• 에너지공학
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• 제23권4호
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• pp.61-72
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• 2014

전 세계 $2^{\circ}C$ 기후변화 목표에 부합하기 위한, 한국의 저탄소 사회로의 전환 경로를 분석하였다. 경제 성장률의 감소, 산업구조 변화, 에너지수요관리 강화, 발전부문 탈탄소화, 저탄소 연료로의 대체를 통해 2050년까지 연료연소 부문 온실가스 배출량을 2011년 대비 67%, 기준 전망 대비 74% 감축할 수 있는 것으로 분석되었다. 2011~2050년 기간 기준 전망과 저탄소 사회 시나리오 간 연료연소 부문 온실가스 누적 감축량에서 경제 성장률의 감소, 산업구조 변화, 에너지수요관리 강화, 발전부문 탈탄소화, 저탄소 연료로의 대체 등이 차지하는 비중은 각각 13%, 9%, 72%, 5%, 1%이었다. 2050년까지 최종에너지 소비는 2011년 대비 50%, 기준 전망 대비 59% 감축이 필요하다. 발전량 중에서 원자력, 석탄, 신재생이 차지하는 비중은 2011년 각각 31%, 40%, 2%에서 2050년에 38%, 2%, 32%, CCS 23%로 바뀐다. 발전 부문에서 CCS와 재생에너지의 비중이 증가하면서, 2050년 전력 배출원단위는 2011년 대비 81%, 기준 전망 대비 76% 감소하였다. 2050년에 1차 에너지는 2011년 대비 36% 감소, 기준 전망 대비 56% 감소하였다. 1990~2011년 동안 한국의 최종에너지 소비와 1차에너지, 연료연소 부문 온실가스 배출량은 각각 176%, 197%, 146% 증가하였다. 2050년 저탄소 사회로 전환하기 위해서는 과거의 패턴에서 급격한 변화가 요구되며, 이를 달성하기 위한 경제와 산업구조의 변화, 에너지 수요 관리 및 저탄소 에너지 공급 기술 등 혁신적인 에너지 기술 개발과 보급, 전기와 재생에너지 중심의 에너지 소비 구조로의 전환 등이 요구된다.

• 환경영향평가
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• 제22권6호
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• pp.705-711
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• 2013

본 연구는 논토양에서 벼 재배시 PAA(Polyaspartic acid)가 함유된 복합비료의 시용효과를 살펴보고자 2010년부터 2011년까지 고시히카리를 시험품종으로 재배시험하여 벼 생육 및 메탄 배출량으로 검토하였으며, 적정 시용수준을 설정하였다. 1. 벼 식물체중 질소함량은 표준시비구와 전용복비 N 65%, N 75% 해당량 처리구와 대등하였고, 초장 및 분얼수 등 생육상황도 같은 경향이었다. 2. 전용복비 N 65%와 75% 해당량 처리구의 토양 중 $NH_4$-N 함량은 표준시비구와 대등하였다. 3. $CH_4$ 배출량은 표준시비구 266 kg $CH_4/ha$에 비해 전용복비 N 65% PAA 시용구에서는 19%, N 75% PAA 복비 시용구에서는 14% 감축되었다. 4. 표준시비구와 쌀수량이 대등한 전용복비의 시용수준은 표준시비의 N 65%, 75% 해당량의 전용복비 처리구이었다. 5. 농가실증 2개소 모두 관행비료와 개발비료(관행 N 75% 해당량)의 생육, 수량 및 미질 조사결과 대등하였다.

• 생물환경조절학회지
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• 제19권3호
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• pp.159-164
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• 2010

