• 한국수소및신에너지학회논문집
• /
• 제31권2호
• /
• pp.250-258
• /
• 2020

This study was conducted to analyze the impact of low level bio-alcohols that can be applied without modification of vehicles to improve air quality in Korea. The emissions and fuel economy of low level bio-alcohols mixed gasoline fuels of spark ignition vehicles, which are direct injection and port fuel injection, were studied in this paper. As a result of the evaluation, the particle number (PN) was reduced in all evaluation fuels compared to the sub octane gasoline without oxygen, but the correlation with the PN due to the increase in the oxygen content was not clear. In the CVS-75 mode, emitted CO tended to decrease compared to sub octane gasoline, but no significant correlation was found between NMHC, NOx and fuel economy. In addition, it was found that the aldehyde increased in the oxygenated fuel, and there was no difference in terms of the amount of aldehyde generated among a series of bio-alcohol mixed fuels.

• 공업화학
• /
• 제25권5호
• /
• pp.515-519
• /
• 2014

대두유와 돈지를 이용한 에스테르교환반응실험에서 메탄올과 에탄올의 혼합비율을 조절하여 제조된 바이오디젤의 연료특성을 평가하였다. 메탄올보다는 에탄올에 대한 유지의 용해도가 높았으며 에탄올의 몰비가 증가함에 따라 균질한 바이오디젤 제조가 가능함을 확인하였다. 반응온도 $60^{\circ}C$에서 메탄올과 에탄올의 혼합몰비가 6 : 6일 때 돈지의 경우 가장 우수한 바이오디젤 전환특성을 나타내었다. 또한 대두유의 경우 3 : 3일 때 가장 우수한 바이오디젤 전환특성을 나타내었다. 대두유와 돈지를 원료로 하여 제조된 바이오디젤의 동점도는 $40^{\circ}C$에서 각각 4.17~4.35 cSt, 4.69~4.93 cSt로 측정되었으며, 에탄올의 첨가비가 증가함에 따라 산화안정성과 고위발열량은 증가하였다. 산화안정성은 바이오디젤의 품질기준인 6 h 이상을 만족하였고, 고위발열량은 약 40 MJ/kg으로 나타났다.

• 유기물자원화
• /
• 제16권1호
• /
• pp.79-88
• /
• 2008

지구온난화에 따른 대체연료의 하나로 바이오에탄올의 생산이 증대되면서 곡물가격 상승과 같은 문제를 야기하고 있다. 차세대 바이오에탄올의 원료로서 목질계 바이오매스는 큰 잠재성에도 불구하고 높은 생산단가로 인하여 상업화 되지는 않고 있다. 생산단가의 절감을 위해 필요한 핵심기술은 가수분해율을 높이고 단당의 회수율을 높이는 것으로 전체 바이오에탄올 생산공정에서 열화학적 전처리이다. 본 연구에서는 목질계 바이오에탄올 제조공정에서의 열화학적 전처리에 대하여 소개하고 극복해야 할 문제들에 대하여 제시하고자 한다. 산, 알칼리, 열수, 용매, 암모니아, 산소 등을 첨가하는 전처리는 리그닌과 헤미셀룰로오스를 제거하고 셀룰로오스의 결정성을 감소시킨다. 이러한 전처리 방식들은 침엽수, 활엽수, 곡식의 줄기 등 목질계 원료에 따라 최적의 처리 조건들이 확립되어져야 한다.

• 한국농공학회논문집
• /
• 제57권5호
• /
• pp.81-88
• /
• 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.

