• 한국응용과학기술학회지
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• 제32권4호
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• pp.767-780
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• 2015

바이오매스로부터 생산되는 수송용 바이오연료는 온실가스 저감과 지속가능하고 친환경적으로 석유제품을 대체할 수 있다. 수송용 바이오연료의 의무혼합과 보급 목표는 유럽연합, 미국 등의 많은 나라에서 발표하였고 정부의 정책에 의해 활성화되었다. 본 논문에서는 각국의 수송용 바이오연료 정책과 품질기준에 대해 논하겠다. 유럽연합의 바이오연료는 온실가스를 저감하는 정책으로 이동하였다. 미국은 RFS2 하에서 바이오연료의 품질기준을 설정하였고 연방 및 주 정부 수준에서 바이오연료를 촉진하는 정책을 펴고 있다. 한국은 휘발유에 산소 함량 기준으로 2.3%를 산화물로 허용하고 있으며 바이오디젤은 2015년 7월 31일부터 B2.5로 의무혼합하고 있다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제29권4호
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• pp.638-652
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• 2012

본 연구는 바이오매스에 기인한 에너지와 관련하여, 첨부된 문헌에 의하여 작성되었으며, 바이오에탄올, 바이오디젤 및 바이오가스에 대하여 본 논문을 작성하게 된 배경, 제조공정, 각국의 생산량, 시장현황, 규격 및 정책을 다루었다. 이 논문은 바이오 에너지와 관련하여 전반적인 지식과 장차 바람직한 방향을 모색하는 데에 도움을 줄 것이다. 바이오에너지는 신재생에너지로서 유용한 에너지이며, 다각도로 활용 방안을 모색하여야 한다. 결론에 현재의 상황을 고려하여 몇가지 방향을 제시하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 추계학술대회 초록집
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• pp.199.2-199.2
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• 2010

Biodiesels are well-known as alternative fuels. also we know that biodiesels increase NOx and reduce PM(Particulate Matter) by previous many studies. But PM in most these studies was considered about the mass. In this study, We have performed experimental test for PM and exhaust emission by mixed ratio of biodiesel in heavy duty diesel engine. PM was investigated by The nano particle number and the mass. The mass of PM was evaluated by using the standard gravimetric method, The number of PM was evaluated by using the EEPS(Engine Exhaust Particle Sizer), on the ESC(European Steady Cycle) mode. Sampled gas through dilutor was directly extracted from tail pipe and EEPS measured diluted exhaust gas. Biodiesel is made up of used cooking oil. Diesel as base fuel was sold on market and contains 2% biodiesel. The mass of PM was reduced 10% and the nano particle number was increased 5%. The particle number less than 40nm was increased, but the particle number more than 40nm is decreased.

• 한국산업융합학회 논문집
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• 제25권2_2호
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• pp.271-278
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• 2022

The solar energy has been widely used to reduce the fossil fuel and prevent the environmental pollution. The renewable energy including solar heat tends to spread due to carbon neutrality for main country of the world. Targets of solar collector are usually acquisitions of hot water or hot air. Especially, air-heating collector using solar heat is known as the technology for obtaining hot air. This study aims to investigate of characteristics of thermal flow when the hot air by air-heating collector using solar heat flows inside of indoor space. The thermal flow of heating indoor space was simulated using ANSYS-CFX program and thus the behaviors of hot air in indoor space were evaluated with standard k-𝜀 turbulence model. As the results, as the inlet velocity was increased, the behaviors of hot air became simple, and temperature range of 25~75℃ had almost no effect on behavior of flow. As the inlet temperature was increased, the temperature curve of indoor space from bottom to top was changed from linear to quadratic. Furthermore, it was confirmed that inlet velocity as well as inlet temperature also should be considered to heat indoor space equally by air-heating collector using solar heat.

• 유기물자원화
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• 제29권4호
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• pp.67-76
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• 2021

