• 제목/요약/키워드: Carbon dioxide Reduction

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Influences of silicate fertilizers containing different rates of iron slag on CH4 emission and rice (Oryza sativa L.) growth

  • Ji-Hoon Kim;Yun-Gu Kang;Jun-Yeong Lee;Jun-Ho Kim;Ji-Won Choi;Taek-Keun Oh
    • 농업과학연구
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    • 제51권2호
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    • pp.227-238
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    • 2024
  • Methane (CH4) is an important greenhouse gas, with a short-term greenhouse effect 80-fold that of carbon dioxide. Blast furnace slag used as a base ingredient for silicate fertilizer, and contained Fe3+, which acts as reduction of CH4 emissions in flooded rice paddy. This study was evaluated the effects of the silicate fertilizer with different rates of the iron slag on CH4 emissions and rice growth. In this study, the SF 0.0% was applied with silicate fertilizer containing 0.0% of the iron slag, while the SF 2.5% and SF 5.0% were treated with silicate fertilizer containing 2.5 and 5.0%, respectively. The CH4 emissions during rice cropping period were assessed using a closed-chamber method and then determined by Gas chromatography. The CH4 fluxes were reduced by 17% (SF 0.0%), 17% (SF 2.5%), and 8% (SF 5.0%) compared to the treatment with only-inorganic fertilization (control). Conversely, rice grain yield increased by 15 - 30% compared to the control owing to the improvement of soil quality by silicate fertilization. In particular, soil pH, available phosphorus and available silicic acid content were increased with the increase in the iron slag rates from 0.0 to 5.0%. These contributed to a significant increase in rice growth such as 1,000-grains weight and percentage of filled grains. Consequently, these findings were indicated that the application of silicate fertilizer containing 2.5 - 5.0% of iron slag would be the most effective in both CH4 reduction and rice growth.

인도네시아 칼리만탄 남동측에 위치하는 아셈-아셈분지 석탄층 가스의 기원과 메탄생성경로 해석 (Interpretation of Origin and Methanogenic Pathways of Coalbed Gases from the Asem-Asem Basin, Southeast Kalimantan, Indonesia)

  • 천종화;황인걸;이원석;이태훈;김유리
    • 자원환경지질
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    • 제55권3호
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    • pp.261-271
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    • 2022
  • 인도네시아 칼리만탄 남동측에 위치하는 아셈-아셈분지(Asem-Asem Basin)에서 길이 540.3 m의 AA-1 시추코어를 획득하였고, 이 시추코어에 포함된 석탄층과 석탄질 셰일에서 6개의 석탄층 가스 시료를 채취하였다. 아셈-아셈분지에서 채취된 석탄층 가스의 성분, 탄소동위원소(δ13CCH4, δ13CC2, δ13CCO2), 수소동위원소((δDCH4), 탄화수소지표(CHC), 이산화탄소-메탄지표(CDMI)의 분석을 통하여 이들의 기원과 메탄생성경로를 해석하였다. AA-1 시추코어는 최하부에 메라투스섭입복합체(Meratus subduction complex)의 일부로 해석되는 사문암 기반암 상부에 석탄층과 석탄질 셰일을 포함하는 쇄설성 퇴적암(SU-1)과 석회암(SU-2)이 순차적으로 놓인다. 석탄층과 석탄질 셰일(SU-1)은 소규모 하천 주변의 습지에서 형성된 것으로 해석된다. SU-1에서 채취된 석탄층 가스의 탄화수소가스를 100%로 환산한 메탄 함량은 87.35~95.29% 범위이고, 에탄 함량은 3.65~9.97% 범위이다. 석탄층 메탄의 탄소동위원소(δ13CCH4) 값은 -60.3~-58.8‰ 범위이고 수소동위원소(δDCH4) 값은 -252.9~-252.1‰ 범위이다. 석탄층 에탄의 탄소동위원소(δ13CC2) 값은 -32.8~-31.2‰ 범위이고, 석탄층 이산화탄소의 탄소동위원소(δ13CCO2) 값은 -8.6~-6.2‰ 범위이다. 석탄층 이산화탄소는 탄소동위원소값과 이산화탄소-메탄지표 도표에서 비생물기원(abiogenic origin)에 도시되었고, 기반암인 메라투스섭입복합체에 포함된 이산화탄소가 단층 통하여 이동된 것으로 해석된다. AA-1 시추코어 석탄층 가스의 메탄생성경로는 동위원소, 탄화수소지표, 이산화탄소-메탄지표 분석을 바탕으로 일차적인 미생물 메틸발효작용과 이산화탄소환원작용의 혼합으로 해석되며, 열기원 비해성 석탄형 가스의 영향을 받은 것으로 해석된다.

