• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.439-442
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• 2009

화석연료의 고갈과 지구온난화 문제를 해결하기 위한 신재생에너지 개발에 많은 노력을 기울이고 있다. 이러한 신재생에너지 기술 중의 하나로 바이오매스를 이용한 기술을 들 수 있는데, 바이오매스 중 초본계 농업부산물인 왕겨, 볏짚은 2007년 기준으로2,456 천TOE/년의 가치를 가지며, 청정에너지원으로서의 가능성이 높은 것으로 알려져 있으나, 현재 농업부산 폐자원은 퇴비, 가축사료 등의 단순 활용이 대부분을 차지하고 있어, 열분해 가스화를 통한 고효율 에너지 이용 시스템 개발로 기존 단순 활용에 그치던 농업부산 폐자원의 고부가가치 이용이 절실히 필요한 실정이다. 본 연구에서는 초본계 농업부산물인 왕겨를 이용한 열분해 가스화 시스템에 대한 운전 특성 분석 및 해석을 통하여 초본계 농업부산물을 이용한 에너지 자원화 및 고효율 에너지 이용을 위한 방안을 모색하였다.

• 미생물과산업
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• 제14권3호
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• pp.33-36
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• 1988

대체에너지를 개발하고자 할때 반드시 고려햐야 할 사항으로는 새롭게 개발된 대체에너지가 산업의 석유의존도를 낮출 수 았어야 하고, 환경을 오염시키지 않으며, 공급이 안정되고 필요에 따라서는 언제라도 재생이 가능해야 한다. 이러한 제 조건을 충족시킬 수 있는 대체에너지로서 가장 유망한 것이 무한한 태양에너지를 생물학적 전환방법을 통해 연료화할 수 있는 바이오에너지이다. 바이오에너지란 광합성을 통해 형성된 바이오매스를 생물학적인 시스템을 이용하여 여러가지의 에너지형태로 전환시킨 것이다. 바이오매스의 생물학적 전환과정에서 가장 중요한 역할을 담당하는 것이 생태계에 널리 분포하고 있는 미생물이며 이들 미생물의 독특한 물질대사와 환경조건에 따라 다양한 형태의 바이오에너지가 얻어지는 것이다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2005년도 제17회 워크샵 및 추계학술대회
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• pp.267-275
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• 2005

차세대 재생산성 에너지로 각광을 받고 있는 바이오디젤은 현재 주로 알칼리촉매를 이용하는 화학공정으로 생산하고 있으나 고에너지 요구성이며 대규모 생산시 폐수발생 등 환경오염 유발요인이 있기 때문에 친환경 생물공정의 필요성이 대두되고 있다. 생물촉매 리파제(lipase)를 이용하는 친환경 생물공정은 화학공정에 비해 다양한 장점을 제공하고 있으나 고가의 효소생산 비용문제로 실용화에 어려움이 있다. 따라서 본 연구에서는 저비용의 생물학적 바이오디젤 생산 시스템 구축을 위해 고활성의 효소 개발, 경제적 재조합 대량생산, 반복 재사용을 위한 효소고정화 등을 통해 고효율의 생산반응계를 개발하였다. 우선 바이오디젤 생산공정에 적합한 리파제로서 CalB(Lipase B of Candida antarctica)를 선택하고 분자 진화기술을 이용하여 효소활성을 17배 향상시킨 CalB14를 개발하였다. CalB14를 효모 발현시스템을 이용하여 경제적 대량생산하기 위해 단백질분비를 획기적으로 개선할 수 있는 맞춤형 분비융합합인자기술(TFP technology)을 이용하여 재조합 CalB를 2 grams/liter 수준으로 분비생산하였다. 생산된 효소를 반복 재사용이 가능하도록 다양한 레진에 고정화하였고 최적의 바이오디젤 전환반응용 고정화효소를 개발하였다. 고정화효소를 효율적으로 재사용하기 위해 바이오디젤 생산용 고정상반응기(packed-bed reactor)를 제작하였으며 기질을 12시간내에 95% 이상 바이오디젤로 수십회 이상 반복전환할 수 있는 경제적인 생물학적 바이오디젤 전환 시스템을 구축하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.248.2-248.2
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• 2010