• 한국지리정보학회지
• /
• 제15권1호
• /
• pp.184-196
• /
• 2012

바이오매스 연소 활동은 인위적 또는 자연적인 원인에 의하여 발생하며 연소과정에서 다량의 대기오염물질을 배출한다. 이 과정에서 발생한 온실가스와 대기 에어러솔은 대기환경 저해와 기후변화의 원인으로 알려져 있으나 바이오매스 연소 활동에 대한 감시와 대기환경에 미치는 영향을 파악하기가 쉽지 않다. 본 연구는 동북아 지역의 바이오매스 연소 활동의 현황과 대기환경에 미치는 영향을 평가하고자, 지구관측 위성인 Terra/MODIS 관측 자료를 이용하였다. 바이오매스 연소의 발생 원인은 매우 다양하지만, 주 연료가 공급되는 토지피복과 계절별 변화에 의존하므로, 본 연구에서는 지역별 토지피복과의 관련성과 시간에 따른 현황과 변화 패턴을 분석하였다. 그 결과, 가장 넓은 영역을 차지하고 있는 녹지대 또는 상록수림 지역에서의 발생수가 많았으며, 경작지에도 많은 발생횟수를 나타내었다. 그리고 대기 오염물질 중 하나인 대기 에어러솔의 상대적인 양을 나타내는 에어러솔 광학두께자료와 연소 자료와 비교결과는 두 산출물간 뚜렷한 연중 변화와 관련성이 있는 것으로 나타났다. 즉, 바이오매스 연소 활동이 지역 대기환경에 미치는 영향을 증명하였으며, 중국대륙에서 발생빈도가 증가하고 있어 지역 대기환경 및 기후변화에 영향을 줄 것으로 예상된다.

• 한국응용과학기술학회지
• /
• 제34권4호
• /
• pp.818-826
• /
• 2017

신 재생에너지 보급통계에 의하면 바이오매스 발전실적은 2013년 부터 급증하고 있으며 그 중에서 가장 급격하게 증가한 연료는 Wood pellet으로 2013년 696Gwh, 2014년 2,764Gwh, 2015년에는 2,512Gwh를 발전 하였고 국내 Wood pellet 총 소비량은 2015년 기준 148만톤이며 그 중 발전용으로 소비된 Wood pellet은 108만톤으로 약 73%를 차지하고 있다. 본 연구에서 Wood pellet 소요량을 예측한 결과 국내 발전용으로 필요한 Wood pellet 소요량은 2020년 261만톤, 2025년 685만톤, 2030년 1,139만톤이 필요하며, 최적 바이오매스 발전량 산정을 위하여 바이오매스 발전소에서 국내 생산 Wood pellet 사용량을 50% 사용한다는 가정하에 기 허가 신청된 발전소를 가동하기 위해서는 2021년 226만톤의 Wood pellet이 국내에서 생산되어야 한다는 결론이 도출 되었다.

• 신재생에너지
• /
• 제7권3호
• /
• pp.17-28
• /
• 2011

Biogas production and utilization are an emerging alternative energy technology. Biogas is produced from the biological breakdown of organic matter through anaerobic digestion. Biogas can be utilized for various energy sectors such as space heating, electricity generation and vehicle fuel. Especially, to be utilized as vehicle fuel, raw biogas needs to be upgraded that is mainly the removal of carbon dioxide to increase the methane content up to more than 95 ~ 97 vol% in some cases, similar to the composition of fossil-based natural gas. Usage of Biogas as a fuel of vehicles have an effect of reducing $CO_2$ emission compared to fossil fuels. Biomethane which is produced by upgrading of biogas is regarded as a good alternative energy and usage of clean energy is encouraged to deal with air pollution and waste management as well as production of clean energy. Recently, biogas projects for vehicle fuel are newly being launched and Korea government have also announced a plan for investment to develop biogas as a transport fuel. In this study, it is aimed to examine the potential feasibility of biomethane as a transport fuel. As a results, the status of biomethane, quality standard, quality characteristics, and upgrading technology of biogas were investigated to evaluate of biogas as a vehicle fuel of transportation.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
• /
• 한국신재생에너지학회 2007년도 춘계학술대회
• /
• pp.589-593
• /
• 2007

