성가스 생산을 위한 미건조 우드칩과 숯의 최적혼합비율은 약 30 %로 판단되며, 발열량은 $1285.7kcal/Nm^3$, Gas yield는 $2.3Nm^3/kg$ 로 나타났다. 이에 적절한 숯의 혼합사용은 미건조 우드칩의 직접적인 가스화에 도움이 될 것으로 사료되며, 바이오매스 건조 공정에 필요한 에너지를 절약할 수 있을 것으로 판단된다.

• Journal of the Korean Applied Science and Technology
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• v.35 no.1
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• pp.247-253
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• 2018

To replace the imported biomass and to effectively cope with growing RPS(Renewable Portfolio Standard) in power sector, the domestic forest biomass resources for wood pellets were estimated from the preceding research and annual growth rate of forest trees in this study. Assuming that 20% of the by-product from forest trees processing were used as raw material for wood pellet and the wood pellet production capacity was based on the average value derived from the above two methods, unused by-product and residues generated 1.99million tons in 2016, 2.28million tons in 2020 and 3.08million tons in 2030. If 20% of by-products(pebbles, sawdust, etc.) from roundwood processing were used as raw material for wood pellets, the wood pellet could be produced 2.74million tons/year in 2016, 2.95million tons/year in 2020, 3.98million tons/year in 2030. Therefore, total amounts of wood pellet would be increased to 2.74million tons/year in 2016, 3.14million tons/year in 2020, 4.23million tons/year in 2030 when it considered unused by-product and residues from wood processing as raw materials.

• Journal of Korean Society of Forest Science
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• v.96 no.6
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• pp.639-643
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• 2007

The use of forest biomass resources produced by forest tending and residual forest biomass that was not gathered on commercial thinning or cutting area was estimated to be come into the spotlight as bioenergy sources in these days of new high oil price. With considering these problems, This study was investigated about possibility with biomass calculation and convertibility to fossil fuel in these area. Total forest tending area in the year 2005 was 294, 115 ha and the yield gathered from these area was $143,747m^3$. It is equivalent to biomass of 115,000 ton and caloric value of 533,199Gcal. However, the potential and additional yield that is residual in forest stands was 2,483,000 ton. It is equivalent to 11,133 billion won of oil which is 20 times of the actual yield produced by forest tending. Therefore, these amount of biomass has a substitution effect of the fossil fuel. Moreover, the residual biomass that is not gathered at commercial thinning and cutting area was 475,000 ton. It is equivalent to 2,206,235 Gcal of heating value and about 2,211 billion won of oil. This potential amount could be a new energy source to be a substitution effect of fossil fuel. It is time to be interested in the forest biomass as a renewable and environment-friendly resource and its substitution effect of fossil fuel.

• Clean Technology
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• v.27 no.4
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• pp.325-331
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• 2021

In this study, bio-carbons were produced by activation process from unused biomass (Grade 3 wood pellet and spent coffee grounds) to determine the removal performance of formaldehyde and acetaldehyde. The activation experiments were conducted in a fixed bed reactor using CO₂ as an activation agent. The temperature of the activation reactor and input of CO₂ were 900 ℃ and 1 L min^-1 for all the experiments. The maximum BET surface area of about 788 m² g^-1 was obtained for bio-carbon produced from Grade 1 wood pellet, whereas about 544 m² g^-1 was achieved with bio-carbon produced from spent coffee grounds. In all the experiments, the bio-carbons produced were mainly found to have micro-porous nature. A lower ash amount in raw material was favored for the high surface area of bio-carbons. In the removal test of formaldehyde and acetaldehyde, the bio-carbon produced from spent coffee grounds showed excellent adsorption performance compared with woody biomass (Grade 1 wood pellet and Grade 3 wood pellet). In addition, the comparative experiment of commercial impregnated activated carbon and bio-carbon produced from spent coffee grounds was conducted. In terms of formaldehyde removal performance, the commercial impregnated bio-carbon was excellent, while bio-carbon produced from spent coffee grounds was excellent in acetaldehyde removal.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.61 no.2
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• pp.258-264
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• 2023

The greenhouse gas (GHG) emission assessment of kenaf pellet, produced from locally generated kenaf residues in South Korea, has been studied based on the EU RED-II methodology for calculating GHG impact of biomass fuels. Based on the production pathway of kenaf residue pellet and emission coefficients from EU JRC report, the life cycle GHG emission of kenaf residue pellet is assessed as 3.0 gCO₂eq/MJ_pellet and the life cycle GHG emission of electricity generated from kenaf residue pellet is assessed as 11.9 gCO₂eq/MJ when electrical efficiency of final conversion is 25%. The potential GHG emission reduction of electricity produced from kenaf pellet is 90.3% compared to the domestic electricity emission factor 42.8 kgCO₂eq/MWh. Also, the electricity produced from kenaf pellet can reduce at least 59.6% of GHG emission compared to the electricity produced from imported wood pellets.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2011.05a
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• pp.174.2-174.2
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• 2011