바이오매스는 에너지 위기 및 $CO_2$에 의한 지구온난화 및 화석자원의 고갈이 진행되면서, 화석연료와 달리 재생이 가능하고 지속 가능한 자원으로 각광을 받고 있다. 바이오매스를 이용하는 신재생에너지 기술로는 직접연소, 열화학적 변환, 생화학적 변환 기술 등이 있다. 열화학적 변환 기술에는 바이오매스를 열분해 가스화하여 발생된 합성가스를 이용하는 기술이 포함된다. 농업부산물은 청정에너지원으로서의 가능성이 높은 것으로 알려져 있으나, 현재는 퇴비, 가축사료 등의 단순 활용이 대부분을 차지하고 있다. 농업부산물을 이용하여 고부가가치를 창출하기 위한 하나의 방안으로 열분해 가스화를 통해 고효율 에너지원으로의 사용을 고려해 볼 수 있다. 본 연구에서는 초본계 농업부산물인 왕겨를 이용한 열분해 가스화기에서 발생한 합성가스를 정제시스템을 통하여 정제한 후, 가스엔진으로 정량적으로 공급하기위한 합성가스 공급시스템의 운전 특성을 고찰하였다. 그 결과 왕겨를 이용한 가스화기에서 합성가스는 안정적으로 발생하였으며, 정제시스템에서는 90%이상의 효율을 얻었다. 또한 20 kW급 가스엔진에서 필요로 하는 합성가스 공급유량 테스트는 약 $80Nm^3/h$, 200 mmAq 조건에서 가스 누입, 누출 없이 안정적으로 공급되었다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2011년도 추계학술대회 초록집
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• pp.171.2-171.2
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• 2011

지속가능한 발전과 저탄소 녹색성장의 개념이 대두되면서 우리나라를 비롯한 주요 선진국은 자국의 화석연료 의존도를 낮추고 대체에너지로 환경친화적이며, 청정에너지로 각광받는 신 재생에너지의 활용에 경제적, 정책적 지원을 아끼지 않고 있는 실정이다. 실제로 유럽에서는 바이오매스의 일종인 우드칩을 활용한 가정용 보일러가 보급되고 있으며, 동남아시아에서는 열대식물을 이용한 저온열분해를 활용하여 바이오디젤을 생산하고 있다. 우리나라의 경우 대부분의 바이오매스는 발생되는 임야에서 재이용되거나 경제성이 있을 경우에 운송되어 재활용되고 있으며, 임부목과 같은 일부 바이오매스는 수익성이 없어 발생현지에 방치되는 경우도 있다. 본 연구에서 주목한 왕겨의 경우 미곡종합처리장에서 대량으로 발생되지만 그 활용도에 있어서 축적된 바이오에너지에 비해 에너지회수율이 저조하다고 할 수 있다. 왕겨는 임야에서 발생되는 폐목재나 다른 바이오매스에 비해 함유되어 있는 수분이 적고(12%), 휘발분의 함량이 많으며(58%), 고정탄소(17%), 회분(13%)로 열분해/가스화에 적용가능하다. 본 실험에서 생산된 합성가스의 활용방법으로는 보일러를 이용한 스팀 및 전력생산, 가스엔진을 이용한 전력생산, 폐열회수 등이 있으며 생산된 합성가스를 활용하기 위해서는 오염물질의 정제특성에 대한 연구가 선행되어야 한다. 따라서 본 연구에서는 합성가스 내에 존재하는 분진, 타르, HCl, HCN, $NH_3$의 제거효율을 조사하였다.

