본 연구는 수소-천연가스 혼합연료 차량에 사용되는 금속 및 비금속재료에 대한 수소영향을 평가하였다. 수소가 30% 혼합된 HCNG연료의 사용 조건(25MPa)에서 34CrMo강은 겨울철 조건에서는 수소 침투량이 0.0018ppm, 여름철 조건에서 5.3ppm으로 측정되었다. 일정하중시험(CLT)에 의한 임계 수소량이 1.03ppm으로 평가되어, 34CrMo 강은 HCNG 사용 조건에서 수소 취화에 의한 취성 파괴를 일으킬 수 있는 것으로 평가된다. 비금속재료에 대한 평가에서는 모든 재료가 시험 기준을 만족하였으나, Fluorocarbon 고무 재질의 경우 체적 변화가 크게 발생하여 사용에 각별한 주의가 요구된다.

환경문제가 생존문제로까지 부각되면서 대기환경 개선을 위해 친환경에너지에 대한 관심이 높아져 그에 따른 환경 친화적 연료인 수소, LPG, CNG에 대한 수요가 점차 증가하고 있는 추세이다. 특히, 대부분의 연료를 수입에 의존하고 있는 우리나라의 경우 높은 생산량과 에너지 자립적 측면에서 유리한 위치에 있는 수소 에너지의 개발에 투자를 아끼지 않고 있는 상황이다. 하지만 매년 증가하고 있는 수요만큼 작은 누출사고부터 대형 화재 폭발사고까지 충전소사고 또한 다양하게 발생하고 있기 때문에 그에 대한 연구가 필요하다. 따라서 본 연구에서는 국내 외 충전소에서 발생하는 수소, LPG, CNG의 사고 사례들을 비교 분석하였고 위험성평가를 위한 다양한 프로그램을 사용해 가스누출에 의한 피해거리를 예측하고 위험거리를 평가하였다.

한국뿐만 아니라 전 세계적으로 커피의 소비는 증가하고 있다. 그에 따라 발생하는 커피부산물 또한 증가하고 있지만 이를 처리하기 위한 방안이나 기술은 현재 부족한 상태에 있으며, 부산물에 의한 환경문제 또한 그 문제점이 대두되고 있다. 이러한 환경문제를 해결하기 위해서 최근 커피부산물을 활용하기 위한 친환경적인 방법과 재활용을 목적으로 한 다양한 연구가 진행되고 있으며, 커피부산물 또한 저렴한 친환경 소재가 될 수 있어 최근까지 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 논문에서는 커피 부산물의 종류와 특성을 이해하고, 현재까지 연구되어 온 커피부산물을 활용할 수 있는 방법에 대한 동향을 분석하였으며, 한국 내 서울시의 커피찌꺼기 현황을 파악 하고 현재 진행되고 있는 서울시의 커피찌꺼기 처리 방안에 대해 논의 하였다.

Hazard evaluation and FTA are performed as the first and the second step of QRA for a LNG storage tank. Hazards are identified using HAZOP. Each segment of the system is examined, and we list all possible deviations from normal operating conditions and how they might occur. The consequences on the process are assessed, and the means available to detect and correct the deviations are reviewed. The FTA is carried out to analyse the hazards identified from the HAZOP study. A top event is selected to be release of LNG. Then all combinations of individual failures that can lead to the hazardous event are shown in the logical format of the fault tree system.

제로에너지빌딩의 요소는 크게 액티브 요소와 패시브 요소 두 가지로 나뉘며, 패시브 요소의 경우 단열, 창호, 차양, 외부분 등 건물의 단열, 열교 성능 등을 나타내는 요소들을 지칭하며, 액티브 요소의 경우는 에너지생산량 및 효율 계수 등을 나타내는 요소이다. 액티브 요소의 에너지생산량은 일반적으로 신재생에너지 발전을 통해 이루어진다. 본 연구에서는 신재생에너지 발전이 아닌 V2B(Vehicle to Building)라는 전기차의 양방향 충방전 기술이 제로에너지빌딩에 액티브 요소로 적용될 경우 어느 정도의 영향을 미칠지에 대해 예측하였다. 신재생발전의 경우 지리, 기후환경에 따라 발전량이 예측될 수 있지만 V2B의 경우 전기차 이용자의 방전의사, 가용 충전기의 대수 등 여러 가지 입력변수를 고려하여 예측하여야 한다. 예측한 결과에 따라 V2B가 제로에너지빌딩의 액티브 요소에 얼마나 기여할 수 있는지 확인 할 수 있으며, 해당 예측은 통계자료가 부족한 실정이기에 확률적 방법을 이용하여 예측해야한다. 본 연구에서는 해당 확률적 방법 중 몬테카를로 방법을 이용하여 DR(Demand Response)발령 시간대를 기준으로 충방전 패턴의 변화를 예측하였다.