제강 환원슬래그의 광물탄산화 (The Mineral Carbonation Using Steelmaking Reduction Slag)

  • 류경원;최상훈
    • 자원환경지질
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    • 제50권1호
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    • pp.27-34
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    • 2017
  • 제강 환원슬래그(steelmaking reduction slag)를 출발물질로 사용하여 다양한 농도의 $H_2SO_4$, $NH_4NO_3$(0.3, 0.5, 0.7, 1 M) 용액, 반응온도 $100^{\circ}C$$150^{\circ}C$의 조건에서 Ca 용출 및 탄산화 실험을 실시하였다. 양이온 용출과 탄산화 반응시간은 각각 2시간 및 1시간이었으며 탄산화 효율 증대를 위해 pH는 약 12로 조절하였고 $CO_2$의 부분압은 10 bar이었다. TG 분석결과로부터 탄산화율을 계산한 결과, $H_2SO_4$ 0.5 M과 반응온도 $150^{\circ}C$의 실험 조건에서 약 86%의 고정화율이 관찰되었으나 이 이상의 농도에서는 탄산화율은 급격히 감소하였다. 그러나 $NH_4NO_3$용액을 사용한 결과, 산의 농도가 증가함에 따라 탄산화율도 비례적으로 증가하여 1 M 농도에서 약 93%의 탄산화율이 관찰되었다. 따라서 제강 환원슬래그를 사용한 탄산화반응은 $H_2SO_4$보다는 $NH_4NO_3$용액을 사용할 경우 유리한 것으로 분석되었다. SEM 분석결과, 합성된 아라고나이트는 나무토막 형태(wood piece shape), 둥근형태(round shape), 꽃모양(flower shape)으로 관찰되었으며, 방해석은 결정면이 잘 발달된 능면체형(rhombohedral shape)의 전형적인 형태로 확인되었다.

알킬렌디아미노알킬-비스-포스폰산과 비스-디메틸아미노메틸 포스핀산으로 처리된 중질섬유판의 연소가스 발생 (Combustion Gas-emission of Medium Density Fibreboard (MDF) Treated with Alkylenediaminialkyl-bis-phosphonic Acids and Bis-(dimethylaminomethyl) Phosphinic Acid)

  • 박명호;정영진
    • 공업화학
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    • 제28권1호
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    • pp.112-117
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    • 2017
  • 이 연구에서는 피페라지노메틸-비스-포스폰산(PIPEABP), 메틸피페라지노메틸-비스-포스폰산(MPIPEABP), N,N-디메틸렌디아미노메틸-비스-포스폰산(MDEDAP) 그리고 비스-디메틸아미노메틸 포스핀산(DMDAP)의 화학 첨가제로 처리된 중질섬유판(MDF)의 연소가스 발생을 시험하였다. 15 wt%의 인-질소산류 첨가제 수용액으로 중질섬유판에 붓으로 3회 칠하여 실온에서 건조시킨 후, 콘칼로리미터(Conecalorimeter, ISO 5660-1, 2)를 이용하여 연소가스의 발생을 시험하였다. 그 결과, 인-질소산류 첨가제로 처리한 시험편의 최대연기발생률($SPR_{peak}$)은 무처리 시험편에 비교하여 18.5~41.5%로 낮게 나타내었다. 그러나 인-질소산류 첨가제로 처리한 시험편에 대한 최대일산화탄소 생성($CO_{peak}$), (6.7~24.2)%은 공시험편보다 높게 나타났다. 또한 최대이산화탄소 발생($CO_{2peak}$), (4.2~24.4)%은 공시험편보다 낮게 나타났다. 반면에 $O_2$의 최대결핍률은 사람에게 치명적일 수 있는 수준인 15%보다 훨씬 높으므로 그로 인한 위험성은 피할 수 있었다. 결론적으로 MDF에 인-질소산류로 처리한 시험편은 부분적으로 연소성이 억제되었다. 그러나 일산화탄소의 감소에는 부정적인 영향을 미쳤다.

