Nam Seok Kim;Kook Pyo Pae;Jae Hak No;Hong-Yoon Kang;Yong Woo Hwang
Resources Recycling
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v.33
no.2
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pp.62-72
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2024
Although the Paris Agreement in 2015 aimed to limit global temperature increases to below 2℃ and eventually to 1.5℃ to address the climate crisis, global temperature continues to rise. Developed countries have proposed a circular economy as a major strategy to tackle this issue. Detailed implementation methods include reusing, remanufacturing, recycling, and energy recovery. Remanufacturing has a greater potential to achieve high added value and carbon neutrality than other resource circulation methods. However, currently, no standardized method for quantitatively evaluating the greenhouse gas (GHG) reduction effects of remanufacturing exists. This study compares and analyzes recent research trends since 2020 on the calculation of GHG emission reduction effects from remanufacturing. It also examines international standards for environmental impact assessment, including GHGs and environmental performance labeling systems. This study derives the key factors for standardizing the calculation of the GHG emission reduction effects of remanufactured products.
SCR420H steel is a low-carbon chromium alloy steel designed for carburizing heat treatment. Recently, research is being conducted on high-temperature carburization heat treatment to reduce costs and CO2 emissions by shortening the carburization time to meet the international carbon neutral policy. However, this high-temperature carburization heat treatment coarsens the steel grains and causes a decrease in mechanical properties. In this study, a large amount of Ti was added to increase the grain refinement effect in the high-temperature carburizing process. We investigated the microstructure and precipitates of SCR420H steel without Ti (Al steel) and with Ti (AlTi steel). Thermodynamic calculations showed that the AlN and (Ti,Nb)(C,N) precipitated in Al steel, while (Ti,Nb)(C,N) and Ti4C2S2 precipitated in AlTi steel. Addition of Ti increases the fraction of bainite after reheating process. Transmission electron microscopy analysis shows that small amounts of AlN and (Ti,Nb)(C,N) precipitates are formed in the Al steel. The addition of Ti increases the density of (Ti,Nb)(C,N) precipitates and induces the formation of Ti4C2S2 precipitates, increasing the grain coarsening temperature (GCT) under all heat treatment conditions. Higher reheating temperatures also resulted in higher GCT values due to increased precipitation.
KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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v.44
no.4
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pp.433-441
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2024
This study aims to prevent freezing of existing domestic buildings by developing an energy storage mortar with increased energy efficiency that can reduce the increase in carbon emissions and maintenance costs due to external energy use due to heat wires in civil engineering and buildings with embedded heat wires. I suggest. Research has focused on incorporating phase change materials (PCMs) into common cement composites to provide latent heat performance. However, concrete mixed with phase change materials shows problems such as leakage of phase change materials, decreased strength, and insufficient thermal performance. To overcome this problem, we encapsulate phase change materials using microcapsules and mix them into cement composites to minimize strength loss and leakage, and use multi-walled carbon nanotubes and silica fume to minimize the strength reduction of concrete. A heat storage cement composite was developed. When high-efficiency heat storage cement was used as a replacement for ordinary cement composite in an environment where heat wires were buried, the effect was shown to reduce energy by about 42 %, and compared to a cement composite containing only PCM, the compressive strength and bending strength were 18 % and 23 %, respectively. was improved and its effectiveness was proven.
Although climate change is a global scale question, some concerns have been raised that principles of investment arbitration may not adequately address the domestic implementation of climate change measures. A recent ICSID investment arbitration of Vattenfall v. Germany with regard to the investor's alleged damages from the phase-out of nuclear plants is a salient climate change case. The 2005 Kyoto Protocol was made to reduce greenhouse gas emissions and it provides a number of flexible mechanisms such as Joint Implementation (JI) and Clean Development Mechanism (CDM). Implementation of the Kyoto Protocol allows dispute settlement through investor-state arbitration. Any initiation of stricter emission standards can violate the prohibition on expropriations in investment agreements, regardless of the measures created to reduce greenhouse gas emissions. The effect-based expropriation doctrine can charge changes to existing emission standards as interference with the use of property that goes against the legitimate expectation of a foreign investor. In regulatory chill, threat of investor claims against the host state may preclude the strengthening of climate change measures. Stabilization clauses also have a freezing effect on the hosting state's regulation and a new law applicable to the investment. In the fair and equitable standard, basic expectations of investors when entering into earlier carbon-intensive operations can be affected by a regulation seeking to change into a low-carbon approach. As seen in the Methanex tribunal, a non-discriminatory and public purpose of environmental protection measures should be considered as non-expropriation in the arbitral tribunal unless its decision would intentionally impede a foreign investor's investment.