염생식물 중 생체로 이용되고 있는 수송나물(Salsola komarovi Iljin)과 해홍나물(Suaeda maritima L. Dum.)의 상품화를 위해 포장 판매 및 저장이 동시에 가능한 MAP(modified atmosphere package)의 저장성을 몇가지 온도에서 비교하였다. 온실에서 재배한 수송나물과 해홍나물을 $50{\mu}m$(ceramic) 필름으로 포장하여 $2^{\circ}C$, $10^{\circ}C$, $25^{\circ}C$에 저장하였다. 저장중 생체중 감소는 모두 1% 미만이었는데, 역시 상온에서 가장 빠르게 감소하였으며, 수송에서 감소폭이 컸다. 포장재내 산소 농도는 저장온도별로는 $2^{\circ}C$에서 가장 높게 유지되었으며, $25^{\circ}C$에서는 수송이 해홍보다 낮은 농도를 보였다. 포장재내 이산화탄소 농도는 산소농도와 반대로 저장온도별로는 $25^{\circ}C$에서 가장 높았으며, 식물별로는 수송에서 높았는데 두 식물 모두 $2^{\circ}C$와 $5^{\circ}C$에서는 1% 이하로 유지되었다. 포장재내 에틸렌 농도는 $10^{\circ}C$에서 $2^{\circ}C$보다 높았으나, 통계적인 유의성은 없었다. $10^{\circ}C$에서 에틸렌 농도는 두 식물 모두 $20{\mu}L{\cdot}L^{-1}$으로 같은 수준으나, $2^{\circ}C$에서는 해홍이 다소 높았다. 온도에 따른 포장재내 이산화탄소와 에틸렌 농도는 저장온도가 높을수록 높았는데, 수송나물에서는 $2^{\circ}C$와 $10^{\circ}C$간 통계적 유의성이 있는 차이를 보인 반면, 해홍나물의 경우 그 차이에 통계적 유의성이 인정되지 않았다. 관능검사로 실시한 외관상 품질은 3점까지 상품성을 인정하였는데, 수송나물의 경우 상품성인 인정된 저장일수가 $24^{\circ}C$에서는 3일, $10^{\circ}C$에서는 7.5일 $2^{\circ}C$에서는 14일이었고, 해홍나물은 $24^{\circ}C$에서는 3.5일, $10^{\circ}C$에서는 9.5일 $2^{\circ}C$에서는 11일이었다. 외관상 품질 변화와 포장재내 이산화탄소와 에틸렌 농도로 볼 때 해홍나물의 경우 $2^{\circ}C$의 저온에서 저장성이 $10^{\circ}C$와 차이가 없어 저온장해가 의심되었다.

• 대한환경공학회지
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• 제30권10호
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• pp.999-1005
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• 2008

토양 세척법 중에서 수산화나트륨(NaOH)과 과산화수소(H$_2$O$_2$)를 이용한 토양세척의 주된 반응은 H$_2$O$_2$ 분해시 발생되는 산소기포가 토양에 흡착되어 있는 유류오염물질을 효과적으로 탈착 부상시킨다. 이로 인한 H$_2$O$_2$의 분해속도를 온도에 따른 반응속도 상수를 통해 증명하고, 운전인자를 최적화하기 위하여 NaOH 및 H$_2$O$_2$의 농도와 세척시간, 고액비(soil-water)의 영향을 살펴보았다. 토양세척시 NaOH 수용액상에서 H$_2$O$_2$의 분해속도는 농도에 대해 1차 반응이고, NaOH 0.1 M 이하의 농도에서 반응속도상수 k$_1$은 0.9439 $\times$ exp(-1376.82/RT), 이상의 농도에서 반응속도상수 k$_2$는 17.3588 $\times$ exp(-2320.06/RT)이었다. 아울러, NaOH는 일정농도 이상에서 H$_2$O$_2$ 분해를 촉진시키며, 토양세척 시 최적 NaOH/H$_2$O$_2$ 농도를 반응속도상수를 통해 확인하였다. 또한, 토양세척 시최적조건은 세척시간 15 min, 고액비 1 : 3, NaOH 및 H$_2$O$_2$의 농도는 0.25 M과 0.1 M이 적절하였다.

• 대한환경공학회지
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• 제39권6호
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• pp.356-370
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• 2017

