• 환경영향평가
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• 제27권2호
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• pp.124-138
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• 2018

본 연구는 안산시 산림을 대상으로 연간 $CO_2$ 흡수량 평가를 위한 통계 및 공간자료의 활용성을 검토하였다. 통계자료, 임상도(1:5,000), 산림수종 표준 탄소흡수량 자료들을 활용해 산림의 연간 $CO_2$ 흡수량을 산정하였다. 또한 세분류토지피복도를 이용한 연간 $CO_2$ 흡수량 분석 및 활용성을 검증하였다. 통계자료를 이용한 경우 2010년을 기준으로 연간 $CO_2$ 흡수량의 차이가 컸다. 이는 2010년부터 산림기본통계의 작성 방법이 고도화됨에 따라 임목축적이 급격히 증가한 결과이다. 향후 통계자료를 활용할 경우 최근의 산림기본통계를 이용한 보정이 필요하다. 임상도(1:5,000)와 산림기본통계(2015, 2010)의 시기 차이를 이용한 방법은 수종들의 생장량에 따른 $CO_2$ 흡수량이 반영되지 않았다. 산림수종 표준 탄소흡수량 자료와 임상도(1:5,000)를 이용한 결과 연간 42,369 ton을 흡수하였다. 세분류토지피복도와 산림수종 표준탄소흡수량 자료를 이용한 결과는 40,696 ton이었다. 임상도(1:5,000)를 이용하여 세분류토지피복도를 검증한 결과 p<0.01 수준에서 유의했고, 흡수량 차이는 1,673 ton이었다. 본 연구는 다양한 산림활동의 온실가스 감축 효과 평가에 있어 객관적 기준을 적용하는 일환으로서 의의를 지닌다. 나아가 탄소흡수원과 관련된 토지이용 및 관리 등의 의사결정 지원을 위한 기초자료로 활용이 가능할 것이다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제62권3호
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• pp.225-232
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• 2024

탄소 중립 사회로의 전환을 위해 전체 온실가스 배출량의 86.8%를 차지하는 에너지 생산 부문에서의 이산화탄소 배출량 감축이 필요하다. 현재 우리나라는 총 발전량의 60%를 석탄과 천연가스에 의존하고 있으며 이를 풍력, 태양광 등의 재생에너지로 대체하는 방법은 에너지 수급이 불안정하고 비용이 높다는 단점이 있다. 이를 해결하기 위해 본 연구에서는 기존에 사용되고 있는 NGCC(Natural Gas Combined Cycle) 공정을 기반으로 천연가스, 암모니아, 수소를 혼합하여 연소한다는 해결책을 제시하였다. 시뮬레이션을 수행한 결과, 이산화탄소 배출량을 효과적으로 줄일 수 있었으며 천연가스만을 연료로 이용해 얻은 전력량과 비교하였을 때 34%~238%의 전력을 얻었다. 천연가스, 암모니아, 수소의 질량분율에 대한 사례연구를 수행한 결과, 암모니아 비율이 증가할수록 발전량과 NO_x 배출량은 감소하였고 수소비율이 증가할수록 발전량과 NO_x 배출량은 증가하였다. 본 연구는 추후 다양한 혼합 연료의 조합 및 경제성 평가 등 혼합 연료 발전 분야의 가이드라인이 될 수 있을 것이다.

• 공업화학
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• 제22권4호
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• pp.343-347
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• 2011

온실가스로 인한 지구 온난화는 엘니뇨, 라니냐와 같은 심각한 기상이변을 초래하고 있으며, 매년 그 피해가 심각하게 증가하고 있는 실정이다. 따라서 온실가스의 80% 이상을 차지하고 있는 $CO_2$ 배출량을 감축하는 것이 매우 시급한 현안으로 부상되고 있다. 다공성 탄소는 고비표면적, 다양한 세공구조, 열 및 화학적 안정성, 재사용성과 같은 높은 유용성으로 인하여 carbon capture and storage (CCS) 기술에서 다른 여러 재료와 함께 중요한 위치를 차지하고 있는 재료이다. 본고에서는 주로 많이 연구되고 있는 CCS 기술 및 연구 동향에 대하여 살펴보았으며, 그 중 경제성과 실용성 흡착제로 각광을 받고 있는 다공성 탄소를 중심으로 배가스 중 $CO_2$ 흡착과 에너지 활용이 가능한 바이오 가스 분리에 대한 특성을 고찰하였다.

