• 제목/요약/키워드: CO2

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원자력 및 신재생에너지 발전의 CO2 감축 비용 효율성 비교 (Comparison of Cost-Efficiency of Nuclear Power and Renewable Energy Generation in Reducing CO2 Emissions in Korea)

  • 이용성;김현석
    • 자원ㆍ환경경제연구
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    • 제30권4호
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    • pp.607-625
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    • 2021
  • 본 연구는 우리나라 발전 부문의 원자력과 신재생에너지 발전의 온실가스 감축효과를 추정하고, 원자력 발전의 사고위험에 따른 외부비용을 포함한 발전 비용을 고려하여 두 발전원의 온실가스 감축비용의 효율성을 비교하였다. 모형의 추정결과, 원자력 및 신재생에너지 발전 1% 증가는 각각 0.744%와 0.127%의 CO2 배출량을 감축시키는 것으로 분석되었다. 이는 CO2 배출량을 1% 감축시키기 위해서는 원자력 발전은 1.344%, 신재생에너지 발전은 7.874% 증가시켜야 함을 의미한다. 추정된 계수와 원자력 발전의 외부비용 포함 발전비용을 사용하여 1%의 CO2 배출량 감축을 위한 총 비용을 도출한 결과, 전체 발전량이 1MWh로 가정할 때 CO2 배출량 1%를 감축시키기 위한 원자력 발전비용은 외부비용에 따라 0.72~1.49달러로 계산되었으며, 신재생에너지 발전비용은 6.49달러로 나타났다. 이를 2020년 우리나라 총 화석연료 발전량(352,706GWh)을 기준으로 계산할 경우, 원자력 발전은 2.54억~5.26억 달러, 신재생에너지 발전은 22.89억 달러로 신재생에너지 발전이 원자력 발전보다 4.35~9.01배의 비용이 더 소요되는 것으로 분석되었다. 따라서 발전 부문의 온실가스 감축을 위해서는 원자력 발전이 신재생에너지 발전에 비해 높은 비용 효율성을 가지는 것을 알 수 있었다.

영상검지자료를 활용한 신호교차로 접근차량의 탄소배출량 추정 (Predicting Carbon Dioxide Emissions of Incoming Traffic Flow at Signalized Intersections by Using Image Detector Data)

  • 한태경;고준호;김대진;박종한
    • 한국ITS학회 논문지
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    • 제21권6호
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    • pp.115-131
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    • 2022
  • 대한민국에서 수송으로 인해 발생하는 이산화탄소(CO2) 배출량은 전체의 16.5%이며, 이중 도로교통 부문이 96.5%를 차지한다. 따라서 도로교통 부문에서 발생하는 CO2 배출량을 줄이기 위한 노력이 계속되고 있다. 최근 스마트 교차로의 확대에 따라 교차로를 통과하는 개별차량에 대한 모니터링 기회가 점차 늘어나고 있으며, 장래 자율주행차 보급 확산에 따라 개별차량주행 자료 수집 가능성 또한 커지고 있다. 이에 맞춰 강남구 소재 5개 교차로에 설치된 영상검지기를 통해 얻은 차량의 차종, 교통량, 속도, 가속도와 같은 실제 데이터를 활용해 신호교차로에 접근하는 차량에 대한 CO2 배출 현황 조사를 실시했다. 이렇게 수집된 데이터를 초당 데이터를 분석하도록 개량된 MOVES-Matrix 모형에 대입해 2개 대형교차로와 3개 소형교차로에서 하루 동안 발생하는 CO2 배출량은 평균 3.1톤임을 확인했다. 본 연구는 실제 개별차량 데이터와 개량된 모형을 활용한 CO2 배출량 분석의 새로운 가능성을 보여주는 한편, CO2 배출량을 보다 더 정확히 조사해야 하는 필요성을 제시한다.