본 논문에서는 국내 환경에서 설정된 가정 하에 지능형 전력망 기술이 지능형 송배전, 소비자, 전력서비스, 신재생 에너지 및 운송 등의 5가지 분야에 적용될 경우 2030년까지의 연도별 국내 에너지 절감 및 $CO_2$ 감축 효과와 그 상대적 기여도를 예측, 분석하였다. 2030년 지능형 전력망 운용에 따른 총 에너지 절감량은 103,121 GWh로 계산되며 이는 당해 소비전력량 전망치의 약 13.1%로 2025년 이후 이 비율은 약 10% 이상으로 유지될 것으로 예측되었다. 이를 토대로 계산된 2030년 $CO_2$ 배출 감축량은 5,538만 $tCO_2$로 계산되었고 이는 당해 온실가스 감축 목표량인 3억 1,500만 $tCO_2$에 17.6%에 해당하는 값이다. 이러한 $CO_2$ 배출 감축량은 에너지 절감량과는 다르게 해가 거듭될수록 전체 배출 감축량에 대한 그 비율이 감소하는데 이는 향후 온실가스 배출량의 대부분을 차지하는 석탄화력 발전량의 지속적인 증가와 국가의 목표 배출 감축 속도가 매우 빠르게 설정되었기 때문으로 판단된다. 2030년 5가지 각 분야에서의 에너지 절감 및 $CO_2$ 배출 감축 기여 비율은 지능형 소비자 44.37%, 신재생 에너지 29.16%, 전력서비스 20.12%, 송배전 5.11%, 운송 1.24%로 계산되고 시간에 따른 상대적 에너지 절감 속도는 지능형 소비자 분야가 가장 빠르며 신재생 에너지 및 전력서비스로 순서를 이룬다. 송배전 분야에서의 절감 속도는 송배전 손실률 향상의 한계 때문에 낮고, 전기자동차 예상 보급 대수의 증가율이 낮아 운송 부분의 절감 속도가 가장 느리므로 이에 대한 대책이 필요할 것으로 판단된다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제18권2호
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• pp.94-101
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• 2015

$CO_2$ 배출을 줄이기 위해서 최근 $CO_2$ 포집 및 저장 기술에 관한 연구가 전세계적으로 활발히 진행되고 있다. 국내에서는 해양퇴적층을 대상으로 한 $CO_2$ 저장 연구가 활발히 진행되고 있다. 이러한 $CO_2$ 저장 연구에서 가장 중요한 요소 중 하나는 안전성 확보이다. 지중저장의 안전성 확보를 위해서 저장 $CO_2$의 누출 가능성과 누출 특성을 예측하는 것은 매우 중요하다. 본 연구에서는 해양지중에 저장된 $CO_2$가 단층을 통하여 누출될 수 있는 시나리오를 가정한 후, 지중공간 내 $CO_2$ 확산 및 누출 거동을 TOUGH2-MP ECO2N을 사용하여 시뮬레이션 하였다. 대상 저장지는 150 m 수심의 대륙붕 해저 825 m 지점에 있는 두께 150 m의 대염수층이고, 누출이 진행되는 경로는 주입정에서 1,000 m 떨어진 단층이다. 저장된 $CO_2$는 주입 압력과 밀도차에 의한 부력에 의해서 이동하게 된다. $CO_2$가 해수면으로 누출되기 위해서는 주입정에서 인가된 압력차가 $CO_2$를 단층 하단에 도달할 수 있게 할 만큼 충분히 커야 한다. 단층 하단에 도달한 $CO_2$는 추가적인 압력 구배가 없어도 부력에 의해서 누출된다. $CO_2$ 주입과 동시에 공극수는 $CO_2$가 누출되기 전까지 지속적으로 해저면으로 누출된다. $CO_2$가 해저면에 도착하면 공극수의 누출은 중단되고, 누출되는 $CO_2$질량에 상응하는 해수가 부력의 반대 작용으로 인해 단층으로 유입되는 것으로 계산되었다. 주입량이 누출에 미치는 영향을 평가하기 위하여 연간 $CO_2$ 주입량 100만 톤, 75만 톤, 50만 톤 에 대한 민감도분석을 수행하였으며, 누출이 일어난 시점은 주입 후 각각 11.3 년, 15.6년, 23.2년으로 계산되었다. 또한, 주입이 종료 된 이후에도 누출은 특정 기간 동안 지속되는 것으로 계산되었다. 누적 주입량 대비 누적 누출량은 연간 $CO_2$ 주입량이 100만 톤, 75만 톤, 50만 톤인 경우, 각각 19.5%, 11.5%, 2.8% 이다.

