• 공업화학
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• 제34권3호
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• pp.291-298
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• 2023

본 연구는 가축분뇨를 가스화 하여 연료 가스를 생산하는 공정의 경제성과 탄소배출 관점에서의 지속가능성을 평가하였다. 본 연구에서 고려한 가스화 공정은 가스화 시설, 연료가스 정제 시설 및 생산 가스를 수요처를 수송하기 위한 파이프 라인의 설치까지 전체 시설을 고려하여 해당 기술의 현실적인 타당성을 평가하였다. 해당 연구는 실험 결과를 반영하는 ASPEN PLUS 시뮬레이션을 토대로 도출되었다. 경제성 및 CO₂ 전 주기 평가 결과, 축분 가스화를 통해 얻어진 연로가스는 발열량은 낮지만, 높은 수소 함량으로 천연가스와 가격적으로 경쟁력이 있다는 결과를 확인하였다. 특히, 탄소 배출 측면에서 높은 수소 함량으로 연료를 연소하였을 때 발열량당 배출되는 이산화탄소의 양이 천연가스에 비해 낮아 탄소 배출량 감축에 기여할 수 있다는 점을 확인하였다. 또한 다양한 시나리오 분석을 통해 외부 요인 및 정책적 요인에 따른 경제성을 확인하였고, 재무 재표 분석을 통해 해당 기술을 실질적인 사업화 가능성을 평가하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제33권3호
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• pp.1191-1202
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• 2013

기존의 토공 자동화 연구들은 주로 GPS와 센서의 응용, 작업환경 모델링, 장비 진로계획, 작업 정보관리, 원격조정 등과 같은 주제에 관심을 두었다. 최근에는 건설자동화 연구분야에서 $CO_2$ 감축이 주요 관심사의 하나로 대두되었다. 토공작업의 경우에는 많은 종류의 건설장비나 로봇들이 관여되므로 건설현장에서 많은 양의 $CO_2$를 배출하는 작업이 되고 있다. 효과적인 토공계획과 건설장비 운영은 생산성 및 안전성을 증가시킬 뿐만 아니라 $CO_2$ 배출량도 줄일 수 있다. 본 연구에서는 3D 토공현장 모델, 2가지 시공법에 의한 3D 토량배분 방법, 토공작업 패키지 구성방법과 같은 그린 토공을 위한 몇 가지 자동화 개념을 제시하고 있다. 엑셀로 작성된 시뮬레이터를 개발을 통하여 주어진 토공작업에 대하여 3D 토량배분 계획을 수립하였고 $CO_2$ 배출량을 추정하였다.

• 에너지공학
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• 제23권4호
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• pp.61-72
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• 2014

전 세계 $2^{\circ}C$ 기후변화 목표에 부합하기 위한, 한국의 저탄소 사회로의 전환 경로를 분석하였다. 경제 성장률의 감소, 산업구조 변화, 에너지수요관리 강화, 발전부문 탈탄소화, 저탄소 연료로의 대체를 통해 2050년까지 연료연소 부문 온실가스 배출량을 2011년 대비 67%, 기준 전망 대비 74% 감축할 수 있는 것으로 분석되었다. 2011~2050년 기간 기준 전망과 저탄소 사회 시나리오 간 연료연소 부문 온실가스 누적 감축량에서 경제 성장률의 감소, 산업구조 변화, 에너지수요관리 강화, 발전부문 탈탄소화, 저탄소 연료로의 대체 등이 차지하는 비중은 각각 13%, 9%, 72%, 5%, 1%이었다. 2050년까지 최종에너지 소비는 2011년 대비 50%, 기준 전망 대비 59% 감축이 필요하다. 발전량 중에서 원자력, 석탄, 신재생이 차지하는 비중은 2011년 각각 31%, 40%, 2%에서 2050년에 38%, 2%, 32%, CCS 23%로 바뀐다. 발전 부문에서 CCS와 재생에너지의 비중이 증가하면서, 2050년 전력 배출원단위는 2011년 대비 81%, 기준 전망 대비 76% 감소하였다. 2050년에 1차 에너지는 2011년 대비 36% 감소, 기준 전망 대비 56% 감소하였다. 1990~2011년 동안 한국의 최종에너지 소비와 1차에너지, 연료연소 부문 온실가스 배출량은 각각 176%, 197%, 146% 증가하였다. 2050년 저탄소 사회로 전환하기 위해서는 과거의 패턴에서 급격한 변화가 요구되며, 이를 달성하기 위한 경제와 산업구조의 변화, 에너지 수요 관리 및 저탄소 에너지 공급 기술 등 혁신적인 에너지 기술 개발과 보급, 전기와 재생에너지 중심의 에너지 소비 구조로의 전환 등이 요구된다.

