• 한국조경학회지
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• 제44권2호
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• pp.1-10
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• 2016

본 연구의 목적은 용인시에 대한 생태발자국 지수 산정 및 변화분석을 통해 용인시의 환경용량 추이를 분석하고, 이를 바탕으로 용인시의 도시개발 및 계획의 방향을 제언하는 것이다. 이를 위하여 용인시를 대상으로 1993년, 2003년, 2013년에 걸친 생태발자국 지수 분석을 실시하였으며, 지수분석 결과를 바탕으로 용인시의 토지이용 변화와 개발패턴의 문제점에 대하여 분석하였다. 또한 GIS(Geographic Information System)를 기반으로 한 토지피복도와 생태발자국 지수의 비교를 통해 용인시 토지이용의 변화를 환경적 측면에서 분석하였다. 본 연구 결과는 다음의 세 가지로 요약될 수 있다. 첫째, 용인시의 총 생태발자국 지수는 1993년 3.20(gha), 2003년 6.50(gha), 2013년 11.15(gha)로 산정되었으며, 이는 용인시의 생태발자국이 세계적으로 요구되는 1인당 생태발자국 1.8(gha)는 물론, 한국 전체의 1인당 평균 생태발자국인 3.56(gha)을 훨씬 상회하는 수준으로, 지역 환경용량에 비해 과도한 자원소비가 이루어지고 있다는 것을 보여주고 있다. 둘째, 1993년부터 20여 년간 용인시의 생태발자국을 부문별로 분석한 결과, 산림부문의 생태발자국이 가장 크게 증가하였으며, 다음으로 에너지 부문, 음식 부문, 건조환경부문으로 순으로 나타났다. 특히, 산림 생태발자국의 경우 1993년에는 가장 낮은 0.002(gha)였으나, 2013년에는 7.32(gha)로 급증했으며, 에너지의 경우도 0.87(gha)에서 2.38(gha)로 비교적 높은 증가율을 보였다. 이는 급격한 도시개발로 인한 목재수요와 목재생산력의 지나친 불균형 및 주거와 상업용지 개발에 따른 에너지 수요의 급격한 증가에 기인하는 것으로 분석된다. 셋째, 지난 10여 년간 생태발자국과 산림 및 건조환경 토지피복의 변화를 관찰한 결과, 산림부문의 생태발자국이 가장 크게 확대되었으며, 실제 훼손된 산림면적 또한 증가된 건조환경 면적에 집중되어 있음을 알 수 있었다. 에너지 부문의 생태발자국 또한 급격한 증가를 보여주고 있는데, 이는 토지피복도 분석에서 알 수 있듯 건조환경부문, 특히 상업시설과 도로 및 철도용지의 급증에 크게 기인하는 것으로 분석되었다. 이는 향후 용인시가 개발 시 산림의 훼손을 최소화하고, 녹지면적을 확대해야 할 필요성을 제기하고 있으며, LPG 등 화석연료의 소비를 줄이는 대신 신재생에너지의 확대를 적극적으로 추진해야 한다는 근거를 제공할 수 있다.

• 공업화학
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• 제29권5호
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• pp.630-634
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• 2018

본 연구는 폐플라스틱 열분해유(WPPO) 유분의 품질향상의 일환으로 유분 중에 함유된 파라핀 성분의 회수를 회분 병류 4회 평형추출에 의해 검토했다. 원료로서는 WPPO를 단증류하여 회수한 유출온도 $120-350^{\circ}C$의 유분을, 용매로서는 소량의 물이 첨가된 디메틸포름아마이드(DMF) 용액을 각각 사용했다. 평형추출 횟수(n)와 파라핀 성분의 탄소수가 증가할수록 추잔유 중에 함유된 파라핀 성분의 농도는 증가했다. n = 4에서 회수된 추잔유 중의 $C_{12}$, $C_{14}$, $C_{16}$, $C_{18}$ 파라핀 성분의 농도는 원료의 농도에 비해 약 1.2, 1.5, 1.6, 1.8배 각각 높았다. 파라핀 성분의 회수율(추잔유 중의 잔류율)은 n가 증가할수록 급격히 감소하고 탄소수가 큰 성분일수록 급격히 증가했다. 또한, 원료 중에 함유된 전체 파라핀 성분($C_7-C_{24}$)에 대한 n = 1 - 4에서의 회수율을 예측 가능했다. 본 연구 결과를 통해 회수한 추잔유는 신재생에너지로 사용이 가능할 것이라 기대된다.