• 원예과학기술지
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• 제31권6호
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• pp.828-832
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• 2013

IPCC 2006 guideline에서 제시한 Tier 3 수준에 맞게 배나무 과수원의 온실가스 저장량을 산정하기 위하여, 전라남도 나주에 위치한 농촌진흥청 배시험장 재배포장($35^{\circ}01^{\prime}27.70N$, $126^{\circ}44^{\prime}53.50^{\prime\prime}E$, 표고 6m)에 $5.0{\times}3.0m$ 간격으로 재식된 Y자 수형의 15년생 배 '신고(Pyrus pyrifolia Nakai cv. Niitaka)' 재배지를 대상으로 과수와 재배지 토양의 총 탄소 및 질소 저장량을 측정하였다. 이를 위해 2012년 8월, 3반복으로 과수를 굴취하여 주간, 주지, 측지, 잎, 과일, 뿌리로 분류하였고, 과수 주간으로부터 약 0.5m 떨어진 지점에서 0.6m 깊이까지 0.1m 간격으로 토양을 채취하였다. 나무 한그루당 건물중은 주간이 4.7kg, 주지가 13.3kg, 측지가 13.9kg, 잎이 3.7kg, 과일이 6.7kg, 뿌리가 14.1kg이었다. 단위 질량당 총 탄소 및 질소의 함량은 주간에서 각 2.3kg과 0.02kg, 주지에서 6.4kg과 0.07kg, 측지에서 6.4kg과 0.09kg, 뿌리에서 6.5kg과 0.07kg, 잎에서 1.7kg과 0.07kg, 과일에서 3.2kg과 0.03kg 이었다. 재식밀도(667trees/ha)를 기준으로, 탄소와 질소는 재배지 토양에 각각 138.29 및 $13.31Mg{\cdot}ha^{-1}$가 저장되어 있었고, 과수에 각각 17.66 및 $0.23Mg{\cdot}ha^{-1}$씩 보유되어 있었다. 이를 종합한 결과 과수 재배지에서 탄소는 $155.95Mg{\cdot}ha^{-1}$, 질소는 $13.54Mg{\cdot}ha^{-1}$가 저장되어 있었다.

• 한국농림기상학회지
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• 제17권1호
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• pp.15-24
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• 2015

$CH_4$는 $CO_2$ 및 $N_2O$와 더불어 중요한 온실가스로서 지속적이고도 체계적인 감시가 요구된다. 에디 공분산 기술 기반의 $CO_2$ 플럭스의 관측은 이미 세계적으로 관측망이 구축되어 관측부터 자료처리에 이르기까지 모든 과정이 표준화되어 있을 뿐 아니라 체계적으로 잘 문서화되어 있다. 그러나 미량 기체인 $CH_4$의 경우, 레이저 기반의 고속반응 분광계를 필요로 할 뿐 아니라, 이에 수반되는 플럭스 자료의 처리 과정이 표준화되어 있지 않다. 본 연구 노트에서는 최근에 상용화된 개회로 파장 변조 분광계를 사용하여 에디 공분산 방법으로 논에서 관측한 $CH_4$ 플럭스 결과를 보고하였다. 모내기 전과 직후의 각 5일간 연속 관측한 자료를 KoFlux 프로토콜에 따라 상용화된 $EddyPro^{TM}$ 프로그램을 사용하여 자료를 처리하였다. 이 후처리 과정에서 세 가지 주요 보정, (1) 주파수 반응 보정, (2) 공기 밀도 보정, (3) 분광 보정의 효과를 정량화 하였다. 보정 효과는 밤과 낮에 따라 차이를 보였고, 메탄플럭스가 작을수록 보정 효과가 컸다. 전반적으로 보정 후에 메탄 플럭스는 평균 20-25% 정도 증가하였다. 국가농림기상센터(www.ncam.kr)에서는 분광 보정과 빈 자료 메우기를 포함한 $CH_4$플럭스 자료 처리가 포함된 업데이트된 KoFlux 프로그램을 일반 사용자에게 제공할 예정이다.

• 한국지구과학회지
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• 제22권4호
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• pp.327-338
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• 2001