• 대한환경공학회지
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• 제32권2호
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• pp.131-140
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• 2010

도심 내에서 발생하는 음식물쓰레기와 일반 가연성쓰레기인 생활폐기물을 수거 및 집하한 후에 바이오매스로 활용하고 이를 이용하여 생성된 에너지는 주거 및 상업단지 등에 공급하는 폐기물 제로 청정도시를 구상하였다. 바이오매스 순환거점으로는 바이오에너지화 시스템을 연계한 생활폐기물 자동집하시설을 설정하였다. 바이오에너지화 시스템은 바이오가스화, 연료화, 에너지순환공정으로 구성하였다. 음식물쓰레기는 처리하면서 바이오가스화하고, 일반 가연성 쓰레기는 열분해/건조하여 연료화하며, 발생되는 바이오가스와 연료는 에너지 순환공정에서 발전기, 보일러의 연료로 사용되게 하였다. 또한, 가상의 사업 대상지구에서 음식물쓰레기 35 톤/일, 일반 가연성 쓰레기 20 톤/일로 생활폐기물 총 55 톤/일에 대한 처리 및 처분에 있어서 기존도시와 폐기물 제로 청정도시에서의 탄소저감 및 건설비를 비교하였다. 그 결과, 폐기물제로청정도시에서는 기존 도시 대비 연간 탄소배출량이 약 2.7배 저감 가능하고, 폐기물 관련 환경기초시설의 건설비도 기존도시에 비교하여 약 15%절감이 예측되었다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2007년도 춘계학술대회
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• pp.763-766
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• 2007

국내에서 발생되는 고형폐기물 중 자원으로 재활용 가능한 유기성폐기물은 하수슬러지, 음식물류폐기물, 축산분뇨 등을 대표 할 수 있다. 이들 유기성폐기물은 환경적인 측면에서 볼 때 다른 유기성 폐수 및 폐기물에 비하여 오염부하량이 상대적으로 높지만, 이를 생물자원 (Biomass)으로 인식하고 이용 할 경우 지구온난화와 같은 환경문제 뿐만아니라 향후 자원고갈문제를 동시에 해결할 수 있는 대체에너지 자원이다. 유기성폐기물을 대체에너지 자원으로 효율적으로 이용하기 위해서는 우선적으로 국제적 환경규제와 에너지 정책에 능동적으로 대응할 수 있는 자원순환형 폐기물관리 시스템 구축이 필요하며, 이를 위한 체계적인 정책적 지원책과 기술 개발이 뒷받침 되어야 할 것이다. 자원 재활용과 에너지회수 기술에 있어 혐기성소화(anaerobic digestion)는 유기성폐기물의 효과적인 감량화, 재이용화, 안정화를 만족시키는 동시에 유용 에너지원인 메탄가스를 회수할 수 있는 바이오가스 전환기술로 최근에 주목을 받는 biotechnology 중의 하나로 자리매김 하고 있다. 특히, 소비자원의 대부분이 해외에 의존하는 국내현실과 최근 고유가에 따른 국가 에너지 정책을 제고해야하는 현 시점에서 유기성폐기물을 이용한 바이오가스화 기술을 널리 보급하기 위해서는 요소기술 개발과 정부의 적극적인 정책적 지원 방안이 마련되어야 할 것이다.

• 에너지공학
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• 제22권3호
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• pp.250-261
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• 2013