바이오가스화는 유기성폐기물을 안정적으로 분해하여 처리하는 과정에서 발생하는 메탄(CH₄)가스를 이용해 환경친화적인 연료를 생산하는 기술이다. 바이오가스화는 수분함량이 높은 유기성폐기물의 에너지화에 가장 많이 활용되는 방법이며, 직매립(2005) 및 해양투기(2013) 등의 금지에 따른 유기성폐기물 처리에 유용한 공법이다. 최근 국내에서 발병한 아프리카돼지열병(ASF, African Swine Fever)으로 습식사료화 재활용이 금지되고, 건조 사료화 및 퇴비화 등의 생산제품 수요처가 부정적으로 인식되면서 음식물류폐기물의 처리에 어려움을 겪고 있다. 이에, 음식물류폐기물의 처리 및 자원화를 위해 바이오가스화가 더욱 주목받고 있다. 우리나라 에너지소비 규모는 268.41 10⁶toe에 이르며 세계 9위 수준이다. 하지만 공급에너지의 약 95.8 %를 해외수입에 의존하고 있는 에너지 빈곤 국가이다. 따라서 국내에서는 신·재생에너지 공급의무화제도(RPS, Renewable energy portfolio standard)를 도입하고 있다. 국내의 RPS 제도는 다른 신재생에너지와 비교하여 폐기물에너지의 신·재생에너지 공급인증서(REC, Renewable energy certificate)의 가중치를 낮게 설정하고 있다. 따라서 폐자원에너지의 활성화를 위한 추가적 인센티브 제도가 요구된다. 본 연구에서는 음식물류폐기물, 음폐수 및 다양한 유기성폐기물이 처리되는 혐기소화조의 운영방식을 알아보고, 일정 기간의 정밀모니터링을 통해 폐자원에너지 인센티브제도를 마련하는 기초자료로써 활용하고자 하였다. 유기성 폐기물로 바이오가스를 생산하여 발전과 중질가스로 활용하는 4개소를 대상시설로 선정하였고, 현장조사 및 시료채취를 실시하였다. 채취된 유기성폐기물의 유입물 시료와 처리공정에 따른 유출물 시료의 기초 성상분석을 수행하였다. 성상분석 결과, 소화조 유입물의 총 고형물은 평 균 12.11 %이며, 총 고형물 중 휘발성 고형물은 85.86 %로 확인되었다. BOD와 CODcr 제거율은 소화조의 유입·유출 대비 각각 60.8 %와 64.8 %로 나타났으며, 유입물의 휘발성지방산은 평균 55,716 mg/L로 나타났으며, 혐기소화 후 감소율이 평균 92.3 %로 대부분 분해되어 제거된 것을 확인할 수 있다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2005년도 춘계학술대회
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• pp.239-242
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• 2005

고분자 전해질형 연료전지에서는 수소이온의 이온전도성 저하를 방지하기 위하여 외부에서 가습하여 주는 방식이 일반적이지만, 가습에 소요되는 부품을 일부라도 제거할 경우 연료전지의 효율은 높이고 제작단가도 경감할 수 있다. 이를 위하여 저가습 및 무가습 실험을 수행하였으며, 정확한 data의 수집과 시험장비의 자동제어를 위하여 National Instrument사의 compact field point (cFP)를 사용하였다. 무가습 실험 중 stack의 안정성 측면을 고려하기 위하여 수소연료가 부족하거나 갑작스런 voltage drop이 발생할 경우 LabVIEW logic에 의한 stack 보호용 자동차단 시스템을 구현하였다. Humidifier와 heater의 온도를 조절하여 공급유체의 상대습도 및 온도를 각각 조절하였으며, 이에 필요한 이론적 온도는 Antoine equation을 사용하여 산정하였다. Anode와 cathode 양측 $100\%$ 가습 경우를 기준으로 가습량을 조절하면서 실험을 수행하였으며 성능 차이를 그래프로 도시하여 양측의 변화에 대한 영향을 볼 수 있도록 하였다. Stack의 온도가 $70^{\circ}C$이고 양측 무가습일 경우에 성능 측정이 불가능하여 stack의 온도를 저온에서부터 변화시키면서 무가습 성능을 실시간으로 측정하여 보았다 일반적으로 hydronium ion은 anode측에서 cathode측으로 계속 이동하여야 전기를 생성할 수 있으므로 cathode측 무가습이 anode측 무가습보다 성능이 더 잘 나오는 것으로 예측하였으나 이와 반대되는 경향의 실험 결과를 얻었다. Anode측 무가습과 cathode측 무가습의 standard deviation은 anode 무가습일 경우가 크게 발생하였고 양측 무가습일 경우는 stack의 온도가 높을수록 크게 관찰되었다. 이와 같은 현상은 공기중의 상대습도와 back diffusion등에 영향을 받을 수 있으므로 각종 변수들의 영향을 분리하여 관찰할 수 있는 실험을 수행중에 있다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제29권3호
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• pp.516-530
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• 2012

가솔린과 에탄올의 혼합물인 가소홀은, 현재 세계 각국에서 가솔린 차량에 사용되고 있다. 본 연구는 바이오에탄올을 도입하게 된 배경, 제조공정, 생산량, 특성, 규격, 적용방법, 규정, 정책 등에 대하여 세계적인 관점에서 자료들을 조사하여 연구를 수행하였다. 따라서, 바람직한 방향을 모색하는 사람들이 참고로 할 수 있도록 하기 위하여, 여러 각도로 가소홀과 관련된 정보를 수집하고 조사하였다. 조사 결과, 바이오에탄올과 가소홀은 여전히 유용한 신재생에너지의 하나이므로, 각국이 처한 현재의 상황과 입장에 따라서 여러 가지 각도로 사용방법을 마련할 수 있도록 접근하여 관련공업에서 일보전진할 수 있도록 방향을 제시하였다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제42권4호
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• pp.439-449
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• 2014