본 연구에서는 전남 무안지역을 중심으로 관측한 농도자료와 세계의 주요 배경관측지점인 Point Barrow(Alaska), Mauna Loa(Hawaii)를 중심으로 관측한 농도자료를 이용하여, 메탄의 농도분포특성을 지역 또는 시간의 함수로 비교분석하였다. 이들 관측점들은 주요 위도대를 대표하기 때문에, 위도별 베탄의 분포특성을 파악하는데도 중요한 단서를 제공하였다. 또한 본 연구결과에 기초하여 메탄의 농도변화양상을 여러 가지 시간적 주기로 비교하고, 그러한 결과의 의미를 다양한 통계적 기법에 기초하여 분석하였다. 전체 관측기간동안 확보된 일평균 농도자료로부터 계산된 무안지역의 농도는 1898${\pm}$85.3ppb(N=812)로 나타났다. 동일한 기관동안 두 개의 비교관측지점인 Point Barrow와 Mauna Loa 지역에서는 1832${\pm}$29.6ppb(N=823), 1745${\pm}$14.8ppb(N=818)의 평균농도가 각각 관측되었다. 각 지점에서 관측된 자료를 이용하여 빈도분포를 비교한 결과에 따르면, 무안지역에서 1900ppb의 최빈값을 나타낸 반면, Point Barrow, Mauna Loa 지역에서는 각각 1850, 1750ppb로 (상대적으로) 낮은 최빈값을 보여주었다. 이 논문에서는 국내의 관측점에서 발견되는 고농도의 메탄분포특성을 여러 관점에서 비교하고 해석하고자 하였다. 국외지역에서 주로 발견되는 미미한 수준의 농도변화 경향과 달리, 무안지역에서는 여타 지역들에 비해 절대적으로 높은 농도값이 유지되고 그 농도변화가 주야간대별로 뚜렷하게 구분될 정도로 주기적인 변화의 폭이 큰 것으로 확인되었다. 특히 무안지역에서는 낮시간대(6:00 AM 이후)에 농도가 낮아지고, 저녁시간대에 농도치가 상승하는 경향이 두드러졌다. 풍향과 CH$_4$농도관계를 비교한 결과, 연구대상지역이 서해안에 위치한 지리적인 요건으로 인해 상대적으로 청정한 해풍이 주를 이루는 서풍계열의 풍계가 나타날 때, CH$_4$의 농도는 낮은 수준을 유지하는 것으로 나타났다. 본 연구에 의하면, 국내 지점의 메탄농도는 국외여타 지점에 비해 뚜렷하게 구분이 될 정도로 높은 수준을 유지하고 있다. 이러한 현상을 초래하는 원인으로 여타 비교대상지역들에 비해, 무안지역이 보다 다양한 배출원의 영향에 직접적으로 노출된데 따른 영향을 직간접적으로 반영하는 결과로 사료된다. 연구지점에서 발견된 CH$_4$의 고농도 현상과 일주기를 중심으로 반복되는 농도의 큰 진동폭이 나타나는 현상도 역시 주목할 만하다.

• 한국산림과학회지
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• 제98권1호
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• pp.55-65
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• 2009

부속서I국가의 Post-2012 LULUCF 협상을 위해 2008년 8월 가나 아크라에서 개최된 AWG-KP 회의에서 교토의정서 제1차 공약기간에 적용된 gross-net 탄소계정 방법을 개정하기 위한 4가지 협상 대안(gross-net, net-net, 베이스라인 설정, 토지기반 탄소계정 방법)을 결정하였다. 본 연구는 베이스라인 설정 방법을 제외한 3가지 대안에 대해 보고방식, 할인율과 배출권 인정 상한량(cap)에 따라 4가지 대안 시나리오를 설정하여 국가 간 산림 탄소배출권(RMU)을 추정 비교하였다. 교토의정서 3.4조 활동을 현재의 자발보고에서 의무보고로 개정할 경우 러시아, 호주, 뉴질랜드 및 잠재적으로 캐나다도 RMU의 손실이 클 것으로 추정되었다. net-net 및 토지기반 탄소계정 방법은 기준연도 또는 기준기간에 따라 RMU 차이가 큰데, 장령림이 많은 국가는 기준 연도 또는 기준 기간이 공약기간과 가까울수록 RMU가 감소하였다. 모든 국가는 산림경영 활동에 대한 현재의 85% 할인율을 낮출수록 RMU는 증가하였다. 신규조림 및 재조림의 잠재력이 낮은 우리나라는 할인율의 변화에 RMU가 가장 민감하게 변화하였다. 향후 Post-2012 LULUCF 협상은 gross-net 탄소계정 방법과 교토의정서 3.4조 활동의 자발보고라는 현행 탄소계정 체계의 승계가 유력할 것으로 전망된다. 다른 탄소계정 방법은 국가 간 이해관계가 크고 신뢰할만한 방법론 개발에 많은 비용과 시간이 요구된다는 측면에서 채택될 가능성이 낮다. Post-2012 온실가스 의무감축에 참여에 대비하여 우리나라는 기존 선진국과는 다른 차별화된 협상 전략이 필요한데, 특히 산림경영 활동에 대한 할인율을 낮추는 것이 유력한 대안이 될 수 있다.