재생 가능한 자원인 동식물성 기름을 원료로 제조되는 수송용 연료 바이오디젤은 낮은 대기오염물질 배출과 $CO_2$ Neutral 특성으로 환경친화적인 연료로 인정을 받으며 전세계적으로 그 생산량이 급격히 증가하고 있다. 대부분의 상용화 공정은 염기촉매를 이용한 전이에스테르화 반응에 근거하고 있으며 높은 생산성을 위해 연속 공정을 채택하고 있다. 원료유 중의 유리지방산(free fatty acid, FFA)은 염기 촉매와 반응하여 지방산염(Soap)과 수분을 생성하며 반응촉매의 투입양을 증가시카고 반응 후에 글리세롤과 지방산 메틸에스테르와의 분리를 어렵게 만든다. 높은 수율과 후속공정의 부하를 줄이기 위해서는 식물성 원료유 중의 FFA는 고체 산촉매 하에서 메탄올과 에스테르화 반응시켜 전환 제거되어야 한다. 본 연구에서는 고체산 촉매인 Amberlyst-15을 충전한 4단 PBR(Packed Bed Reactor, 충전율 60%(v/v))에서 반응시간과 반응온도에 따른 대두원유의 전처리 효율을 조사하였으며 최적 전처리 조건을 도출하였다. 최적 전처리 조건에서 대두원유는 초기 산가 1.6에서 0.4-0.6으로 연속 전처리할 수 있었다. 본 연구에서는 연속 흐름 반응기인 PFR(Plug Flow Reactor)와 4단 CSTR(Continuous Stirred Tank Reactor)에서 균질계 촉매인 KOH 존재하에 대두유와 메탄올과의 전이에스테르화 반응 특성을 조사하였으며 각 연속 반응시스템에서 최적 운전 조건을 도출하였다. PFR 반응기에서 반응온도, 반응시간, 반응물 흐름방향, static mixer(SM) 개수에 따른 반응특성을 조사한 결과, PFR에서의 최적 반응조건은 하향류 흐름 방향과 3개의 SM를 설치한 조건에서 반응시간 5.8분, 반응온도 90$^{\cdot}C$, 메탄올:오일 몰비 9:1, KOH 농도 0.8%로 도출되었다. CSTR 반응기에서는 반응온도와 체류시간에 따른 반응특성을 조사하였으며 최적반응 조건으로 반응온도 80$^{\cdot}C$, 메탄올/오일 몰비 9:1, KOH 농도 0.8%, 체류시간 18.4분, 교반속도 250rpm로 조사되었다.

• 유기물자원화
• /
• 제28권1호
• /
• pp.83-95
• /
• 2020

폐기물을 이용한 공공 자원회수시설, BIO-SRF를 이용한 민간 열원시설 열에너지를 효율적으로 활용함에 있어 투자 대비 회수 기간의 경제성 문제가 대두 되었고, 이로 인하여 기존에 통상적으로 설계 시공 운영 되었던 온도, 압력 조건 범위값을 넘어서 실현 가능한 최적의 온도, 압력 조건의 열원 설비가 필요하게 되었다. 본 연구에서는 국내에서 운영 중인 열원시설을 대상으로 온도와 압력 조건에 따른 모델링을 통하여 에너지 전력 생산량을 분석하였고, 도출된 에너지 전력 생산량을 통하여 온실가스 배출량 감축 특성을 연구하였다. 최종적으로 폐기물 및 바이오매스 연료를 이용한 열에너지 생산시설의 효율적인 에너지 활용을 위해서는 고온의 온도와 고압의 압력 생산시 효율적인 에너지 생산이 이루어지고 경제성 있는 투자와 회수로 이루어지리라 판단된다.

• 공업화학
• /
• 제20권4호
• /
• pp.355-362
• /
• 2009

석유를 기반으로 한 연료는 가까운 미래에 고갈될 것이다. 디메틸에테르(Di-methyl Ether, DME)는 청정에너지이며 천연가스,석탄 및 바이오매스 등으로 생산이 가능하다.DME는 분자구조 내에 탄소-탄소 결합이 없는 함산소 연료로 연소시 그을음과 황산화물을 발생하지 않으며, 물리적 특성이 액화석유가스(Liquified Petroleum Gas, LPG)와 매우 유사하여 LPG 유통인프라를 그대로 활용할 수 있다. DME는 세탄값이 55~60 정도로 높아 디젤 자동차용 연료로도 활용이 가능하다.차세대 청정연료로 혹은 차세대 화학공업 원료물질로 전력생산,디젤 연료, 가정용 연료 및 연료전지 등에 사용이 가능하다.본 총설에서는DME의 특성, 표준화, 국내외의 기술개발현황, 대체연료로서의 활용에 대해 살펴보고자 한다.