• 한국폐기물자원순환학회지
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• 제35권7호
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• pp.606-615
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• 2018

Over the past two decades, the options for solid waste management have been changing from land disposal to recycling, waste-to-energy, and incineration due to growing attention for resource and energy recovery. In addition, the reduction of greenhouse gas (GHG) emission has become an issue of concern in the waste sector because such gases often released into the atmosphere during the waste management processes (e.g., biodegradation in landfills and combustion by incineration) can contribute to climate change. In this study, the emission and reduction rates of GHGs by the municipal solid waste (MSW) management options in D city have been studied for the years 1996-2016. The emissions and reduction rates were calculated according to the Intergovernmental Panel on Climate Change guidelines and the EU Prognos method, respectively. A dramatic decrease in the waste landfilled was observed between 1996 and 2004, after which its amount has been relatively constant. Waste recycling and incineration have been increased over the decades, leading to a peak in the GHG emissions from landfills of approximately $63,323tCO_2\;eq/yr$ in 2005, while the lowest value of $35,962tCO_2\;eq/yr$ was observed in 2016. In 2016, the estimated emission rate of GHGs from incineration was $59,199tCO_2\;eq/yr$. The reduction rate by material recycling was the highest ($-164,487tCO_2\;eq/yr$) in 2016, followed by the rates by heat recovery with incineration ($-59,242tCO_2\;eq/yr$) and landfill gas recovery ($-23,922tCO_2\;eq/yr$). Moreover, the cumulative GHG reduction rate between 1996 and 2016 was $-3.46MtCO_2\;eq$, implying a very positive impact on future $CO_2$ reduction achieved by waste recycling as well as heat recovery of incineration and landfill gas recovery. This study clearly demonstrates that improved MSW management systems are positive for GHGs reduction and energy savings. These results could help the waste management decision-makers supporting the MSW recycling and energy recovery policies as well as the climate change mitigation efforts at local government level.

• 한국대기환경학회지
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• 제30권5호
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• pp.411-422
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• 2014

In this study, spatial and temporal variations of radiative forcing (RF) and mean temperature changes due to greenhouse gases ($CO_2$, $CH_4$, and $N_2O$) emitted from commercial aircraft were examined based on the simplified expression at the airports in Korea during 2009~2010. The radiative transfer model (SBDART) was used to compare with the RF and mean temperature changes calculated from the simplified expressions for greenhouse gas $CO_2$. The RF simulated by the SBDART was about 67% higher than that of the simplified expression, on average. The highest mean RF (up to $9.0mW/m^2$ for $CO_2$) and mean temperature changes (up to $9.7{\times}10^{-5}^{\circ}K/day$ for $CO_2$) for all GHGs occurred at Ulsan airport during the study period, whereas the lowest RF and temperature changes at Yangyang (for $CO_2$) and Sacheon airports (for $CH_4$ and $N_2O$). In the case of $CH_4$ and $N_2O$, their effects to the RF and mean temperature change were negligible compared to $CO_2$.

• 전기학회논문지
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• 제66권5호
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• pp.757-764
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• 2017

As the reduction of greenhouse gases(GHGs) emission has become a global issue, the microgrid markets are growing rapidly. With the sudden changes in the market, Korean government suggested a new business model called 'Self-Sufficient Energy Islands'. Its main concern is a stand-alone microgrid composed of Distributed Energy Resources(DERs) such as Renewable Energy Sources(RESs), Energy Storage System(ESS) and Fuel Cell, in order to minimize the emission of GHGs. According to these trend, this paper is written to propose an optimal sizing method of DERs in a stand-alone microgrid by using Genetic Algorithm(GA), one of the representative stochastic methods. It is to minimize the net present cost with the variables, size of RESs and ESS. In the process for optimization, the sunless days are considered as additional constraints. Through the case study analysis, the size of DERs installed in a microgrid system has been computed using the proposed method in MATLAB. And the result of MATLAB is compared with that of HOMER(Hybrid Optimization of Multiple Energy Resources), a well-known energy modeling software.