예냉 처리가 치콘의 MA 저장성에 미치는 영향 (Effect of Precooling Treatments on the Storability of Chicon during MA Storage)

  • 정현진;서현택;최인이;유태종;손진성;원재희;김일섭;강호민
    • 생물환경조절학회지
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    • 제19권4호
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    • pp.360-365
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    • 2010
  • 본 연구는 예냉처리가 치콘의 MA저장에 미치는 영향을 알아보고자 실시하였다. 치콘의 예냉은 강제송풍 예냉처리에 빠르게 진행되어 품온이 예냉 목표 온도인 $2{\pm}1^{\circ}C$까지 저하되는데 소요시간이 강제송풍예냉이 자연통풍식의 1/6 수준이었다. 반냉각시간은 자연예냉이 3시간 21분, 강제통풍식이 1시간 17분이었다. 저장중 치콘의 생체중은 $5^{\circ}C$$10^{\circ}C$ 저장에서 모든 처리구가 0.5% 미만의 감소로 극히 적었으며 예냉시간이 짧았던 강제송풍예냉이 가장 높게 유지되었다. 저장중 포장재내 산소와 이산화탄소 그리고 에틸렌의 농도변화는 $5^{\circ}C$에 비해 $10^{\circ}C$에서 변화폭이 컸다. 예냉에 의한 호흡 억제 효과는 $5^{\circ}C$에서 나타나지 않았으나, $10^{\circ}C$에서 저장 9일 이후 대조구보다 낮은 이산화탄소와 높은 산소 농도로 확인되었다. 에틸렌은 예냉처리구가 저장 3일까지 대조구에 비해 다소 낮았으나 저장 6일부터는 처리간에 차이를 보이지 않았다. 저장 15일째 조사한 외관상 품질은 $5^{\circ}C$$10^{\circ}C$ 모두에서 대조구에 비해 예냉처리구에서 높게 유지되었는데, 예냉처리별로는 예냉기간이 휠씬 짧았던 강제송풍예냉에서 품질저하가 자연예냉 보다 더 컸다. 이는 6.0m/sec의 강한 송풍으로 치콘의 외옆 일부가 물리적 상처를 입었기 때문이라 판단되어 송풍속도 등에 대한 세밀한 추가 실험이 요구된다.

국내 전력 발전 및 산업 부문에서 탄소 포집 및 저장(CCS) 기술을 이용한 이산화탄소 배출 저감 (Reduction of Carbon-Dioxide Emission Applying Carbon Capture and Storage(CCS) Technology to Power Generation and Industry Sectors in Korea)