• 해양환경안전학회지
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• 제27권6호
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• pp.846-855
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• 2021

최근 친환경, 신재생 에너지 수요에 따라서 해상풍력발전 분야는 빠른 성장세와 설비의 대형화에 따른 전용설치선박의 관련 기술개발이 요구되고 있다. 해상풍력설치선박(WTIV: Wind Turbine Installation Vessel)은 설치 작업 시 선체를 파도의 영향을 받지 않는 높이로 이동시키고 모든 환경하중은 레그가 담당한다. 특히 파랑하중은 불규칙파로 구성되어 있기 때문에, 정확한 동적응답특성을 파악하는 것은 아주 중요한 문제이다. 이러한 동적응답해석은 간이법의 하나인 단자유도법을 널리 활용하고 있으나, 불규칙 파를 고려하지 못하는 제약조건이 있다. 따라서 현재 설계 시 불규칙 파에 대한 시간영역 계산이 가능한 다자유도 계산법을 사용하고 있다. 그러나 다자유도 계산법에서 시간영역 해석은 정도 높은 계산 결과를 제공하지만, 데이터의 수렴도가 민감하고 복잡성에 있어 설계 시 어려움이 있다. 따라서 본 논문은 다양한 변수를 기준으로 한 시간영역 해석을 통하여 불규칙 파의 동적응답 특성을 표현 할 수 있는 동적증폭계수 추정식을 개발하였다. 기존 다자유도 모델 대비 계산시간 단축 및 정확도 확보를 확인하였다. 개발된 동적증폭계수 추정식은 WTIV 및 유사 구조물 설계에 활용이 가능할 것으로 판단된다.

• 해양환경안전학회지
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• 제27권2호
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• pp.394-401
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• 2021

신재생에너지 신규설비 보급이 매년 꾸준히 증가하고 있으며, 그중 개발 확장성이 풍부하고 생산유발계수가 큰 해상풍력 시장이 급성장하고 있다. 특히 서남해 권역은 최고 수준의 해상풍력 잠재량을 보유하고 있으며, 관련 프로젝트들이 추진 중이다. 본 연구는 점토층 지반에 효과적인 해상풍력 하부구조물의 개발에 있어 EUROCODE에 의한 구조물의 설계 절차를 제시하고 구조 안전성을 고찰하여 관련 기술 분야에 이바지함을 목표로 한다. 선행연구에서는 풍력발전기 용량이 5MW급을 주요 대상으로 하였으나, 서남해 해상풍력발전기 시장의 기술 추세에 부합하는 발전 용량 8MW급을 연구 모델로 선정하였다. 이에 본 연구에서는 서남해 지질 조건에 부합하는 하부구조물을 개발하고, 구조 안전성을 유한요소법을 활용하여 검증하였다. 초기 설계안에서 일부 구간을 보강하여 구조 안전성을 확보하였다. 본 연구 결과를 기반으로 하여, 향후 다양한 형태의 하부구조물에 대한 구조 안전성 평가가 가능하며, 전문화된 구조 설계 및 평가 기준을 확립하였다.