• 한국토양비료학회지
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• 제44권6호
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• pp.1279-1285
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• 2011

본 연구를 통하여 우리나라 대표적인 농작물 47개의 탄소배출량을 산정하였다. 또한 농작물 생산 시 주요 요소로 투입되는 무기화학비료의 기여도 분석을 통하여 무기화학비료가 차지하는 탄소배출량을 정확하게 파악하였다. 농작물 중 시설감귤의 탄소배출량이 $5.78E+00kg\;CO_2\;eq.\;kg^{-1}$으로 47개 작물 중 가장 높았으며 시설포도 $4.61E+00kg\;CO_2\;eq.\;kg^{-1}$, 착색단고추 $4.34E+00kg\;CO_2\;eq.\;kg^{-1}$, 인삼 $4.23E+00kg\;CO_2\;eq.\;kg^{-1}$, 시설고추 $4.04E+00kg\;CO_2\;eq.\;kg^{-1}$ 순으로 나타났다. 다음으로 농작물 1 kg 생산 시 발생하는 탄소배출량 중 무기화학비료의 기여도는 생산단계, 사용단계를 모두 포함하여 평균 25.19%를 차지하는 것으로 분석되었다. 정부의 정책, 정부 및 기업의 연구 개발을 통한 고품질 저탄소 비료 생산 보급과 같은 노력이 함께 이루어진다면 농업분야의 온실가스 감축에 큰 역할을 할 것으로 기대된다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제50권3호
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• pp.471-478
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• 2012

이산화탄소 포집 및 저장(CCS) 기반시설은 온실가스 배출량의 획기적인 감축과 관련하여 중요한 역할을 하고 있다. CCS 기반시설에 있어서의 구체적인 과제는 넓은 지역에 다양하게 분포되어 있는 대규모 방출원으로부터 $CO_2$를 포집한 뒤 수송하여 적절한 저장사이트에 주입하는 일련의 과정을 상업적 규모로 실증하는 것이다. CCS 기반시설의 상업적 도입을 위해 기술 경제적 타당성을 분석하는 많은 연구들이 수행되어 왔다. 하지만, 하나의 일관된 분석을 하기 위해 $CO_2$ 배출량, $CO_2$ 감축 비용, 탄소세 등과 같은 다양한 데이터의 불확실성들이 존재한다. CCS 기반시설을 설계 및 운영하는데 있어 이러한 데이터의 불확실성들을 고려한 연구들은 거의 진행되어 오지 않았다. 본 논문에서는 CCS 기반시설을 설계 및 운영하는 데 있어 불확실한 데이터인 CCS 운영비용과 탄소세를 고려한 2 단계 확률론적 계획 모델을 개발 하였다. 제시된 모델은 데이터의 불확실한 환경에도 불구하고 $CO_2$ 감축목표를 만족시키기 위해 $CO_2$ 포집, 저장, 수송 등 CCS 기반시설의 최적 설계 및 운영 전략을 결정할 수 있게 하고, 요구되는 연간 $CO_2$ 총 비용을 예측 가능하게 한다. 또한, 본 연구에서 제안한 모델의 타당성을 평가하기 위해 우리나라의 실제 사례에 적용해 보았다. 이 사례 연구를 통해 얻은 결과는 다양한 불확실한 요소들이 존재하는 환경하에 CCS 기반시설을 설계 및 운영하는 데 있어 최적의 결정을 제시할 것이다.