• 한국농공학회논문집
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• 제60권3호
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• pp.51-61
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• 2018

Transportation and storage technologies, which are key drivers for trade, has increased global trade of agricultural products about 165% from 1995 to 2015. Korea imports 76.2% of grain from major food exporters such as USA, Australia, Brazil, and China. The expected long shipping distances from these countries can seriously cause environmental impacts on various environmental categories such as climate change, particulate matter, and acidification. The goal of this study is to assess the environmental implications focused on greenhouse gases (GHGs) and particulate matters (PMs) emissions of imported grains (wheat, corn, and bean) using food miles analysis and life cycle assessment (LCA). The environmental impacts of imported crops are estimated by transportation modes using the national LCI database provided by Korea Environmental Industry & Technology Institute (KEITI). The results of this study are as follows; (1) Imported wheat comes from USA (29%), AUS (27%), and URK (20%), corn is imported from USA (34%), BRA (29%), and URK (16%), and bean comes from BRA (57%), USA (40%), and CHN (2%); (2) the food miles of imported crops (wheat, corn, and bean) are 3.62E+10, 1.30E+11, and $2.20E+10ton{\cdot}km$, respectively; (3) the potential GHGs and PMs of wheat, corn, and bean are 5.02E+08, 1.67E+09, and 2.84E+08 kg $CO_2e$ and 5.89E+05, 1.83E+06, 3.07E+05 kg $PM_{10}e$, respectively. The outputs of this study could provide environmental impacts and carrying distances of imported agricultural products for preparing a plan to reduce environmental impacts.

• 한국토양비료학회지
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• 제46권6호
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• pp.463-468
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• 2013

The level of nitrous oxide ($N_2O$), a long-lived greenhouse gas, in atmosphere has increased mainly due to anthropogenic source, especially application of nitrogen fertilizers. Quantifying $N_2O$ emission from agricultural field is essential to develop national inventories of greenhouse gases (GHGs) emission. The objective of the study was to develop emission factor to estimate direct $N_2O$ emission from agricultural field in Gangwon-do, Korea by measuring $N_2O$ emissions from potato (Solanum tuberosum), red pepper (Capsicum annum L.), and Chinese cabbage (Brassica campestris L.) cultivation lands from 2009 to 2012. Accumulated $N_2O$ emission was $1.48{\pm}0.25kg$ $N_2O-N\;ha^{-1}$ for red pepper, $1.27{\pm}0.27kg$ $N_2O-N\;ha^{-1}$ for potato, $1.49{\pm}0.06kg$ $N_2O-N\;ha^{-1}$ for Chinese cabbage cultivated in spring, and $1.14{\pm}0.22kg$ $N_2O-N\;ha^{-1}$ for fall Chinese cabbage. Emission factor of $N_2O$ calculated from accumulated $N_2O$ emission, nitrogen fertilization rate, and background $N_2O$ emission was $0.0051{\pm}0.0016kg$ $N_2O-N\;ha^{-1}$ N for cropland in Gangwon province. More extensive study is deserved to be conducted to develop $N_2O$ emission factor for upland crops in Korea through examining the emission factors from various regions and crops because $N_2O$ emission is influenced by many factors including climate characteristics, soil properties, and agricultural practices.

• 한국토양비료학회지
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• 제45권6호
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• pp.1157-1163
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• 2012

2011년 전북 군산과 익산 지역의 관행농, 무농약, 유기농 농가를 대상으로 영농방법별로 쌀 생산 과정 중 투입 배출되는 물질 목록을 면접조사하여 전과정평가를 수행하고 쌀 생산체계에 대한 영농방법별 환경영향을 평가하고 탄소배출량을 비교 분석하였다. 전과정 목록분석 결과 $CO_2$ 배출은 화학비료 생산과 벼 재배단계에서 가장 많았고, $CH_4$과 $N_2O$ 배출은 대부분 벼 재배 중에 발생되었다. 쌀 (조곡) 1 kg 생산을 기준으로 하는 탄소성적은 관행농이 1.01E+00 $CO_2$-eq. $kg^{-1}$로 가장 높았고, 무농약이 5.37E-01 $CO_2$-eq. $kg^{-1}$, 유기농법이 6.58E-01 $CO_2$-eq. $kg^{-1}$였다. 농자재 투입량이 가장 적었던 무농약 쌀 생산에서 탄소성적이 가장 낮았고, 생산량은 가장 적었지만 복비투입이 없었던 유기농이 관행농보다 탄소성적이 낮았다. 관행농과 무농약 쌀 생산체계에서 온실가스 배출 주요 요인은 복비생산과 벼 재배 중 $CH_4$ 발생이었고, 유기농에서는 벼 재배 중 농기계 연료사용과 논토양 $CH_4$ 발생이었다. 그러므로 온실가스 감축을 위한 영농방법 활용으로 복합비료 적정량 사용을 위한 맞춤형 비료의 권장 및 벼논 물관리에 의한 메탄발생 저감방법 등을 제안하며, 더불어 유기농법에서는 수확량 향상을 위한 생산 효율성 증대와, 벼 재배 단계에서 농기계 연료 효율성 증대 활용에 관한 연구가 요구되었다.