2012년 신재생에너지공급의무화제도 시행으로 국내 목재펠릿 수요가 급증하고 있으나, 현재 우리나라의 목재펠릿 자급률은 10% 수준에 머물러, 급증하는 수요를 충족하기 어려울 것으로 예상된다. 따라서 안정적인 공급과 가격이 보장될 수 있는 새로운 바이오매스의 발굴을 통하여 목재펠릿에 대한 폭발적인 수요를 대체하는 일은 우리뿐만 아니라 세계적으로 시급한 과제라 할 수 있다. 본 연구의 분석결과 고체 팜 바이오매스 중 대표적인 EFB (empty fruit bunch)와 MF (mesocarp fiber)의 2012년도 연간 발생량(함수율 10% 기준)이 말레이시아와 인도네시아에서 각각 약 2,800만톤과 2,000만 톤으로, 두 지역에서만 연간 총 4,800만 톤이 발생되는 것으로 추정된다. 연료적 특성에 있어서도 EFB의 발열량이 목재의 90% 수준을 상회하므로 목재펠릿을 대체할 수 있는 우수한 바이오매스 에너지자원이라 할 수 있다. 다만, 높은 회분함량으로 인하여 주택이나 온실의 난방용으로는 부적합하지만 발전용이나 산업용으로는 충분히 사용가능할 것으로 판단된다.

• 자원ㆍ환경경제연구
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• 제23권4호
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• pp.583-615
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• 2014

우리나라는 2011년 발생한 순환정전사태를 비롯하여 지난 5년간 급격한 전력소비 증가, 수요 예측 실패에 따른 전력 수급난을 겪고 있다. 또한 일본의 후쿠시마 원전사태와 국제 연료가격 상승, 기술 발전 및 적용 가능한 발전원 증가로 인해 발전 환경의 불확실성이 큰 폭으로 증가하였다. 이러한 대내외적 환경 변화로 인해 안정적 전력공급에 대한 정책적 검토가 필요하게 되었고 신규전원구성에 대한 다양한 논의가 이루어지게 되었다. 실제로 "민관 합동 워킹그룹" 에서는 에너지 기본계획 및 원전 비중 변화, 전원구성에 대한 시나리오 검토를 수행한 바 있다. 이러한 국내외 여건에 따라 본 연구에서는 제6차 전력수급기본계획과 정책 제안 그리고 우리나라의 전력 설비를 고려하여 포트폴리오 이론을 적용, 신규 전원구성 연구를 수행하였다. 본 연구의 전원 구성 결과에 따르면 향후 신재생 발전원의 비용하락과 화석 연료 발전원의 비용이 증가할 경우 신재생 발전원의 비중이 큰 폭으로 증가하며 발전믹스 내 발전원의 다양성이 증가 할 것이라는 결과가 도출되었다. 특히 위험수준(표준편차) 0.06~0.09 사이에서 가장 다양한 발전원을 보유한 효율적 전원구성이 나타남을 확인하였다. 이 밖에 기존 계획안은 효율적 곡선상에 위치하지 않기 때문에 비용-위험 기준에서 보다 개선될 수 있음을 확인하였으며 기존 방법론과 상호 보완적으로 본 연구의 방법론이 활용될 수 있음을 확인하였다. 마지막으로 본 연구 결과를 바탕으로 안정적이고 효율적인 전원믹스 운영을 위해서는 신재생 발전원의 확충과 더불어 전력저장시스템, 에너지관리시스템과 같은 전력 기술 개발 및 인프라 구축이 수반되어야 함을 확인하였다.

• Advances in Energy Research
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• 제1권2호
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• pp.147-163
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• 2013

The world faces several issues of energy crisis and environmental deterioration due to over-dependence on single source of which is fossil fuel. Though, fuel is needed as ingredients for industrial development and growth of any country, however the fossil fuel which is a major source of energy for this purpose has always been terrifying thus the need for alternative and renewable energy sources. The search for alternative energy sources resulted into the acceptance of a biofuel as a reliable alternative energy source. This work presents the study of optimization of process of transesterification of vegetable oil to biodiesel using NaOH as catalyst. A $2^4$ factorial design method was employed to investigate the influence of ratio of oil to methanol, temperature, NaOH concentration, and transesterification time on the yield of biodiesel from vegetable oil. Low and high levels of the key factors considered were 4:1 and 6:1 mole ratio, 30 and $60^{\circ}C$ temperatures, 0.5 and 1.0 wt% catalyst concentration, and 30 and 60 min reaction time. Results obtained revealed that oil to methanol molar ratio of 6:1, tranesetrification temperature of $60^{\circ}C$, catalyst concentration of 1.0wt % and reaction time of 30 min are the best operating conditions for the optimum yield of biofuel from vegetable oil, with optimum yield of 95.8%. Results obtained on the characterizzation of the produced biodiesel indicate that the specific gravity, cloud point, flash point, sulphur content, viscosity, diesel index, centane number, acid value, free glycerine, total glycerine and total recovery are 0.8899, 4, 13, 0.0087%, 4.83, 25, 54.6. 0.228mgKOH/g, 0.018, 0.23% and 96% respectively. Results also indicate that the qualities of the biodiesel tested for are in conformity with the set standard. A model equation was developed based on the results obtained using a statistical tool. Analysis of variance (ANOVA) of data shows that mole ratio of ground nut oil to methanol and transesterification time have the most pronounced effect on the biodiesel yield with contributions of 55.06% and 9.22% respectively. It can be inferred from the results various conducted that vegetable oil locally produced from groundnut oil can be utilized as a feedstock for biodiesel production.