Disposal of municipal solid waste has become a major problem in many countries around the world. As landfill space for the disposal of ash from Municipal Solid Waste Incineration (MSWI) becomes scarce, numerous reports and researches address the various environmental issues about the municipal solid waste incineration waste management and other particulate matters with the range of 10 ~ 2.5. Although in many developing and industrialization countries landfill with the disposal of municipal solid waste, open incineration has become a common practice. Large municipal waste incinerators are major industrial facilities and have the potential to be significant sources of environmental pollution. Despite the significant volume reduction from incineration, waste recycling is important to ensuring the future welfare of mankind. The main goal of the present work is the physical and chemical characterization of the local incineration bottom ash towards its eventual re-utilization. In this paper, we reported the studies on physical and chemical characteristics of municipal solid waste incineration (MSWI) fly ash and bottom ash containing particulate matter whose particulate sizes are lower than $PM_{10}$, $PM_{2.5}$ and heavy metal were investigated.

Coal power plants produce electricity for the nation's power grid, but they also produce more hazardous air emissions than any other industrial pollution sources. The quantity is staggering, over 386,000 tons of 84 separate hazardous air pollutants spew from over 400 plants in 46 states. In South Korea also, annual coal ash generation from coal-fired power plants were about 6 million tons in 2015. Pollutants containing particulate matter 10, 2.5 (PM10, PM2.5), heavy metals and dioxins from coal-fired power plant. The emissions threaten the health of people who live near these power plants, as well as those who live hundreds of miles away. These pollutants that have long-term impacts on the environment because they accumulate in soil, water and animals. The present study is to investigate the physical and chemical characteristics of coal-fired power plant fly ash and bottom ash contains particulate matter, whose particulate sizes are lower than $PM_{10}$ and $PM_{2.5}$ and heavy metals. There are wide commercial technologies were available for monitoring the PM 2.5 and ultra-fine particles, among those carbonation technology is a good tool for stabilizing the alkaline waste materials. We collected the coal ash samples from different coal power plants and the chemical composition of coal fly ash was characterized by XRF. In the present laboratory research approach reveals that potential application of carbonation technology for particulate matter $PM_{10}$, $PM_{2.5}$ and stabilization of heavy metals. The significance of this emerging carbonation technology was improving the chemical and physical properties of fly ash and bottom ash samples can facilitate wide re use in construction applications.

열은 전력과 같이 이동속도가 빠르지 못하고 전력에 비해 손실이 비교적 크게 발생하므로 전력거래와 같이 한개의 운용센터를 두고 열 연계 시스템을 운용하는 것은 현실성이 없다. 현재 열 연계가 모두 이루어지고 있는 한국지역난방공사의 경우에도 인접한 2~4개 정도의 열병합발전소간에만 열 거래가 이루어지고 있는 실정이다. 따라서 본 논문에서는 열 거래를 위한 통합운용센터를 몇 개의 권역으로 나누어 각 권역마다 권역의 Hub 통합운용발전소를 두고 운용하는 것이 열매체의 특성을 반영하는데 적정하고 타당한 것으로 판단하여 집단에너지 사업자간 열 연계 메커니즘을 제안하였다. 제안된 메커니즘에 최적으로 열 거래를 행할 수 있는 알고리즘을 개발하고 이를 실제 사업자에 적용하여 제안한 알고리즘의 유용성을 검증하였다.

미세조류를 바이오 연료로 전환하여 이용하기 위해서는 미세조류의 배양, 응집 수거, 바이오 지질 추출, 에너지 전환 등 여러 공정을 거친다. 각 부분 공정 마다 필요한 비용이 발생하며 이러한 비용을 합산하여 미세조류의 에너지화로의 생산 단가가 만들어진다. 미세조류의 생산비용은 기존의 바이오 연료에 비하여 아직 높은 수준이다. 각 공정에서 생산 비용을 저감하는 것이 미세조류의 바이오 연료로서 가격 경쟁력을 높이는 것이다. 미세조류의 응집 수거는 미세조류가 물과 유사한 밀도로 물에서 분리하기가 어려운 물질이기 때문에 저비용으로 미세조류를 응집하고 수거하는 기술이 필요하다. 미세조류의 응집과 수거를 위해 초음파를 이용하는 공정은 기존 공정에 비하여 환경 위해 요소가 거의 없으며 저비용 고효율의 공정으로써 연구가 필요한 분야이다. 본 연구는 미세조류를 응집 수거하는 방법으로 초음파를 조사할 때 일어나는 유동과 미세조류 거동에 대한 메카니즘을 수치해석을 통해 규명하고자 수행 하였다. 이를 위해 미세조류가 포함된 유체를 배관에 흐를 때 초음파 압력장에서 미세조류가 응집이 일어나는 현상을 비정상상태 유동해석으로 시간 변화에 따라 속도, 압력, 미세조류의 농도 변화를 관찰하여 초음파를 이용한 미세조류 응집에 대한 최적 설계의 토대를 정립하는 것을 목적으로 수행하였다.