동해 남서부해역의 표층 용존 기체 분포: 여름철 연안과 울릉분지의 일차생산력과 CO2 흡수 비교 (The Surface Distribution of Dissolved Gases in the Southwestern East Sea: Comparison of the Primary Production and CO2 Absorption in Summer between Coastal Areas and the Ulleung Basin)

  • 이인희;함도식
    • 한국해양학회지:바다
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    • 제26권4호
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    • pp.327-342
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    • 2021
  • 연안은 전 지구 관점에서 대기 이산화탄소를 흡수하는 것으로 평가된다. 그동안 동해의 탄소 순환에 관한 연구들이 울릉분지에 집중되어 있어서 동해 연안이 탄소 순환에 기여하는 역할에 대한 이해는 제한적이다. 본 연구에서는 표층의 생물학적 과포화도(𝚫O2/Ar)와 이산화탄소 분압(fCO2)의 변화를 관측하여 울릉분지와 연안의 생물 펌프 세기 및 탄소 흡수력을 비교하였다. 연안은 저온 저염한 환경으로 고온 고염한 울릉분지와 대비되었다. 삼척과 포항 연안에서는 울릉분지에 비해 높은 생물량과 𝚫O2/Ar, 낮은 fCO2 분포를 보여 연안에서 더 많은 일차 생산이 일어나 용존 CO2 흡수를 촉진한 것으로 나타났다. 삼척과 포항 연안에서 𝚫O2/Ar을 기반으로 추정된 순군집생산(net community production)은 각각 19 ± 6과 60 ± 9 mmol O2 m-2d-1로 울릉분지의 8 ± 4 mmol O2 m-2d-1에 비하여 약 2-7배 가량 활발하게 생물 펌프가 작동하고 있었다. 삼척과 포항 연안의 CO2 교환율은 각각 -17.1 ± 8.9와 -25.8 ± 13.2 mmol C m-2d-1로, 울릉분지의 -4.7 ± 2.5 mmol C m-2d-1보다 약 4배에서 5배 가량 높았다. 삼척과 포항 연안에서는 울릉분지에 비하여 질소포화도가 최대 3% 낮게 나타나 일차생산자에 의한 질소 고정이 일어났을 가능성을 제시하였다.

남해 대륙붕 PZ-1 시추공 주변 현무암 대지 구조의 CO2 지중저장용량 평가 (Assessment of CO2 Geological Storage Capacity for Basalt Flow Structure around PZ-1 Exploration Well in the Southern Continental Shelf of Korea)

  • 신승용;강무희;신영재;정순홍
    • 자원환경지질
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    • 제53권1호
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    • pp.33-43
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    • 2020
  • CO2 지중저장은 현재 온실가스 감축을 위한 CCS(Carbon Capture & Storage) 저장기술 중 가장 안정적이고 효과적인 기술로 평가되고 있다. 지중저장 대상 염대수층은 일반적으로 CO2가 초임계상태로 저장될 수 있는 지하 800 m 이상의 심도에 위치하고, 그 상부에 지표로의 CO2 누출을 막는 광역적인 불투수성 덮개암층이 분포해야 한다. 본 연구에서는 남해 대륙붕 탄성파 및 시추공 자료를 해석하여 덮개암으로 활용할 수 있는 현무암층과, 하부 염대수층이 발달하고 있는 현무암 대지 구조를 CO2 지중저장 유망구조로 제시하였다. 연구지역 주입대상 염대수층의 지중저장용량을 평가하기 위해 총 공극률은 시추공 감마 및 음파검층 자료를 이용하여 산출하였으며, 염대수층 구간의 온도/압력 조건을 고려하여 CO2 밀도를 계산하였다. 정확한 주입대상 염대수층의 체적을 산정하기 위해 x, y, z 축 방향으로 일정한 크기를 가지는 3차원 지질 격자 모델을 구성하였고, 염대수층 3차원 공간의 물성 분포를 지구통계학적 기법으로 예측하는 물성 모델링을 수행하여 총 공극률 값을 지질 격자에 할당하였다. U.S. DOE 방법을 이용하여 남해 대륙붕 현무암 대지 구조의 CO2 지중저장용량 평가 결과 평균 약 8,417만 CO2톤(최소 4,207만 ~ 최대 1억 4,379만 CO2톤)이 주입대상 염대수층 구간에 저장 가능한 것으로 예측되었다.

리튬2차전지용 LiCoO2/LiNi1/3Mn1/3Co1/3O2계 복합정극의 전기화학적 특성 연구 (A Study on Electrochemical Characteristics of LiCoO2/LiNi1/3Mn1/3Co1/3O2 Mixed Cathode for Li Secondary Battery)