• 해양환경안전학회지
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• 제28권2호
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• pp.307-313
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• 2022

지구 온난화와 기후변화에 대응하기 위해 국제적으로 재생 에너지의 개발이 확대됨에 따라 풍력발전의 비중도 점차 늘어가고 있다. 태양광발전에 비해 24시간 생산이 가능하지만 대형 풍력발전기를 대규모로 설치하기 때문에 주변의 레이더나 통신 장비들의 동작에 간섭을 일으키는 지에 대한 분석이 필요하다. 본 연구에서는 해상풍력 발전단지 외해를 항해하는 선박이 VHF 대역으로 조난 통신을 송신할 경우, 육지의 기지국에서 신호를 수신할 수 있는지를 분석하였다. 대상지역 주변의 수치지형도, 풍력발전기 캐드 모델, 풍력발전단지 배치도를 바탕으로 주변 해역 및 발전단지를 수치해석이 가능하도록 모델링하였다. 광범위한 지역에 대한 전파 분석에 적절한 고주파 해석기법 중 PO, SBR 기법을 적용한 전용 프로그램으로 전자파 간섭 여부를 분석하였다. 해상풍력 발전단지 외곽에서 송신한 VHF 대역 전자파에 대해 육상 기지국에서는 약간의 수신전력 저하는 있지만 기준치 이상의 전력을 수신하였다. 선박과 육상 기지국 사이의 가시선을 완전히 가리는 경우에 수신 전력의 저하가 발생하였으나, VHF대역이 파장이 길어 회절이나 반사 등의 효과로 육상 기지국까지 충분한 전파가 도달하는 것으로 판단된다.

• 청정기술
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• 제26권4호
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• pp.329-335
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• 2020

재생에너지로부터 수전해를 통하여 생산된 수소와 포집된 CO2를 활용하여 메탄올을 합성하는 power-to-methanol 기술이 재생에너지를 대용량으로 저장하는 방안으로 제시되고 있다. 본 연구에서는 메탄올을 수소 및 전력 생산에 활용함에 있어 더욱 효율적인 방법으로 연료전지 내부에서 메탄올 수증기개질 반응이 일어나는 내부개질형 용융탄산염 연료전지에 대해 성능 분석을 실시하였다. 용융탄산염 연료전지의 연료극으로 사용되는 다공성 Ni-10 wt%Cr을 촉매로 메탄올 수증기개질 반응을 수행한 결과 연료전지 운전 조건에서 연료극은 메탄올 수증기개질 반응에 충분한 활성을 나타내었다. 메탄올 수용액을 직접 용융탄산염 연료전지의 연료극으로 공급한 결과 연료전지의 성능은 외부 개질기를 통하여 생산된 개질가스를 공급하는 경우에 비해 다소 성능이 낮게 나타났으며, 메탄올 공급유량이 비교적 낮은 경우 고 전류밀도에서 불안정한 성능을 나타내었다. 연료극으로부터 생성된 가스를 재순환시킴으로써 연료전지의 성능을 향상시킬 수 있었으며, 메탄올 전환율도 90% 이상 얻을 수 있었다. 물질수지를 통하여 연료극에서 일어나는 반응을 분석한 결과 전류밀도 및 가스 재순환 유량이 증가함에 따라 메탄올 수증기개질 반응속도가 증가함을 확인하였다. 이상의 결과로부터 별도의 촉매층을 설치할 필요 없이 연료극 만으로도 용융탄산염 연료전지 내에서 메탄올 수증기개질 반응이 가능하며, 메탄올 내부개질형 용융탄산염 연료전지를 통하여 전력과 합성가스를 동시에 생산할 수 있음을 확인하였다.