Coal-fired power plants supply roughly 50 percent of the nation's electricity but produce a disproportionate share of electric utility-related air pollution. Coal combustion technology can facilitate volume reduction of up to 90%, with the inorganic contaminants being captured in furnace bottom ash and fly ash residues. These disposal coal ash residues are however governed by the potential release of constituent contaminants into the environment. Accelerated carbonation process has been shown to have a potential for improving the chemical stability and leaching behavior of bottom ash residues. The aim of this work was to quantify the volume of $CO_2$ that could be sequestrated with a view to reducing greenhouse gas emissions and stabilize the contaminated heavy metals from bottom ash samples. In this study, we used PC boiler bottom ash, Kanvera reactor (KR) slag and calcined waste lime for measuring chemical analysis and heavy metals leaching tests were performed and also the formation of calcite resulting from accelerated carbonation process was investigated by thermo gravimetric and differential thermal analysis (TG/DTA).

섬유강화플라스틱(glass fiber reinforced plastics)은 수지에 섬유상의 보강재를 복합화하여 고강도 특성을 나타내게한 대표적인 플라스틱 복합소재이다. 섬유강화플라스틱 성형제품의 기계적 물성을 결정하는 요소는 강화재로 사용되는 섬유상 소재이므로 섬유소재에 대한 연구는 관심이 높은 대상이나, 기지재를 구성하는 수지의 물성에 영향을 미치는 충진재의 영향에 관한 연구는 많지 않은 편이다. 그러나, 플라스틱 또는 수지 조성물의 물성은 미네랄 충진재에 의하여 결정되며, 기지재가 복합소재에 미치는 영향이 높은 만큼 본 연구에서는 $3-6{\mu}m$ 크기의 중질 탄산칼슘을 사용하여 충진재의 크기와 첨가량이 섬유강화복합체에 미치는 영향을 확인하고자 하였다. 시편은 시트몰딩 컴파운드(SMC, Sheet molding compound) 방법에 의하여 제조되었으며, 기계적 특성은 굴곡강도와 인장강도 결과를 비교 분석 하였다. 그 결과 탄산칼슘의 크기 또는 첨가량이 성형시편의 기계적 강도에 영향을 미칠 수 있음을 확인할 수 있었으며, 그 중에서도 가장 낮은 평균 입경 ($2.8{\mu}m$) 조건에서 가장 높은 기계적 특성을 나타냈다.

국내에서는 국토부 7대 신산업, 산업부 8대 신산업으로 제로에너지빌딩이 지정되었으며, 건물외피의 단열성능 극대화와 건물 기기 효율향상 및 신재생 보급 확대를 위해 부처간 융합을 통해 제로에너지빌딩 보급 활성화 달성을 목표로 하고 있다. 국내에서 시행 중인 제로에너지빌딩 인증제에 해당되는 건물에너지효율등급 1++이상이 되는 건축물들의 부하(냉방, 난방, 급탕, 조명, 환기)들의 에너지소요량을 분석하여 대략적인 부하들의 수준을 파악하고 제로에너지빌딩 인증제 고도화를 위한 기초 자료로 활용될 수 있도록 하는 목적이 있다. 제로에너지빌딩 인증에 해당되는 건축물은 2017년 기준 61개 가량 되는 것으로 파악되고 있으며, 패시브 측면과 액티브 측면을 고려하여 5대 부하별 대략적인 기준 값과 1차 에너지소요량을 산정하였다. 부하기준 산정을 위한 데이터의 표본이 적어 명확한 기준이 된다고 보기는 어려우나 앞으로 제로에너지빌딩 인증 기준을 고도화하기 위해 다양한 방법들을 적용하여 해석할 필요성이 있다고 판단된다.

재가열로에서 분위기 온도에 따른 소재온도 변화를 예측하기 위해 SUS304, SS400 소재가 적용되었으며, 소재내부에 깊이 방향으로 열전대를 5개씩 설치한 후 분위기 온도를 1200도까지 상승시켰다. 그 결과 소재온도는 평균적으로 1150도 이상 도달했으며, 국부적으로 소재 표면과 내부는 10도 이상의 온도차를 나타내었다. 실험결과의 타당성 검증을 위해 열모델을 적용하여 수치해석 되었으며, 실험결과 대비 해석결과는 출구 평균온도 기준 15도 이내의 범위에서 오차를 나타내었다. 또한 오차는 SUS304 소재에 비해 비열 변화가 큰 SS400 소재에서 상대적으로 높게 나타났다. 결론적으로 재가열로에서 소재 온도는 분위기 온도 제어를 통해 달성할 수 있으며, 분위기 온도에 따른 소재 온도 변화는 출구에서 3% 오차범위 내에서 열모델을 사용하여 유추할 수 있음이 실험적으로 증명되었다.