현대 사회에서 우리는 주로 화석 연료 인프라 위에 구축된 화석 연료 경제 시대에 살고 있다. 그 결과 발생하는 에너지 도전문제(예: 화석 연료의 자원 고갈 문제, 환경 오염 문제, 에너지 안보 문제)로 지속가능 발전은 한계에 부딪히고 있는 실정이다. 이들 도전문제를 극복하기 위해 기존 석유-기반 리파이너리, 즉 석유 정제(ORF) 역할을 대체할 바이오에너지(예: 바이오연료, 전기, 열) 및 바이오케미컬 (예: C5 계열, C6 계열) 동시-생산 시스템으로 바이오매스를 사용한 바이오리파이너리(BRF) 개념이 새롭게 출현하였다. 이는 석유 경제에서 바이오경제로 패러다임 천이(shift)가 진행되고 있음을 가리키는 지표(indicator)가 된다. 이러한 바이오매스-기반 경제는 현재 구축되어 있는 ORF 인프라를 거의 변경 없이 그대로 활용할 수 있는 높은 호환성, 적은 폐기물 발생량, 이산화탄소 중성적 친환경성, 지역 농업/임업 경제 활성화 등과 같은 매력적인 강점들을 갖고 있다. 무엇보다도 석유 자원 빈곤국이 고 석유 수입국이며 ORF 인프라를 이미 구축한 우리나라에서는 에너지 안보 및 지속가능 발전 측면에서 고가치 BRF 시스템의 연구 개발 및 기술 사업화에 국가적 차원에서 아낌없이 투자와 지원을 제공해야 할 필요성이 높아지고 있다. 이 연구에서는 바이오에너지/바이오케미컬 동시-생산용 시스템으로 활용될 BRF 기술의 국내외 동향을 소개하고자 한다.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제21권1호
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• pp.6-11
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• 2011

본 논문에서는 고유특징 정규화 및 추출 기법(ERE: Eigenfeature Regularization and Extraction)을 이용한 걸음걸이 바이오 정보 기반 사용자 인식 시스템을 제안한다. 먼저 카메라 센서에서 취득한 걸음걸이 시퀀스로부터 사용자 인식을 위한 특징 정보로 걸음걸이 에너지 영상(GEI: Gait Energy Image)을 생성한다. 학습 단계에서는 갤러리 걸음걸이 에너지 영상에 ERE를 적용하여 정규화된 변환행렬을 획득하여 고유공간(eigenspace)에 사상된 특징정보를 구하고, 검증 단계에서는 걸음걸이 에너지 영상을 학습단계에서 생성한 고유공간에 사상하여 최근접 이웃 분류기를 이용하여 사용자를 인식한다. 제안한 시스템의 유효성 검증을 위해 CASIA 걸음걸이 데이터셋 A를 이용하여 실험하였고, 기존 연구에 비해 인식 정확도 면에서 우수한 성능을 보여주었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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• pp.292-292
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• 2022

가뭄은 사회기반시설, 인적 자본 등과 같은 자산에 직접적인 영향을 미치지 않으나 물을 중요한 투입재로 사용하는 농업부문에 피해가 집중된다. 가뭄 재해는 준비와 대응에 따라 피해에 큰 차이가 크기 때문에 다른 재해와는 달리 강도뿐만 아니라 지속기간을 고려해야 한다. 효과적인 가뭄 위험 관리를 위해서는 가뭄의 특징과 가뭄 준비 및 대응 수단에 따른 환경 및 경제적 영향을 평가할 수 있는 모형 구축과 다양한 농업자원을 동시적으로 연계 평가하여 지속가능성을 판단할 수 있는 기술 개발이 필요하다. 이에 본 연구에서는 기후변화 등의 외부요인을 반영한 물-에너지-식량 (Water-Energy-Food, WEF) 넥서스 기반 농업 가뭄 평가 플랫폼 설계를 제안하고자 한다. 이를 위해 물-에너지-식량 넥서스 연계 해석 고도화 기술을 개발하고, 생물-물리학적 모델 및 경제학적 모델 연계형 기후-토양-물-에너지-식량 넥서스 (CS-WEF NEXUS) 플랫폼을 구축하여, 최종적으로 기후변화 및 농업부문 가뭄 준비 및 대응 수단의 영향 평가를 바탕으로 한 의사결정 지원 도구를 제시하는 것이 최종 목표이다. 본 연구에서 구축된 플랫폼은 넥서스 연계 해석을 통해 농업 가뭄 대응을 위한 식량 및 에너지 안보 정책에도 미칠 수 있는 영향을 분석할 수 있으며, 다양한 식량-물-에너지 정책들이 타 요소들에 미치는 영향을 쉽게 평가할 수 있다는 점에서 정책적 의사결정 지원 시스템으로서 활용도가 높을 것으로 예상한다.