최근 유가상승과 석유, 천연가스의 가채 매장량의 한계등과 함께 온실가스에 의한 지구온난화 방지를 위하여 미국, 유럽국가 및 캐나다 등에서는 바이오매스를 이용한 에너지 회수 기술개발에 많은 관심과 연구를 수행하고 있다. 바이오 매스는 에너지 밀도 대비 존재하는 지역이 광범위하여 발생, 수집, 수송에 따른 비용이 많이 소요되는 특성이 있어 산지에서 직접처리하거나 수집하여 대규모처리등과 같이 여러 가지 현장상황에 따라 적정한 플랜트 운용의 유연성을 갖추고 있어야 한다. 일반적으로 바이오매스로부터 중소형으로 분산형 발전이나 수소제조를 위해서는 직접 연소법 보다는 가스화 방식을 이용하고 있는데, 연소에 의해 열을 생산하여 전기를 생산하는 방식은 스팀터빈을 이용하는 것이며, 스팀터빈은 소형 운용이 어렵기 때문이다. 본 연구에서는 폐목재로부터 합성가스제조를 위하여 5톤/일 규모 가스화기를 제작하였으며, 타르 및 수트와 같은 미반응 물질을 제거할 수 있는 집진, 세정장치를 설계 및 제작하였다. 또한 합성가스에 함유된 현열로부터 열회수를 위하여 열교환기를 설치하였으며, 정제된 합성가스를 이용하는 가스엔진을 통하여 열병합 발전시스템 연계운전을 수행하였다. 운전 실험을 폐목재 가스화 3톤/일 규모로 수행하였으며, 평균 1,500kcal/$Nm^3$의 발열량을 갖는 합성가스를 생성시킬 수 있었다. 사이클론, 스크러버 및 기수분리 장치를 이용하여 정제된 합성가스는 합성가스 엔진을 통하여 72kW 이상의 전력생산이 가능하였다. 열교환기를 통하여 평균 15,000kcal/h의 배열 회수가 가능하였으며, 바이오매스 가스화 합성가스를 이용한 열병합 발전이 가능함을 입증하였다.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.34 no.2
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• pp.153-160
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• 2023

In this study, biochar was produced from biomass waste, and its methylene blue adsorption capacity was evaluated. The major components of the biomass were cellulose, hemicellulose, and lignin. Ash content was high in waste wood. Carbonization yield decreased as carbonization temperature increased, as did hydrogen and oxygen content, but carbon content increased. Increased carbonization temperature also increased the specific surface area and micropores of biochar. At 600 ℃, biochar had the highest specific surface area (216.15~301.80 m² /g). As a result of methylene blue adsorption on biochar carbonized at 600 ℃, oak, waste wood, and pruned apple tree branches fit the Freundlich model, while pruned peach tree branches fit the Langmuir model. In the adsorption kinetics of methylene blue on biochar, oak and pruned peach tree branches fit a pseudo-first-order model, while waste wood and pruned apple tree branches fit a pseudo-second-order model.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.27 no.2
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• pp.135-144
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• 2016

Due to the high price volatility and environmental concern of petroleum, biofuels such as bioethanol produced from lignocellulosic biomass have attracted much attention. It is also expected that the amount of lignin residue generated from pretreatment of lignocellulosic biomass will increase as the volume of cellulosic bioethanol increases. Lignin is a natural aromatic polymer and has very complex chemical structures with chemical functional groups. Chemical modification of lignin such as oxypropylation and epoxidation has also been applied to the production of value-added bioplastics such as polyurethane and polyester with enhanced thermal and mechanical properties. In addition, lignin can be used for carbon fiber production in automobile industries. This review highlights recent progresses in utilizations and chemical modifications of lignin for the production of bioplastics, resins, and carbon fiber.

• Proceedings of the Korea Society for Energy Engineering kosee Conference
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• 1999.11a
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• pp.237-240
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• 1999

철강, 석유화학공업 등 각종 산업에서 발생되는 부생가스, 현재 문제가 되고 있는 도시 폐기물, 폐플라스틱 뿐만 아니라 바이오매스 등 미활용에너지원이나 석탄을 열분해 또는 가스화 하거나 천연가스를 개질하여 만들어진 합성가스를 이용하여 기존의 간접법이 아닌 직접 합성으로 디메틸에테르(dimethyl ether, BME)를 생산하는 기술은 산업체의 생산원가 절감, 에너지절약 및 환경오염 감소 등 일석삼조의 효과를 기대할 수 있다.(중략)

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2009.06a
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• pp.200-203
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• 2009

현재 발전차액 지원을 받고 있는 신재생에너지 전원은 태양광, 풍력, 수력, 매립가스, 바이오 가스, 연료전지 등 6개 전원이 있다. 신재생에너지 중에서 태양광, 조력, 연료전지, 풍력의 기준가격은 고정가격이며, 폐기물은 변동가격이고, 수력, 매립가스, 바이오가스, 바이오매스는 고정가격과 변동가격 중에서 선택할 수 있도록 되어 있다. 지난 2년간 신재생에너지 발전소 실적 이용률을 기준가격 적용 이용률과 비교해 보면 매립가스(20MW 미만), 바이오가스, 연료전지 이용률은 기준가격 적용 이용률 보다 낮게 나타났으며, 특히 바이오가스는 실적 이용률이 매우낮게 나타났다. 기타 신재생에너지 전원은 실적 이용률이 높게 나타났다. 발전차액(기반기금)은 기준가격에서 계통한계가격을 뺀 금액을 의미하며 고정가격, 변동가격의 요금선택에 따라 발전차액에 미치는 요소들이 달라진다. 고정가격을 선택한 경우는 계통한계가격, 이용률(전력 거래량)이 영향을 미치며 변동가격을 선택한 경우는 이용률만이 발전차액에 영향을 미친다.