• 대한토목학회논문집
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• 제34권5호
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• pp.1589-1597
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• 2014

지난 수십 년간의 경제성장은 환경보다는 생산성과 효율성을 중시하며 진행되었다. 그 결과, 현재 전 세계는 인류의 생존을 위협하는 지구온난화라는 심각한 환경위기에 직면하게 되었다. 이에 따라 온실가스 감축과 지속가능한 발전을 위한 국제적 노력으로 '기후변화에 관한 UN협약(UNFCCC)'과 '교토의정서(Kyoto Protocol)'가 공식 발효되었다. 그러나 건설 산업의 노력은 에너지 저감 기술의 개발과 적용에 치중되어있다. 따라서 본 연구는 건설 산업의 온실 가스배출량을 모니터링 하기 위한 시스템을 개발하였다. 본 연구에서 제안한 모니터링 시스템은 온실가스 배출전망치와 실제배출치의 산정을 통해 단계별로 모니터링하고 이를 비교 평가한다. 이를 위해, 건설 프로젝트의 일반적인 생애주기에 따르는 온실가스 배출요인을 분석하였으며, 이를 설계도서 등 기초 데이터자료의 수집용이성, 배출계수의 구축여부를 기준으로 본 연구의 온실가스 모니터링 분석범위를 결정하였다. 또한, 사업단계별 배출량 산정방법의 구축을 통해 모니터링 시스템을 구축하였다. 본 연구의 모니터링 시스템은 설계시점에서 배출전망치 산정을 통한 친환경적인 의사결정과 실제 시공 및 운영시점에서 실제 배출치 산정을 통한 녹색건설현장 구현, 그리고 배출전망치와 실제 배출치 간의 비교 평가를 통한 녹색건설 성과평가 지원도구로 활용이 기대된다.

• 한국기후변화학회지
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• 제3권3호
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• pp.211-224
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• 2012

폐기물 에너지화가 온실가스 감축 수단으로 등장함에 따라 에너지를 많이 소비하는 국내 사업장 중 화석연료와 함께 RDF(Refuse Derived Fuel), RPF(Refuse Plastic Fuel), WCF(Wood Chip Fuel)와 같은 대체연료를 사용하는 곳이 증가하고 있다. 본 연구는 국내 사업장에서 실제 사용하고 있는 고형대체연료 WCF의 연료 분석을 실시하여 $CO_2$배출계수를 개발하였다. 연료 분석 결과, 수분은 23%, 인수식 순발열량은 2,845 kcal/kg, 인수식 탄소함량은 34%였다. 이를 통해 산정한 $CO_2$ 배출계수는 약 $105ton\;CO_2/TJ$로 나타났으며, 이는 2006 IPCC 가이드라인에서 제시하고 있는 기본 배출계수 $112ton\;CO_2/TJ$보다 약 5.9% 낮게 산정되었다. A 사업장의 온실가스 총배출량은 $178,767ton\;CO_2 eq./yr$이고, 순배출량은 $40,359ton\;CO_2 eq./yr$으로 나타났다. 따라서 바이오매스 기반 대체연료 WCF의 사용으로 인한 $CO_2$ 저감 효과는 연간 $138,408CO_2ton$으로 볼 수 있으며, 이는 연간 총배출량의 약 77%에 해당된다.

• 사료
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• 통권62호
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• pp.54-57
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• 2013

차랑 등의 수송연료인 휘발유나 경유에 일정비율을 식물에서 뽑아낸 신재생연료 즉 바이오 연료를 혼합하여 공급하도록 의무화하여 온실가스 배출을 줄이기 위한 신재생연료 혼합의무제도(RFS) 국내 시행방안과 관련한 공청회가 지난 2월 15일 서울교육문화회관에서 지식경제부 주최와 한국석유관리원 주관으로 개최됐다. 정부는 2020년까지 경유나 휘발유에 바이오 디젤 에탄올을 4~5% 섞게 하여 동 기간까지 온실가스 감축목표량 중 8~10%까지 달성한다는 계획을 세워놓고 있다. 하지만 녹색연대 등 민간단체들은 온실가스 감축 효과는 매우 불확실하며 특히 어떤 원료를 쓰느냐에 따라 오히려 기후변화를 악화시킬 수 있다는 주장과 산림훼손, 세계 곡물가 상승, 국내 유가 상승 등 많은 문제점들이 있음을 우려해 강하게 반대를 표명하고 있는 입장이다. 우리 협회에서도 곡물을 이용한 에탄올의 혼합의무가 시행되는 경우 옥수수 등 사료원료가격의 상승으로 가뜩이나 어려운 축산업의 경영상황을 더욱 약화시키게 될 것이 예견되는 바, 동 혼합의무제도의 시행을 적극 반대하는 대 국회 및 정부활동을 전개한 바 있다. 그 결과 지난 4월 17일 국회 지식경제위원회 법률심사소위원회에서는 신재생연료 혼합의무제도의 시행 시기를 2년간 유보하고 혼합의무연료에서 에탄올을 제외시키는 방안을 논의한 바 있어 향후 입법과정에 관심이 모아지고 있다. 이에 따라 본지는 이번 RFS의 국내 시행과 관련하여 어떠한 문제점들이 있는지 관련 업계 종사자의 글을 통해 알아본다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제39권2호
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• pp.169-181
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• 2023

