• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제62권1호
• /
• pp.36-43
• /
• 2024

폐어망은 해양 플라스틱 폐기물의 50% 이상을 차지하며, 해양생태계를 파괴하는 주요 원인으로 지목되고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 폐어망은 소각, 매립, 기계적 재활용 등의 방법으로 처리되고 있으나, 부가가치가 낮은 제품으로 재활용되며, 오염 물질을 배출한다는 한계가 존재한다. 하지만 플라스틱 고분자로 구성된 폐어망은 열분해 방법을 통해 처리할 경우, 합성가스 및 열분해유와 같은 유용한 자원으로 재활용할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 CO₂ 기반에서 폐어망을 촉매 열분해하여 고순도의 H₂를 생산하는 공정을 제안하였다. 제안된 공정은 다음 3단계로 구성된다. 첫째, 전처리 된 폐어망을 CO₂ 기반 하 Ni/SiO₂ 촉매 열분해 반응을 통해 합성가스 및 열분해유를 생산한다. 둘째, 생성된 열분해유를 연소시켜 열분해 반응의 에너지원으로 재사용한다. 마지막으로, 합성가스를 WGS (Water-Gas-Shift) 및 PSA (Pressure Swing Adsorption)를 통해 고순도의 H₂로 전환한다. 본 연구에서는 제안된 공정의 열분해 결과를 일반적인 열분해 조건인 기존 N₂ 기반 열분해 결과와 비교하였다. 시뮬레이션 결과, 폐어망 500 kg/h을 열분해 시 N₂ 기반에서는 2.933 kmol/h의 고순도 H₂를, CO₂ 기반에서는 3.605 kmol/h 의 고순도 H₂를 생산 가능했다. CO₂ 기반 폐어망 열분해에서 CO 생산이 향상되어 최종적으로 H₂ 생산량이 증대된 결과가 도출되었다. 또한 폐어망 열분해 시 CO₂ 기반에서는 공정 운전 과정에서 배출되는 CO₂를 포집 후 활용함으로써, N₂ 기반 열분해에 비해 CO₂ 배출량을 89.8% 줄일 수 있었다. 연구 결과를 바탕으로 CO₂ 기반에서의 제안 공정은 폐어망 재활용과 더불어 친환경적인 수소 연료생산이라는 목표를 달성할 수 있을 것으로 기대된다.

• Journal of Animal Science and Technology
• /
• 제62권6호
• /
• pp.801-811
• /
• 2020

The main objective of this in vitro study was to evaluate red ginseng byproduct (RGP) as a protein resource and its effects on rumen fermentation characteristics, microflora, CO2, and CH4 production in ruminants. Four treatments for in vitro fermentation using buffered rumen fluid over a 48 h incubation period were used: 1, RGP; 2, corn gluten feed (CGF); 3, wheat gluten (WG); and 4, corn germ meal. In vitro dry matter digestibility (IVDMD), in vitro neutral detergent fiber digestibility (IVNDFD), in vitro crude protein digestibility (IVCPD), volatile fatty acids, pH, and ammonia nitrogen (NH3-N) were estimated after 48 h incubation. Gas production was investigated after 3, 6, 12, 24, 36 and 48 h. The CO2 and CH4 were evaluated after 12, 24, 36, and 48 h. A significant difference in total gas production and CO2 emissions was observed (p < 0.01) at all incubation times. CH4 production in RGP were higher (p < 0.05) than that in other treatments but a higher CH4 portion in the total gas production was observed in WG (p < 0.05) at 48 h incubation. The IVDMD, IVNDFD, and IVCPD of RGP was lower than those of other conventional ingredients (p < 0.01). The RGP had the lowest NH3-N value among the treatments (p < 0.01). The RGP also had the lowest total VFA concentration (p < 0.01), but presented the highest acetate proportion and acetate to propionate ratio among the treatments (both, p < 0.01). The abundance of Prevotella ruminicola was higher in RGP than in WG (p < 0.01), whereas RGP has lower methanogenic archaea (p < 0.01). In conclusion, based on the nutritive value, IVDMD, low NH3-N, and decreased methanogenic archaea, RGP inclusion as a protein source in ruminant diets can be an option in replacing conventional feed sources.

• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
• /
• 제27권4호
• /
• pp.592-599
• /
• 2014

This study presents trends and projected estimates of methane and nitrous oxide emissions from livestock of India vis-$\grave{a}$-vis world and developing countries over the period 1961 to 2010 estimated based on IPCC guidelines. World enteric methane emission (EME) increased by 54.3% (61.5 to $94.9{\times}10^9kg$ annually) from the year 1961 to 2010, and the highest annual growth rate (AGR) was noted for goat (2.0%), followed by buffalo (1.57%) and swine (1.53%). Global EME is projected to increase to $120{\times}10^9kg$ by 2050. The percentage increase in EME by Indian livestock was greater than world livestock (70.6% vs 54.3%) between the years 1961 to 2010, and AGR was highest for goat (1.91%), followed by buffalo (1.55%), swine (1.28%), sheep (1.25%) and cattle (0.70%). In India, total EME was projected to grow by $18.8{\times}10^9kg$ in 2050. Global methane emission from manure (MEM) increased from $6.81{\times}10^9kg$ in 1961 to $11.4{\times}10^9kg$ in 2010 (an increase of 67.6%), and is projected to grow to $15{\times}10^9kg$ by 2050. In India, the annual MEM increased from $0.52{\times}10^9kg$ to $1.1{\times}10^9kg$ (with an AGR of 1.57%) in this period, which could increase to $1.54{\times}10^9kg$ in 2050. Nitrous oxide emission from manure in India could be $21.4{\times}10^6kg$ in 2050 from $15.3{\times}10^6kg$ in 2010. The AGR of global GHG emissions changed a small extent (only 0.11%) from developed countries, but increased drastically (1.23%) for developing countries between the periods of 1961 to 2010. Major contributions to world GHG came from cattle (79.3%), swine (9.57%) and sheep (7.40%), and for developing countries from cattle (68.3%), buffalo (13.7%) and goat (5.4%). The increase of GHG emissions by Indian livestock was less (74% vs 82% over the period of 1961 to 2010) than the developing countries. With this trend, world GHG emissions could reach $3,520{\times}10^9kg$ $CO_2$-eq by 2050 due to animal population growth driven by increased demands for meat and dairy products in the world.

• Asian Journal of Business Environment
• /
• 제11권1호
• /
• pp.39-50
• /
• 2021

Purpose: This study seeks to establish the environmental damage theory applicable to Kenya. The analysis is based on annual data drawn from World Bank on carbon dioxide emissions (CO2e) and gross domestic product per capita (GDPPC) for Kenya spanning 1963 to 2017. Research Methodology: The study adopts explanatory research design and autoregressive distributed lag model for analysis. Results: The results revealed a coefficient of -0.017 for GDPPC and 0.004 for GDPPC squared indicating that economic growth has negative effect on CO2e in the initial stages of growth but positive effect in the high growth regime with the marginal effect being higher in the initial growth regime. The findings suggest a U-shaped relationship consistent with Brundtland Curve Hypothesis (BCH). Conclusions: The findings emphasize the need for sustainable development path that enables present generations to meet own needs without compromising the capacity of future generations to meet their own. Sustainable development may include, investment in renewable energies like wind, solar and adoption of energy efficient technologies in production and manufacturing. The study concludes that BCH is applicable to Kenya and that developing affordable and effective mechanisms to boost sustainable development implementation is necessary to decrease the anthropogenic impact in the environment without any attendant reduction in the economic growth.

• 동력기계공학회지
• /
• 제20권4호
• /
• pp.52-62
• /
• 2016

Nowadays, emissions of a vehicle are been getting by testing on a chassis dynamometer and a test modes. Also, fuel efficiency is calculated by carbon-balance method that is applying the emissions(CO, THC and $CO_2$) to the fuel calculation formular. In Korea, before 2014, the formular did not include the fuel factors (density, net heat value and carbon weight fraction), but the constants were based on the fuel properties of 2000s. So, this formular did not consider a characteristic of test fuel property that was changed when progressing fuel efficiency test. The characteristics of test fuel property which was distributed in domestic have a difference of quality depending on production regions and oil-refining facilities. Because the fuel properties are variable value during refineries, crude oils and blending contents of a bio-fuel, vehicle fuel is changed for each test. Therefore, the fuel qualities need to apply for a fuel economy test. In this paper, changing patterns of a fuel properties were reviewed during history of fuel standards. Also, the appropriateness of the methods was discussed by calculating and comparing fuel economies with the fuel factors and the constants.