  • 위정호;김정인;송인승;송보윤;최경식
    • 대한환경공학회지
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    • 제30권9호
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    • pp.961-972
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    • 2008
  • 2004년 기준, 온실가스(GHG; Greenhouse Gas) 총 배출량 약 5억9,060만톤(t)$CO_2$로 배출량 세계 10위권인 우리나라는 국제 환경의 변화를 볼 때 향후 반드시 GHG를 감축해야한다. 2004년 국내 에너지 부문 중, 전력 발전 및 산업 부분에서 배출된 이산화탄소(CO$_2$)량은 총 2억9,685만t으로 우리나라 GHG 전체 발생량의 53.3%를 차지하여 이 두 분야에서 CO$_2$ 배출을 감축시키는 것이 가장 시급하고 중요한 문제이다. 또한 이 두 분야는 산업의 특성상 CCS(Carbon Capture and Storage) 기술을 적용하여 효율적으로 CO$_2$를 저감할 수 있는 가장 잠재력이 높은 분야이다. 두 분야에서 효율적으로 적용될 수 있는 CCS 기술로 단기적으로는 amine을 이용한 화합흡수법이, 중, 장기적으로는 ATR(Autothermal reforming), 또는 MSR-H2(Methane steam reformer with hydrogen separation membrane reactor)가 장착된 연소 전 기술과, SOFC+GT(Solid oxide fuel cell-Gas turbine) 같은 순산소 연소 기술이 가장 유리 할 것으로 예상된다. 이와 같은 최신 연소 전 및 순산소 연소 기술을 이용하면 향후 CO$_2$ 포집 비용을 $US 8.5-43.5/tCO$_2$로 줄일 수 있으며 이를 이용하여 전력 발전 및 산업 부분에서 발생하는 CO$_2$의 10%만을 감축하더라도 약 3,000만t의 CO$_2$를 저감할 수 있겠다.

이산화탄소 분해용 페라이트 담지 다공성 세라믹 섬유복합체 제조와 물성 (Preparation and Characterization of Ferrite Supported on Porous Ceramic Fiber Composites for Co2 Decomposition)

  • 이봉수;김명수;최승철;오재희;이재춘
    • 한국세라믹학회지
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    • 제39권8호
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    • pp.801-806
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    • 2002
  • 대기중에 방출되는 이산화탄소 저감을 위해서 산소결핍 페라이트를 이용한 이산화탄소의 탄소 전환에 대한 연구가 이루어지고 있다. 본 연구에서는 우레아 분해를 이용한 균일침전법에 의해 Ni 페라이트 $Ni_{0.4}Fe_{2.6}O_4$를 다공성 세라믹섬유 지지체(지름 50mm, 두께 10mm)에 in-situ 하게 담지하였다. 페라이트를 다공성 세라믹섬유 지지체에 담지하는 방법이 이산화탄소 분해효율에 미치는 영향을 조사하였다. 페라이트가 담지된 시편으로부터 잔류 염소이온과 우레아를 제거하면 주 결정상으로 스피넬 구조의 페라이트를 얻을 수 있었으나 이산화탄소 분해효율이 크게 향상되지는 않았다. 페라이트가 중량 분율로 20% (1g) 담지된 다공성 세라믹섬유 복합체 시편의 경우, 초기 3분 까지는 100% 이산화탄소 분해효율을 나타내었으나 10분 경과 후에는 급격하게 감소하였다. 이산화탄소 분해효율 감쇄 특성시간은 약 3∼7분 사이로 나타났다.

실습선을 이용한 주 추진기관의 배기배출물의 실시간 계측 (Real Time Measurement of Exhaust Emissions from Main Engine using Training Ship)

  • 최정식;이상득;이경우;천강우;남연우;윤석훈;최재혁
    • 해양환경안전학회지
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    • 제19권5호
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    • pp.531-537
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    • 2013
  • 본 연구에서는 한국해양대학교 실습선 한바다를 이용하여 선박의 입 출항 및 약 150 rpm의 정속 운항 할 때 주기관에서 배출되는 배기가스를 실시간 계측하였다. 실측 결과 질소산화물의 농도는 정속 운항시 800 ppm 에서 1,000 ppm 사이인데 반해, 입 출항시에는 210 ppm 에서 1,230 ppm 까지 큰 범위에서 값이 변화하였다. 일산화탄소의 농도 역시 정속운항 상태 보다 입 출항시 측정값의 변화가 크게 나타났다. 이러한 결과는 입 출항시 가능한 한 주기관의 부하변동이 급격히 발생되지 않도록 하는 선박 조종 스킬이 필요하다는 것을 의미한다. 또한, 배기가스 저감 기술의 적용에 있어 입 출항시와 정속 운항할 때 그 차이를 고려할 필요가 있다는 것을 나타낸다.