2012년 Renewable Portfolio Standard(RPS) 제도가 시행된 이래, 태양광 및 풍력 등의 신재생 전원에 대한 대규모 투자가 이루어져 왔고, 최근에 정부는 배터리 에너지 저장시스템(Battery Energy Storage System, BESS)의 신재생설비 연계설치에 대한 정책을 도입하여 신재생설비가 전원으로서의 역할이 가능하게끔 유도하고 있다. 정책입안자 입장에서 변화하는 전력산업 환경을 수급관점에서 고려하기 위해서는 개별 정책효과 분석을 단순화하는 방법론을 필요로 한다. 이에 본 연구에서는 초기단계로 시작한 태양광발전 연계형 배터리시스템 정책 분석을 위해 국내 태양광 발전 실적을 바탕으로 태양광 발전량 분포를 일간이용률 지속곡선 형태로 제안하였고, 이를 바탕으로 최적 BESS 용량을 산출하는 방식을 통해 분석의 용이성을 향상시킬 수 있도록 하였다. 본 논문의 방식을 통해 System Marginal Price(SMP) 및 REC 변화에 따른 BESS의 적정용량 범위를 간단히 파악할 수 있으며, 신재생정책 입안자 입장에서 정책효과를 가늠할 수 있도록 하는 도구로 이용할 수 있다. 현행 연계형 BESS 지원정책은 투자유인 제공이 부분적으로 가능하나, 설치 시점의 SMP 및 REC 가격에 영향을 받게 된다는 한계가 있다. REC 가격 상승과 감소에 따라서 시기별 최적용량이 바뀌어 설치비율이 계속 달라질 수 있어 정책변화에 의해 기술의 적용이 달라지는 결과를 가져온다. 따라서, 향후 제도개선을 모색할 경우에는 연계형 BESS 가치평가시, 신재생전원과의 BESS의 발전량 분할로 인해 발생하는 정책지원에 대한 기술 의존성을 해결할 수 있는 방안을 고려하는 연구개발이 필요하다.

본 연구에서는 석탄화력보일러에서 고수분탄 및 건조석탄 사용이 연소와 배기배출 특성에 미치는 영향에 대한 전산해석 연구를 수행하였다. 대상 보일러 설계 조건의 성능데이터를 기준으로 보일러 해석 모델 결과를 검증하였으며, 역청탄과 고수분탄 및 건조석탄을 혼소하는 조건에 대한 계산을 수행하였다. 고수분탄 혼소 비율이 높아질수록 가스 수직속도는 증가하였으며, 이는 연료의 노내 체류시간을 줄여 보일러 연소성에 영향을 미칠 것으로 판단된다. 건조석탄을 혼소할 경우 역청탄과 유사한 연소 및 배기배출 특성을 보였다. 고수분탄 혼소 비율이 높아질수록 수분영향에 의해 버너영역에서 연소반응 및 NOx 생성은 감소하였으며, OFA(Over-fire air) 이후에 가스온도와 NOx 생성이 높아지는 결과를 확인하였다.

2014.7월 유연탄 개별소비세 부과 이후 고열량탄 및 기준 구간내 상위 열량탄 선호 현상 등 사용량 왜곡 현상이 나타나 평균 도입열량 상승으로 추가적인 연료도입 비용이 발생하였다. 이에 따라 고열량탄 위주의 호주/러시아탄 비중이 확대된 반면 중,저열량탄 위주의 인도네시아탄 비중이 축소되었다. 이는 유연탄의 특성 반영이 미흡한 과세 제도에 따라 나타난 현상으로 사용량 왜곡 뿐 아니라 해외자원 개발 동기부여 저해, 연소기술 개발 차질 등의 문제가 있어 이를 해결 하기 위한 개선 방안이 필요할 것이다. 적정 세수를 유지하면서 사용량 왜곡을 해소할 수 있는 개선방안으로 5,000kcal/kg 기준열량 비례 부과방식과 5,000kcal/kg 기준 열량 세액단가와 동일한 상하 200kcal/kg 단위 총 15 구간 세분화 부과방식이 있으며 이를 통해 사용량 왜곡 현상 해소는 물론 세수증대와 연료도입 비용 절감의 효과가 있을 것으로 예상한다.