In Korea, energy policies are actualized through various energy-related plans. Recently, however, as high-ranking plans, which are very vision-oriented, continually set higher sector-by-sector goals, subordinate action plans, which require consistency, encounter distortions in their establishment process. Also, each subordinate action plan reveals limitations in terms of securing flexibility of the plan in responding to uncertainties of the future. These problems pose potential risks such as causing huge social costs. In this regard, with an aim to provide empirical evidence for discussions on improving the procedure for developing and executing Korea's energy plans, this study mainly analyzes the Basic Plan on Electricity Demand and Supply-one of the most important subordinate action plans-in order to explain the problems of the Basic Plan in a logical manner, and potential problems that could occur in the process of sustaining consistency between the Basic Plan and its higher-ranking plans. Further, this paper estimates the scale of social costs caused by those problems assuming realistic conditions. According to the result, in the case of where maximum electric power is estimated to be 7% (15%) less than the actual amount in the Basic Plan on Electricity Demand and Supply, the annual generation cost will rise by 286 billion won and (1.2 trillion won) in 2020. Such social costs are found to occur even when establishing and executing the Basic plan according to the target goal set by its higher-ranking plan, the National Energy Master Plan. In addition, when another higher-ranking GHG reduction master plan requires the electricity sector to reduce emissions by additional 5% in the GHG emissions from the right mix in electricity generation with 'zero' cost of carbon emission, the annual generation cost will rise by approximately 915 billion won in 2020. On the other hand, the analysis finds that since economic feasibility of electric powers in Korea varies significantly depending on their type, Korea is expected to face very small potential social costs caused by uncertainties over the future price of carbon dioxide in the process of establishing the Basic Plan.
Yurim Kim;Seulgi Lee;Sungyup Jung;Jaewon Lee;Hyungtae Cho
Korean Chemical Engineering Research
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v.62
no.1
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pp.36-43
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2024
Fishing net waste (FNW) constitutes over half of all marine plastic waste and is a major contributor to the degradation of marine ecosystems. While current treatment options for FNW include incineration, landfilling, and mechanical recycling, these methods often result in low-value products and pollutant emissions. Importantly, FNWs, comprised of plastic polymers, can be converted into valuable resources like syngas and pyrolysis oil through pyrolysis. Thus, this study presents a process for generating high-purity hydrogen (H2) by catalytically pyrolyzing FNW in a CO2 environment. The proposed process comprises of three stages: First, the pretreated FNW undergoes Ni/SiO2 catalytic pyrolysis under CO2 conditions to produce syngas and pyrolysis oil. Second, the produced pyrolysis oil is incinerated and repurposed as an energy source for the pyrolysis reaction. Lastly, the syngas is transformed into high-purity H2 via the Water-Gas-Shift (WGS) reaction and Pressure Swing Adsorption (PSA). This study compares the results of the proposed process with those of traditional pyrolysis conducted under N2 conditions. Simulation results show that pyrolyzing 500 kg/h of FNW produced 2.933 kmol/h of high-purity H2 under N2 conditions and 3.605 kmol/h of high-purity H2 under CO2 conditions. Furthermore, pyrolysis under CO2 conditions improved CO production, increasing H2 output. Additionally, the CO2 emissions were reduced by 89.8% compared to N2 conditions due to the capture and utilization of CO2 released during the process. Therefore, the proposed process under CO2 conditions can efficiently recycle FNW and generate eco-friendly hydrogen product.
This study was conducted to investigate the effects of dietary garlic and may flower powder on $CO_2$ and $CH_4$ emission by Hanwoo cows fed TMR (Total Mixed Ration) based diet. Animals were housed in a hood-type respiration chamber and the environmental temperature was maintained at $20^{\circ}C$. Gases were measured for 24 hours using the multi-detector instrument gas monitoring system (Mamos-300, Australia). The treatments composed of groups with no intake of garlic and may flower powder (Control), with intake of garlic at 0.5% of DM (T1), with intake of garlic at 1% of DM (T2), with intake of may flower at 0.5% of DM (T3), with intake of may flower at 1% of DM (T4), with intake of garlic and may flower at 0.5% of DM (T5) and with intake of garlic and may flower at 1% of DM (T6). The results indicated that $CO_2$ emission in T3 was 53% lower than that of control (p<0.05), and $CH_4$ emissions was 57% lower than control (p<0.05). Also, the hourly pattern of $CO_2$ and $CH_4$ emissions in T3 showed the least difference with all treatments. Gas emissions pattern peaked after 1 hour of feeding and this gap was wider in the afternoon than in the morning hours.