• 한국토양비료학회지
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• 제43권6호
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• pp.886-891
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• 2010

농경지에서 발생되는 온실가스인 $CO_2$, $CH_4$ 그리고 $N_2O$의 배출량을 토성별 지구온난화잠재력으로 평가하기 위하여 수원시에 위치한 국립농업과학원 기후변화생태과 시험포장에서 온실가스 배출시험을 수행하였다. 고추밭에서 온실가스배출 시험은 2005년에 노지재배로 재배하였다. 시비는 화학비료와 돈분퇴비를 시용하였으며, 식양토와 사양토에서 온실가스배출에 영향을 주는 토양수분과 토양온도 등 관련 요인별로 온실가스배출량을 측정하였다. 이와 같이 고추밭에서 $CO_2$, $CH_4$, $N_2O$의 배출량을 확인하고, 지구온난화잠재력으로 환산한 온실가스의 양을 파악하여 온실가스 관리에 필요한 기초 자료로 활용하고자 하였다. 시험한 결과는 다음과 같다. (1) 토성에 따른 $CO_2$배출량은 식양토는 12.9 tonne $CO_2\;ha^{-1}$, 사양토는 7.6 tonne $CO_2\;ha^{-1}$로 나타났다. $N_2O$ 배출량은 식양토 35.7 kg $N_2O\;ha^{-1}$, 사양토 9.2 kg $N_2O\;ha^{-1}$로 나타났으며, $CH_4$ 배출량은 식양토에서 0.054 kg $CH_4\;ha^{-1}$, 사양토 0.013 kg $CH_4\;ha^{-1}$였다. (2) $CO_2$, $CH_4$, $N_2O$의 총 배출량을 지구온난화잠재력 (GWP-Global Warming Potential)으로 환산한 결과, 식양토에서 24.0 tonne $CO_2$-eq $ha^{-1}$, 사양토에서는 10.5 tonne $CO_2$-eq. $ha^{-1}$로 식양토에서 많은 온실가스 배출량을 보였다.

• 한국농림기상학회지
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• 제17권4호
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• pp.358-383
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• 2015

지구 온난화를 유발하는 온실가스들의 구체적인 배출량을 정량화하는 수단으로서 2000년대 중반부터 '탄소발자국'의 개념이 발전하였다. 아직도 명확한 정의나 측정 단위 또는 범위에 대한 규정이 존재하지 않지만, '개인이나 조직에 의해 제품의 전 생산 과정에서 직간접적으로 대기로 배출된 전체 온실가스의 양을 이산화탄소 상당량으로 나타낸 것'이라는 의미로 널리 사용되고 있다. ISO/TS 14067에 따르면, 제품의 탄소발자국은 온실가스를 배출하는 단위 공정들의 활동량 자료에 해당 공정의 배출계수를 곱하고 이를 모두 합산하여 산정한다. 이를 바탕으로 소비자들에게 비교 선택의 기회를 제공하고 생산자들의 자발적인 온실가스 배출 감축 활동을 장려하기 위한 '탄소성적표지' 제도가 전 세계적으로 다양하게 시행되고 있다. 이 제도의 일환으로 농업 분야에서 시범 운영되고 있는 '저탄소농축산물인증제'는 구매자의 윤리적 소비를 돕는 판단 근거로서 활용 가치가 클 것으로 기대된다. 이 과정에서 농산물에 대한 전과정평가의 경계를 설정하는 데에는 주로 사용 및 폐기 단계가 제외된 'cradle to gate' 접근법이 사용된다. 범위를 넓혀 농림 부문 전체에 대한 탄소발자국 산정은 "국가 온실가스 인벤토리 보고서"에서 유일하게 배출량뿐만 아니라 제거량도 고려해야 하는 특징을 가지고 있다. 현재 산정이 이루어지지 않는 농경지의 다년생 입목 바이오매스에 축적된 탄소의 변화량을 계산할 수 있다면 전체 온실가스 배출량을 상당 부분 감축할 수 있을 것이다. 이를 위해 전 과정의 이산화탄소 교환을 직접 정량화할 수 있는 타워 기반의 플럭스 관측이 사용될 수 있다. 탄소발자국 정보는 다른 지표들과 융합하여 지속가능한 농림생태계를 위한 좀 더 총체적인 지표 개발에 사용될 수 있다.