지역기반 원격근무를 통한 출근 통행거리 저감이 CO2 배출에 미치는 영향: 수도권 지역을 대상으로 (Effects of Commuting Distance Reduction by Teleworking on Carbon Dioxide Emission: Focusing on the Seoul Metropolitan Area)

  • 강지한;오규식
    • Spatial Information Research
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    • 제22권4호
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    • pp.89-102
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    • 2014
  • 우리나라에서 지역기반 원격근무센터의 설치와 운영은 시범적 초기단계로서, 재택근무에 대한 연구가 다소 이루어진 바 있지만, 지역기반에서 원격근무센터가 본격적으로 확대 보급되었을 때의 효과를 분석한 연구는 미비하다. 이에 본 연구에서 수도권 지역을 대상으로 원격근무센터의 설치를 통해 얻을 수 있는 출근 통행거리의 저감 효과를 네트워크를 기반으로 분석하고, 이를 통해 지역기반 원격근무센터의 $CO_2$ 저감효과를 정량적으로 산출하였다. 분석결과, 지역기반 원격근무센터로 인한 총 $CO_2$ 저감량은 1일 기준 911 톤(Ton)으로 나타났다. 이같은 분석 결과에 1년 근로일수(통계청)인 258일을 적용하면 연간 235,056톤(Ton)의 $CO_2$가 원격근무센터 설치에 의해 저감될 수 있다. 본 연구는 원격 근무센터 설치를 통해 얻을 수 있는 환경적 효용을 정량적으로 산출함으로써 향후 원격근무센터의 효과적 입지를 위한 가이드라인으로 활용이 가능하며, 행정구역별 비교를 통해 원격근무센터 확대 실시에 있어 우선순위 결정에 도움을 줄 수 있을 것이다.

원자력과 신재생에너지 발전설비 확대에 따른 온실가스 저감 잠재량에 관한 연구 (Assessment of GHG Emission Reduction Potential in Extension of Nuclear and Renewable Energy Electricity Generation)

  • 전수영;박상원;송호준;박진원
    • 에너지공학
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    • 제18권3호
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    • pp.191-202
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    • 2009
  • 2005년 2월 교토의정서가 효력을 발휘하게 됨에 따라 우리나라는 세계 10위의 이산화탄소 배출국으로서 2013년 이후에는 감축의무를 지어야 할 실정이다. 특히 온실가스 배출량의 약 30%가 발전부문에 의한 것이므로 전환부문의 에너지 소비 저감은 매우 중요하다. 이에 정부는 온실가스 감축환경에 대응하기 위하여 "제1차 국가에너지기본계획"을 발표하여 원전설비를 2030년까지 최대 41%까지 확대하고, 신재생에너지보급률 또한 11%로 높이겠다는 목표를 내세웠다. 이에 근거하여 원자력과 신재생에너지발전설비를 확대하였을 경우 온실가스 저감 잠재량과 그 유효성을 LEAP(Long-range Energy Alternative Planing system)을 이용하여 정량적으로 분석하였다. 분석결과 2030년 기준으로 총 $CO_2$ 발생 저감률은 28.8% 였다. 또한 BAU 시나리오 발전량을 토대로 하였을 때 유연탄발전 $0.85\;kgCO_2/kWh$, LNG발전 $0.51\;kgCO_2/kWh$의 단위 발전량당 온실가스 배출량을 보였다. 따라서 기존설비를 대체할 시, 유연탄발전을 대체할 경우에 온실가스 저감 효과가 크다는 결론을 보였다.