• 한국건축시공학회지
• /
• 제20권3호
• /
• pp.245-252
• /
• 2020

합성수지 거푸집은 내부식성이 우수한 경량의 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)를 재료로 사용한다. 합성수지 거푸집의 전과정 평가를 위하여 ISO FDIS 13352에서 요구하는 시스템 경계를 만족하도록 공정 흐름도를 고려하였다. 이에 따라 고려된 시스템 경계는 Cradle-to- Product shipmen이다. 고려된 시스템 경계에서 투입 에너지원, 사용재료, 운송수단, 제작공정 등으로부터 산정한 전과정 목록(LCI) 데이터베이스를 분석하였다. 합성수지 거푸집의 LCI 데이터 분석으로 부터 환경부의 환경영향평가지수 방법론에 기반하여 분류화, 정규화, 특성화 및 가중치 과정을 거쳐 환경영향평가를 수행하고, 그 결과는 유로폼의 환경영향 평가값과 비교하였다. 실험결과, 전용횟수를 고려한 CO₂ 배출량은 유로폼 대비 2배 이상의 전용성을 갖는 합성수지 거푸집이 약 32 % 가량 낮았다. 이는 합성수지 거푸집 사용은 유로폼 대비 자재 생산을 1/2로 줄일 수 있으며, CO₂ 배출량 저감으로 이어질 수 있다.

• 한국기후변화학회지
• /
• 제5권3호
• /
• pp.219-230
• /
• 2014

In this study, greenhouse gas emission of magnesium industry was estimated and the reduction potential of the greenhouse gas emission was evaluated with reduction technologies. Default value of IPCC guideline was used to calculate the greenhouse gas emission and $SF_6$ alternatives were considered in reduction potential. Import of magnesium ingot was 22,806 ton in 2013, which will be expected to increase to 81,700 ton with 20% rate in 2020. Magnesium ingot was consumed to produce magnesium alloy in diecasting process. Recently, commercial production of crown magnesium and magensium plate began. Based on ingot consumption, $CO_2$ emission of domestic magnesium industry was estimated to 504,000 ton, which is about 0.79% of domestic industrial emissions. Reduction potential of diecasting process was estimated to 489,320 ton by changing SF6 to alternative gases such as HFC-134a, Novec-612. Emission factor of Tier 3 level should be developed to enhance the accuracy of greeenhouse gas emission of magnesium industry.

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제55권3호
• /
• pp.332-340
• /
• 2017

본 연구에서는 다목적 최적화 기법을 이용하여 다양한 신재생에너지 자원 기반 통합 에너지 공급 시스템을 설계 및 평가 한다. 본 연구에서는 에너지 공급 시스템의 주요 구성요소로써 태양광 모듈, 풍력터빈 및 화석연료 기반 발전장치 등 에너지 생산 기술을 비롯하여 배터리와 인버터 등의 전력 에너지 저장 및 변환 장치 등도 포함한다. 특히, 6개의 한국 대표 지역을 선별하여 각 지역의 에너지 요구량 및 실제 신재생 에너지 자원 데이터를 기반으로 최적의 독립 통합 에너지 공급 시스템을 설계하였으며, 총 소요비용, 단위에너지비용 및 생애주기 이산화탄소 배출 분석 등, 다양한 지표를 이용하여 시스템의 경제성 및 환경성을 분석한다. 특히 다목적최적화 기법을 이용하여 최소 비용과 최소 이산화탄소 배출 등 두 목적함수를 동시에 만족하는 파레토 솔루션을 규명함으로써 신재생 자원 기반 독립 에너지 공급 시스템 설계의 가능성 및 효과를 정량적으로 분석하였다. 분석 결과, 신재생에너지 자원이 좋은 지역일수록 시스템 구축 비용 증가에 따른 이산화탄소 절감 효과가 높은 것으로 나타났다. 또한, 신재생에너지 자원 기반 에너지 공급 시스템의 전력 단가는 현재 기존 단가보다 평균 0.35~0.46 $/kWh높게 나타났으며, 이산화탄소 배출량의 경우 기존 배출량보다 470~490 g$CO_2$/kWh정도의 저감효과를 보임을 분석하였다.