  • 김현수;김성일;엄승욱;김우성
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제19권1호
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    • pp.64-70
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    • 2006
  • In this study, the $LiCoO_2/LiNi_{1/3}Mn_{1/3}Co_{1/3}O_2$ mixed cathode electrodes were prepared and their electrochemical performances were measured in a high cut-off voltage. As the content of $LiNi_{1/3}Mn_{1/3}Co_{1/3}O_2$ increased in a mixed cathode, the reversible specific capacity and cycleability of the electrode enhanced, but the rate capability was deteriorated. On the contrary the rate capability of the cathode enhanced, but the reversible specific capacity and cycleability were deteriorated, increasing the content of $LiCoO_2$ in the mixed cathode. The cell of $LiCoO_2/LiNi_{1/3}Mn_{1/3}Co_{1/3}O_2$ ($50:50 wt\%$) mixed cathode delivered a discharge capacity of ca. 168 mAh/g at a 0.2 C rate. The capacity of the cell decreased with the current rate and a useful capacity of ca. 152 mAh/g was obtained at a 2.0 C rate. However, the cell showed very stable cycleability: the discharge capacity of the cell after 20th charge/discharge cycling maintains ca. 163 mAh/g.

Sb/Bi비에 따른 5원계 바리스터의 소결거동 및 전기적 특성(II) : ZnO-Bi2O3-Sb2O3-Co3O4-Cr2O3 (Sintering and Electrical Properties According to Sb/Bi Ratio(II) : ZnO-Bi2O3-Sb2O3-Co3O4-Cr2O3 Varistor)

  • 홍연우;이영진;김세기;김진호
    • 한국재료학회지
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    • 제22권12호
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    • pp.682-688
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    • 2012
  • In this study we aimed to examine the co-doping effects of 1/6 mol% $Co_3O_4$ and 1/4 mol% $Cr_2O_3$ (Co:Cr = 1:1) on the reaction, microstructure, and electrical properties, such as the bulk defects and the grain boundary properties, of ZnO-$Bi_2O_3-Sb_2O_3$ (ZBS; Sb/Bi = 0.5, 1.0, and 2.0) varistors. The sintering and electrical properties of Co,Cr-doped ZBS, ZBS(CoCr) varistors were controlled using the Sb/Bi ratio. Pyrochlore ($Zn_2Bi_3Sb_3O_{14}$), ${\alpha}$-spinel ($Zn_7Sb_2O_{12}$), and ${\delta}-Bi_2O_3$ were formed in all systems. Pyrochlore was decomposed and promoted densification at lower temperature on heating in Sb/Bi = 1.0 by Cr rather than Co. A more homogeneous microstructure was obtained in all systems affected by ${\alpha}$-spinel. In ZBS(CoCr), the varistor characteristics were improved (non-linear coefficient, ${\alpha}$ = 20~63), and seemed to form ${Zn_i}^{{\cdot}{\cdot}}$(0.20 eV) and ${V_o}^{\cdot}$(0.33 eV) as dominant defects. From impedance and modulus spectroscopy, the grain boundaries were found to be composed of an electrically single barrier (0.94~1.1 eV) that is, however, somewhat sensitive to ambient oxygen with temperature. The phase development, densification, and microstructure were controlled by Cr rather than by Co but the electrical and grain boundary properties were controlled by Co rather than by Cr.

공침법에 의한 Fe2O3-CoO-Cr2O3-MnO2계 안료 연구 (Synthesis of the Fe2O3-CoO-Cr2O3-MnO2 pigments by co-precipitation method)

  • 최수녕;이병하
    • 한국결정성장학회지
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    • 제17권6호
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    • pp.264-271
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    • 2007
  • 본 연구에서는 $Fe_2O_3-CoO-Cr_2O_3-MnO_2$계 색상의 무기안료를 공침법을 사용하여 합성하였다. 출발원료로는 $FeCl_3,\;CoCl_2,\;CrCl_3,\;MnCl_2$를 사용하였으며 침전제로는 2N-KOH를 사용하였다. $MnCl_2$는 10 mole%로 고정한 후 세 가지 원료로서 6가지 조성비를 만들어 안료를 합성하였다. 조합된 시료는 1.5시간 $1350^{\circ}C$에서 하소하였다. XRD, FT-IR, SEM 과 UV spectrophotometer를 사용하여 안료의 특성 분석을 하였다. 합성된 안료는 석회유, 석회 바륨유에 각각 6wt%씩 첨가하여 $1260^{\circ}C$ 산화소성, $1240^{\circ}C$ 환원 소성하였다. UV Spectrometer를 사용하여 색상분석을 한 결과는 black, bluish black, dark grayish green을 나타냈다.