• 한국산림과학회지
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• 제103권3호
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• pp.431-438
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• 2014

본 연구는 탄소흡수원이며 재생가능한 자원인 산림 바이오매스 자원량 및 에너지로서의 잠재량을 산정하고, 이를 지도화 및 프로그램화 하고자 하였다. 2010년말 기준 우리나라 전체 산림의 총 바이오매스 자원은 804백만톤이며, 이 중 임상별로는 침엽수 265백만톤, 활엽수 282백만톤, 혼효림 257백만톤이 점유하고 있었고, 지역별로는 산림축적량에 비례하여 강원도가 가장 많은 바이오매스 양을, 다음이 경상북도, 경상남도 순이었다. 우리나라 산림에서 매년 상업적으로 벌채하여 제재목 등으로 이용되고 남은 목질부 바이오매스는 707천톤/년 정도가 되며, 숲가꾸기를 하여 원목으로 이용되는 양을 제외한 바이오매스 양은 592천톤/년으로 나타났다. 따라서 우리나라에서 연간 시장으로 공급 가능한 산림 바이오매스 자원은 약 1,300천톤/년 정도가 될 것으로 추정된다. 이를 석유환산량으로 전환하면 약 585천 toe/년이 된다. 본 연구에서 분석한 결과를 토대로 바이오매스 자원 지도 프로그램을 만들었다. 프로그램 개발하기 위해 사용된 시스템은 Microsoft Office Excel, Microsoft Office Access ArcGIS, Microsoft Visual Basic 6.0 이었으며, 공간정보를 활용할 수 있도록 ESRI MapObjects2.1 개발 도구를 이용하였다. 바이오매스 자원 지도(BiomassMap V2.0) 프로그램은 축적, 바이오매스 총 저장량, 시업지 연간 바이오매스 생장량, 상업적 벌채에 의한 바이오매스 생산량, 숲가꾸기에 의한 바이오매스 생산량 등을 지도로 나타내고, 이들 정보를 관리할 수 있는 프로그램이다. 바이오매스 자원 지도는 시도별, 임상별도로 확인할 수 있으며 이용자의 사용 목적에 따라 작성될 수 있다는 장점이 있다. 따라서 향후 본 바이오매스 지도는 산림이용 관리자들에게 유익한 정보를 제공할 수 있을 것으로 기대된다.

• 자원ㆍ환경경제연구
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• 제14권4호
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• pp.817-838
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• 2005

본 논문에서는 시장기능을 통하여 담보되지 않는 자원의 적성성과 최적의 전원구성을 과도기적으로 공적인 기구를 통하여 결정하고 이를 투자와 운영 2단계의 경쟁을 통하여 효율적으로 달성하는 방법을 제시하였다. 자원의 적정성을 나타내는 신뢰도지수와 이를 바탕으로 이루어지는 최적의 전원구성은 사회적인 합의를 반영할 수 있는 공적인 기구를 통하여 결정한다. 이 때 수요관리나 재생에너지와 같은 공적인 자원은 우선적으로 할당되고 최적의 자원 구성은 경제성, 환경성, 에너지 안보, 사회적인 수용성 등을 감안한 다속성 의사결정 방식을 통하여 결정한다. 공적인 기구를 통하여 결정된 최적 전원구성을 구현하기 위한 투자 단계의 효율성을 기하기 위하여 결정된 전원별 설비용량을 제시된 고정비를 기준으로 경쟁적인 입찰을 통하여 확보한다. 입찰 과정에서 투자비에 대한 비용절감을 유도하면서도 선정된 발전기에 대하여 고정비의 회수를 보장함으로써 투자에 따른 미래의 불확실성을 감소시킬 수 있다. 투자비 회수보장으로 인한 불확실성의 감소와 경쟁입찰을 통하여 민간사업자의 신규진입을 활성화시킬 수 있을 것으로 기대된다. 설비가 건설된 상태에서의 운영은 현재와 유사한 변동비에 근거한 시장을 운영함으로써 시장을 통한 경쟁에 의하여 변동비의 절감을 유도한다. 고정비 회수에 대한 보장과 변동비 절감유인을 제공하기 위하여 시장을 통한 수익성을 바탕으로 발전회사의 성과에 따라 인센티브를 지급하는 유인규제(perfomance based regulation) 방식을 제안하였다. 이 때 발전회사의 추가적인 노력이 없이 기존 전원구성의 왜곡 등으로 인하여 발생하는 초과수익을 회수하여 공정한 경쟁을 유도하도록 하였다. 본 연구는 향후 완전경쟁시장으로 이행하면서 발생할 좌초비용을 가능한 한 줄일 수 있도록 하는 전력수급정책과 시장제도를 개선하는 방안을 제안한 것으로, 현재의 과도기에만 적용 가능하며 장기적으로는 완전경쟁시장에 기초하여 전력수급정책이 마련되어야 할 것이다.