최근 지구온난화의 주원인인 이산화탄소(carbon dioxide, CO₂)의 배출량을 줄이기 위하여 한국은 탄소 배출량 감축목표와 탄소 중립을 선언하였으며, 이에 따른 지역별 배출량과 대기 중 CO₂ 농도의 정확한 평가가 중요해지고 있다. 본 연구에서는 Orbiting Carbon Observatory-2 위성자료와 CO₂ 배출량 자료를 활용하여 위성기반 대기 중 CO₂ 농도와 배출량의 시공간적 차이를 확인하고, 이러한 차이를 식생 성장에 따른 광합성 반응지수인 태양유도 엽록소 형광(solar-induced fluorescence, SIF)을 이용하여 설명하고자 하였다. 2014년부터 2018년까지 한국 지역에서 환경부 온실가스종합정보센터(Greenhouse Gas Inventory and Research Center, GIR) 및 Emissions Database for Global Atmospheric Research (EDGAR) 배출량은 지속적으로 증가하였지만, 위성에서 관측된 CO₂ 농도는 2018년에 전년 대비 감소하는 것으로 나타났다. 지역적으로 살펴보면 경기도, 충청북도는 2018년에 GIR, EDGAR 배출량이 증가하였지만 CO₂ 농도는 감소하였다. 또한, 배출량과 위성관측 CO₂ 농도의 상관성분석에서 서울과 강원도 지역에서 각각 0.22 (GIR), 0.16 (EDGAR)으로 낮은 상관성을 보였다. 대기 중 CO₂ 농도는 SIF와 지역별로 상이한 상관관계를 보였는데, 5~9월의 CO₂-SIF 상관성분석에서 서울과 경기지역은 -0.26의 음의 상관계수를, 충청북도와 강원도는 0.46의 양의 상관계수를 보이며 CO₂ 흡수와 대기 중 농도의 관계성이 지역별로 차이가 있음을 밝혔다. 따라서 대기 중 CO₂ 농도와 배출량 사이의 관계성을 분석함에 있어 CO₂ 흡수 과정에 대한 고려가 필요하다는 것을 시사한다.

• 한국항행학회논문지
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• 제27권5호
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• pp.649-657
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• 2023

ICAO는 2016년 39차 총회에서 국제항공 탄소 상쇄 감축제도(CORSIA; carbon offsetting and reduction scheme for international aviation)를 채택하였고, 2023년 1월 1일 기준 우리나라를 포함한 115개국이 CORSIA에 참여하겠다는 의사를 표명했다. 항공 산업에서 발생하는 탄소는 항공기 엔진에서 배출되는 온실가스가 주요인이므로 탄소 배출 감소를 위해서는 연료소모량을 절감해야 한다. 방안별 효과를 예측하고 시행에 대한 의사결정을 위해서는 시뮬레이션 수행 등 사전 연구가 필수적이다. 정확한 결과를 도출하려면 양질의 데이터가 필요한데 그 중 실제 연료소모량 자료는 항공사의 내부 자료로 공개가 되지 않아 확보가 어려운 실정이다. 따라서 본 논문에서는 실제 연료소모량 자료를 기반으로 연료소모량을 추정하는 모형을 구축한 후, 모형의 고도화를 수행하여 정확도를 향상시키고자 한다.