• 신재생에너지
• /
• 제17권1호
• /
• pp.50-60
• /
• 2021

This study investigated the reference case in the UK where legality and sustainability were systematically established for forest biomass represented by wood pellets. The UK is the country that best utilizes the trade value of wood pellets based on sustainability, with bioenergy accounting for 31% of total renewable energy production. The UK imported wood pellet, estimated 8,697 thousand tons in 2019. The UK government has continuously improved the renewable generation policy system to ensure the sustainability of wood pellets. The weighted average greenhouse gas emissions of a UK biomass power plant that received a Renewable Obligation Certificate (ROC) in 2018-19 was 26.71 gCO2e/MJ. These power plants are expected to meet the upper limit of 72.2 gCO2e/MJ by 2025. To issue an ROC, the biomass power plant must demonstrate that 70% of its total biofuel usage is sustainable. The UK uses the Sustainable Biomass Program (SBP) certification system, which is gradually expanding to other European countries, to prove the sustainability of biomass energy fuels. Global wood pellet production with SBP certification in 2019 was 10.5 Mt. This trend has significant implications for introducing additional sustainability into the wood pellet policy of South Korea.

• 한국농림기상학회지
• /
• 제23권4호
• /
• pp.198-221
• /
• 2021

1960-70년대 대규모 산림녹화 이후에 한국의 산림은 점차 노령화되고 있다. 노령림의 순 CO₂ 교환은 이론적으로 중립에 가깝지만, 교란이나 관리에 의해 CO₂ 흡원 또는 발원이 될 수 있다. 본 연구는 한국의 광릉 낙엽활엽수 노령림(GDK)의 CO₂ 수지 역학을 이해함으로써, 다음 두 가지 질문에 답하고자 하였다: (1) 보전되고 있는 GDK는 과연 이론적으로 알려져 있는 CO₂ 중립인가? (2) 관측된 CO₂ 수지의 경년 변동이 문헌에 보고된 조절 인자들과의 선형적인 인과관계로 설명이 가능한가? 이에 답하기 위해, 본 연구는 KoFlux GDK 관측지에서 에디 공분산 기술로 2006년부터 2020년까지 15년 동안 관측된 CO₂ 플럭스 자료와 생기상학적 자료를 분석하였다. 연구 결과, (1) GDK는 15년 자료를 평균해서 보면 약한 CO₂ 발원이며, 관측기간 동안 흡원과 발원 사이를 오갔으나 최근 5년 동안 CO₂ 발원으로서의 강도가 증가하고 있다. (2) 전천일사, 생장기간, 엽면적지수의 경년 변동은 총 일차생산량(Gross Primary Production, GPP)의 경년변동과 양의 상관관계(R²=0.32~0.45)가 있는 반면, 기온과 지표면 온도의 경년 변동은 생태계 호흡(Ecosystem Respiration, RE)의 경년 변동과 유의한 상관관계가 없었다. 또한, 관측기간 초반(첫 10년)의 CO₂ 플럭스와 기상요인 및 생물학적 요인으로 학습시킨 기계학습은 관측기간 후반(최근 5년)의 GPP와 RE의 경년 변동을 제대로 모사해내지 못했다. 단, 고사목에서 배출된 탄소 추정량이 CO₂ 발원으로의 전환에 일부 기여했을 것으로 추정된다. GDK의 장기 CO₂ 수지 역학에 대해 올바로 이해하고 해석하기 위해서는, 분석과 모델링을 위한 복잡계과학 기반의 새로운 프레임워크가 필요하다. 더불어, 플럭스 모니터링 및 자료 품질 유지와 함께 고사목과 교란을 지속적으로 모니터링하는 것이 중요함을 다시 한 번 확인하였다.