• Journal of Animal Science and Technology
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• 제60권11호
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• pp.27.1-27.8
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• 2018

Background: Enteric methane ($CH_4$) accounts for about 70% of total $CH_4$ emissions from the ruminant animals. Researchers are exploring ways to mitigate enteric $CH_4$ emissions from ruminants. Recently, nano zinc oxide (nZnO) has shown potential in reducing $CH_4$ and hydrogen sulfide ($H_2S$) production from the liquid manure under anaerobic storage conditions. Four different levels of nZnO and two types of feed were mixed with rumen fluid to investigate the efficacy of nZnO in mitigating gaseous production. Methods: All experiments with four replicates were conducted in batches in 250 mL glass bottles paired with the ANKOM$^{RF}$ wireless gas production monitoring system. Gas production was monitored continuously for 72 h at a constant temperature of $39{\pm}1^{\circ}C$ in a water bath. Headspace gas samples were collected using gas-tight syringes from the Tedlar bags connected to the glass bottles and analyzed for greenhouse gases ($CH_4$ and carbon dioxide-$CO_2$) and $H_2S$ concentrations. $CH_4$ and $CO_2$ gas concentrations were analyzed using an SRI-8610 Gas Chromatograph and $H_2S$ concentrations were measured using a Jerome 631X meter. At the same time, substrate (i.e. mixed rumen fluid+ NP treatment+ feed composite) samples were collected from the glass bottles at the beginning and at the end of an experiment for bacterial counts, and volatile fatty acids (VFAs) analysis. Results: Compared to the control treatment the $H_2S$ and GHGs concentration reduction after 72 h of the tested nZnO levels varied between 4.89 to 53.65%. Additionally, 0.47 to 22.21% microbial population reduction was observed from the applied nZnO treatments. Application of nZnO at a rate of $1000{\mu}g\;g^{-1}$ have exhibited the highest amount of concentration reductions for all three gases and microbial population. Conclusion: Results suggest that both 500 and $1000{\mu}g\;g^{-1}$ nZnO application levels have the potential to reduce GHG and $H_2S$ concentrations.

• 대한환경공학회지
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• 제30권12호
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• pp.1245-1254
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• 2008

지구온난화 영향의 사회적 비용(외부비용) 추산 방법을 제안하는 것이 이 연구의 목적이다. 지구온난화 영향의 피해를 받는 대상을 정의하기 위하여 엔드포인트 접근방법(endpoint approach)을, 피해를 받는 대상에 대한 경제적 가치를 산출하기 위하여 컨조인트 분석(conjoint analysis)을 각각 적용하였다. 보호대상에 대한 사회적 선호도와 지불의사금액(Willingness to Pay; WTP)을 측정하여 보호대상에 대한 경제적 가치를 추정한 결과 인간 건강은 62,261,700원/DALY(년)(장애보정생존연수), 사회 자산은 10,000원/10,000원이었다. 또한 각 보호대상에 대한 단위 피해를 정량화 한 피해계수(damage factor)와 인간 건강과 사회 자산에 대한 경제적 가치를 곱하여 GHG의 비용계수(cost factor)를 산출하였다. 온실가스 중 CO$_2$의 경우 비용계수는 13.52원/kg(13,520원/ton)으로 산출되었다. 제품 및 서비스로 인해 배출된 GHG 목록 결과값과 각 온실가스의 비용계수를 곱하여 지구온난화의 외부비용을 산출하였다.