중저온 SOFC용 Ba0.5Sr0.5Co0.8Fe0.2O3−δ (BSCF)/Ce0.9Gd0.1O2−δ (GDC) 및 La0.6Ba0.4Co0.2Fe0.8O3−δ (LBCF)/Ce0.9Gd0.1O2−δ (GDC) 복합체 양극 제조 (Fabrication Ba0.5Sr0.5Co0.8Fe0.2O3−δ (BSCF)/Ce0.9Gd0.1O2−δ (GDC) and La0.6Ba0.4Co0.2Fe0.8O3−δ (LBCF)/Ce0.9Gd0.1O2−δ (GDC) Composite Cathodes for Intermediate Temperature Solid Oxide Fuel Cells)

  • 이승훈;윤종설;차영철;이준;황해진;문지웅
    • 한국세라믹학회지
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    • 제44권12호
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    • pp.740-746
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    • 2007
  • The potential candidates for IT-SOFCs cathode materials, $Ba_{0.5}Sr_{0.5}Co_{0.8}Fe_{0.2}O_{3-{\delta}}$ (BSCF) and $La_{0.6}Ba_{0.4}Co_{0.2}Fe_{0.8}O_{3-{\delta}}$ (LBCF) powders, were synthesized by a EDTA-citrate combined method from $Sr(NO_3)_2$, $Ba(NO_3)_2$, $La(NO_3)_3{\cdot}6H_2O$, $Co(NO_3)_2{\cdot}6H_2O$, $Fe(NO_3)_3{\cdot}9H_2O$, citric acid and $EDTA-NH_3$. The cathode performance of symmetrical electrochemical cells consisting of BSCF-GDC or LBCF-GDC composite electrodes and a GDC electrolyte was investigated using by AC impedance spectroscopy at the temperature range of 500 to $700^{\circ}C$. It was found that a single phase perovskite could be successfully synthesized when the precursor is heated at $850^{\circ}C$ for 2 h. Due to thermal expansion mismatch between BSCF and GDC, the composite cathodes with lower GDC content than 45 wt% were peeled off from the GDC electrolyte and their electrode polarization resistance was estimated to be high. The thermal expansion coefficient of BSCF-GDC composites was decreased with increasing the GDC content and the electrode peeling off did not occur in BSCF-45 and 55 wt% GDC composites. BSCF-45 wt% GDC composite electrode showed the lowest area specific resistances (ASR) of 0.15 and $0.04{\Omega}{\cdot}cm^2$ at 600 and $700^{\circ}C$, respectively. On the other hand, LBCF-GDC composite cathodes showed higher ASR than the BSCF-45 and 55 wt% GDC and their cathode performance were decreased with the GDC content.

제주지역 주요 활엽수의 대기 중 CO2 흡수율과 수분이용효율의 계절적 변화 (Seasonal Change in the CO2 Fixation Rate and Water-Use Efficiency of Broad-leaved Tree Species on Jeju Island)

  • 오순자;김현철;강희석;신창훈;고석찬
    • 한국환경과학회지
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    • 제29권2호
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    • pp.123-132
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    • 2020
  • Seasonal changes in the CO2 fixation rate and water-use efficiency in the leaves of six evergreen and two deciduous broad-leaved tree species on Jeju Island, Korea, were measured using a portable photosynthesis analyzer, to identify which species are most efficient in taking up CO2 from the air. The CO2 fixation rate was high in the deciduous species in spring and summer and decreased in fall, whereas it was high in the evergreen species in summer and fall and decreased in winter. The rate remained high in the deciduous tree Prunus yedoensis from spring to fall (> 7.1 μmol CO2/m2/s) and in two evergreen trees, Castanopsis cuspidata var. sieboldii and Cinnamomum camphora, in summer and fall (7.0 9.9 μmol CO2/㎡/s). Therefore, these tree species fix atmospheric CO2 effectively. The water-use efficiency was higher in evergreen species than in deciduous species regardless of the season. Exceptionally, it was high in the deciduous species Zelkova serrata in spring and summer (> 100 μmol CO2/mol H2O), suggesting that Z. serrata is a useful tree for dry conditions due to its tolerance of water stress. The regressions of the CO2 fixation rate versus the evaporation rate and stomatal conductance were linear and non-linear, respectively. This suggests that the stomatal activity of leaves plays an important part in CO2 fixation of plants. In conclusion, C. cuspidata var. sieboldii, C. camphora, and P. yedoensis should be planted along roads or in urban spaces for the greening of cities and mitigation of CO2 concentrations in the air.