Greenhouse gas emissions should be precisely forecast to reduce the emissions from industrial production processes. This study calculated the direct and indirect $CO_2$ emission intensities of 401 industries using the Input-Output tables 2003 and statistical data on the amount of energy use. This study had some limitations in drawing study findings because overseas data were used given the lack of domestic data. Other limiting factors included the oil distribution problems in the oil refinery sector, re-review of carbon neutral, and insufficient consideration of waste treatment. Nonetheless, this study is very meaningful since the direct and indirect $CO_2$ emission intensities of 401 industries were calculated. Specifically, this study considered from the zero-waste perspective the effects of waste, which attract interest worldwide since coke gas and gas from the steel industry are obtained as byproducts for the first time in Korea. According to the results of the analysis of $CO_2$ emission intensity per industry, typical industries whose indirect $CO_2$ emission intensity is high include crude steel making, Remicon, steel wire rods & track rail, cast iron, and iron reinforcing rods & bar steel. These industries produce products using the raw materials produced in the industrial sector whose $CO_2$ emission intensity is high. The representative industries whose direct $CO_2$ emission intensity is high include cement, pig iron, lime & plaster products, andcoal-based compounds. These industries extract raw ore from nature and refine them into raw materials that are useful in other industries. The findings in this study can be effectively used for the following case: estimation of target $CO_2$ emission reduction level reflecting each industrial sector's characteristics, calculation of potential emission reduction of each policy to reduce $CO_2$ emissions, identification of a firm's $CO_2$ emission level, and setting of the target level of emission reduction. Moreover, the findings in this study can be utilized widely in fields such as System of integrated Environmental and Economic Accounting(SEEA) and Material Flow Analysis(MFA) as the current topic of research in Korea.
Yoon, So Won;Lim, Eun Hyouk;Lee, Gyoung Mi;Hong, You Deok
Journal of Climate Change Research
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v.1
no.3
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pp.189-203
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2010
The objective of this study is the estimate of $CO_2$ emissions by the energy consumption of functional technology introduced by classifying energy use in households according to functions as well as energy resources. This study also intends to provide the practical basis data in order to establish specific alternatives for GHG mitigation in residential sector with examining the cause analysis affecting $CO_2$ emission increases from 1995 to 2007. The results of this study show a 6.6% increase in the total $CO_2$ from 60,636 thousand tons in 1995 to 64,611 thousand tons in 2007 by using energy in residential sector. Heating is the greatest $CO_2$ emission sector by use, followed electric appliances, cooking, lighting and cooling. Heating sector shows 56.6% reductions from 71.5% in 1995 and as do cooling and electric home appliances, with a 2.4% increase from 0.6% and a 21.8% increase from 14.2% respectively. To analyze factors resulted in $CO_2$ emissions in residential sector, the relevant indicator change rate from 2005 to 2007 was examined. The results find that population, the number of household, housing areas, family patterns, and family income resulted in the $CO_2$ emissions increase in residential sector from 1995 to 2007. On the other hand, carbon intensity and energy intensity contribute to $CO_2$ reduction in residential sector with -2% and -38.7% respectively because of the energy conversion and the improvement of energy efficiency in electronic appliances. This study can be used as a reference when taken account of the reality and considered the introduction of highly effective measures to increase the possibility of mitigation potential in residential sector hereafter.
Jae-Won Choi;Byoung-Know You;Yong-Sik Chu;Min-Cheol Han
Journal of the Korean Recycled Construction Resources Institute
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v.12
no.1
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pp.8-16
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2024
Limestone (CaCO3, calcium carbonate), which is used as a raw material in the portland cement and steel industry, emits CO2 through decarbonation by high temperatures in the manufacturing process. To reduce CO2 emissions by the use of raw materials like limestone, it has been proposed to replace limestone with various industrial by-products that contain CaO but less or none of the carbonated minerals, that cause CO2 emissions. Loss of Ignition (LOI), Thermogravimetric analysis (TG), and Infrared Spectroscopy (IR) are used to quantitative the amount of CO2 emission by using these industrial by-products, but CO2 emissions can be either over or underestimated depending on the characteristics of by-product materials. In this study, we estimated CO2 contents by LOI, TG, IR and DTG(Differential Thermogravimetric analysis) of calcite(CaCO3) and samples that contain CO2 in the form of carbonate and whose weight increases by oxidation at high temperatures. The test results showed for CaCO3 samples, all test methods have a sufficient level of reliability. On the other hand, for the CO2 content of the sample whose weight increases at high temperature, LOI and TG did not properly estimate the CO2 content of the sample, and IR tended to overestimate compared to the predicted value, but the estimated result by DTG was close to the predicted valu e. From these resu lts, in the case of samples that contain less than a few percent of CO2 and whose weight increases during the temperature that carbonate minerals decompose, estimating the CO2 content using DTG is a more reasonable way than LOI, TG, and IR.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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