• 한국건설관리학회논문집
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• 제15권1호
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• pp.111-121
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• 2014

청정개발체제(Clean Development Mechanism, CDM)사업은 온실가스 배출을 줄이는 대신 그에 상응하는 탄소배출권(Certified Emission Reductions, CER)의 판매를 통해 추가 수입을 얻는 대표적인 신재생에너지 사업 보조 수단이다. 그러나 선물계약으로 고정된 가격에 CER을 판매할 경우 손실위험은 피할 수 있으나 CER 가격 상승에 따르는 프리미엄 혜택은 받지 못한다. 본 연구에서는 CER 매출을 극대화하기 위한 방안으로 CER이 일정 가격이상 일 경우에만 판매하는 권한을 실물옵션으로 모델링하였다. 옵션 가치를 정량화하기 위해 이항옵션 가격 모형을 활용하였으며, 생성된 라티스를 통해 예상되는 CER의 시장가격에 따라 옵션의 행사, 지연 및 포기여부의 절점별 분석을 가능케 하였다. 더불어, '파스칼의 트라이앵글' 원리를 적용하여, 손실은 피하면서 CER 판매를 지연시킬 수 있는 연도별 확률을 구할 수 있는 방안을 정립하였다. 이를 실제 국내 CDM 사업 중 매립가스 사업에 적용해 본 결과, 옵션으로 인해 사업의 NPV가 증대되었고, 최대 3년까지 CER 판매를 지연해도 손해를 보지 않는 것으로 관측되었다. 본 연구에서 제시한 프레임워크는 분석과정에서 투명성을 제공하고 NPV분석 외에 추가적인 사업성 정보를 제공하여 CER 판매 전략에 관한 중요한 투자 의사결정 정보를 제시해 준다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제32권2호
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• pp.348-361
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• 2015

오늘날 지구온난화를 줄이기 위한 노력으로 온실가스 저감 기술 개발에 대한 노력이 정부차원에서 이루어지고 있으며 그 일환으로 국내에서는 2006년부터 자동차용 경유에 바이오디젤이 혼입되고 있다. 비록 일부 품질 기준상의 개선사항이 남아 있고 대부분의 원료를 수입에 의존하고 있다는 점에서 제한요소가 있음에도 2013년 기준 년간 400kton를 생산하고 있으며 향후 신재생에너지 연료 혼합의무화 제도(RFS)가 시행되면 그 생산양은 더욱 증가할 것으로 예상되는바 원료 다변화를 통한 원료 불균형 해소와 이에 따른 적절한 연구 개발이 필요하다. 본 연구에서는 신규 바이오디젤 원료로 검토되고 있는 라우릭산 메틸에스터($C_{12:0}$ FAME) 중심의 팜핵유(PKO, Palm Kernel Oil)와 코코넛유 유래 바이오디젤을 대상으로 국내 품질기준 중 차량 연소계통과 저온성능에 문제를 일으킬 수 있는 글리세린 함량 분석과 관련하여 기존 시험방법(KS M 2412)의 적용 가능성을 조사하였다. 이를 바탕으로 기존 분석조건에서 발생되는 카프릭산 메틸에스터($C_{10:0}$ FAME)와의 피크겹침, 총글리세린 도출관련 계산평형상수 등에 대한 개선 사항을 도출하고 보다 다양한 원료를 이용한 바이오디젤 내 글리세린 분석 가능한 시험방법 개발 가능성을 검토하였다.