• 자원리싸이클링
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• 제31권6호
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• pp.52-59
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• 2022

이산화탄소 반응경화 시멘트(Calcium silicate based cement, CSC)는 제조 전 공정에서 보통 포틀랜드 시멘트 대비 최대 70% 가량의 CO₂ 감축을 기대할 수 있는 저탄소 시멘트로 해외 선진국가에서는 이미 상용화 단계에 도달하였으나 국내에서는 제조특성 및 기초물성연구가 시작되고 있는 단계이다. 이에 본 연구에서는 국내산 원료물질을 활용한 CSC 제조 가능성을 검토하고, 제조한 CSC의 기초물성평가를 통해 CSC의 국산화 가능성을 조사하고자 하였다. 실험결과, 국내산 고품위 석회석과 실리카흄을 활용해 제조한 CSC의 주요광물상은 CS, C₃S₂, C₂S 및 미반응 SiO₂로 이론적인 CSC 주요광물상과 유사한 특성을 나타내며, 국내산 원료물질을 활용한 CSC 제조가능성을 확인할 수 있었다. 제조한 CSC의 경화특성 조사를 위해 양생분위기에 따른 광물상 변화특성을 조사하였으며, TG/DSC 열분석결과, 탄산화양생을 실시한 샘플에서만 탄산화반응 결과생성물로서 다량의 CaCO₃가 생성된 것을 확인할 수 있었다. 이러한 특성은 압축강도에서 뚜렷한 차이를 나타내었는데, 습윤양생 시 재령 7일 기준 압축강도 1MPa 이하로 수화반응 및 탄산화반응에 의한 물성발현이 거의 없는 반면에 탄산화 양생 시 재령 7일 기준 압축강도 56MPa 이상으로 조기강도 특성이 우수한 것을 확인할 수 있었다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2011년도 추계학술발표대회
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• pp.654-657
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• 2011

Gartner에 따르면 현재 IT산업에서 배출하는 Co2의양은 전 세계 배출량의 2%에 해당하고, 국내 IT기기의 탄소 배출량은 1,750만톤, 2012년에는 2,110만 톤으로 증가할 것으로 예상하고 있다. 이 중 전 세계 기업의 전산설지 전력 소비량은 1척억kWh가 소모되고 있으며, 서버의 전력소모량은 매년 20%씩 증가할 것으로 보고 있다. 또한 IT 시설물은 이산화탄소가 배출되는 7%의 가장 높은 비율을 차지하고 있다. 이에 따라 에너지 경비 절감 및 효율성을 높이고 탄소 배출량 감소를 위한 기술 및 솔루션 개발을 위한 그린 IT기술의 필요성이 높아지고 있다. 이러한 IT 시설물의 에너지 사용량을 실시간으로 확인, 온 습도 센서를 통한 자료 분석을 통하여 대상시설에 맞는 탄소배출량을 환산하여, 이를 활용한 에너지 시설의 제어를 통해 탄소배출과 경비를 절감시키는 시스템이 스마트탄소 통합관제시스템이다. 그리하여 본 논문에서는 통신 프로토콜 단에서부터 '관제'시스템의 성격에 맞고, 저장소의 공간을 효율적이고, 탄소 배출량을 감축시키는데 일조하는 스마트탄소 통합관제시스템의 프로토콜을 설계하고, 이를 테스트 하였다.

• 자원환경지질
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• 제48권1호
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• pp.65-75
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• 2015

1980년 중반에 개발된 석탄층메탄가스(Coalbed Methane) 개발기술은 석탄층에 흡착된 메탄가스를 생산할 수 있는 기술이다. CBM은 개발이 쉽고 매장량도 풍부하다. 따라서 CBM 산업은 온실가스 배출규제에 대처할 수 있을 뿐만 아니라 에너지자원으로서의 잠재력이 매우 크다. 석탄을 개발하기 위해서는 메탄가스 폭발에 대비한 선행적 광산 보안조치로 CBM을 개발해야 한다. 그렇기 때문에 가스시장의 변동에 영향을 받지 않는 장점이 있을 뿐더러 지구온실가스 감축에도 CBM은 유리한 입장에 있다. ECBM(Enhanced Coalbed Methane)은 석탄층 메탄가스의 새로운 생산 기법으로 석탄층에 $CO_2$나 $N_2$ 가스를 주입하여 석탄에 흡착된 메탄가스를 탈착시켜 생산하는 방법이다. 특히 $CO_2$-ECBM 공법은 저탄소 녹색성장 기술로서 메탄가스의 생산성 향상뿐 만 아니라 온실가스 저감 효과도 기대할 수 있다. CBM개발은 캐나다, 호주, 중국, 인도, 인도네시아, 베트남 등 40여개 국가에서 개발이 진행되고 있고 생산량이 꾸준히 증가하고 있다. 현재의 석탄-석유 에너지원에서 비전통 가스로의 에너지 패러다임 전환에 CBM이 일조할 전망이다.

• 자원ㆍ환경경제연구
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• 제21권2호
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• pp.321-340
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• 2012

정부는 2009년도에 국내에서 판매된 전체 승용자동차의 평균연비가 $12.27km/{\ell}$로 전년($11.47km/{\ell}$) 대비 7.0% 향상되었다고 발표하였다. 이는 2009년의 평균연비 향상률은 평균에너지소비효율기준이 도입된 이후인 2006년~2008년간의 평균연비 향상률인 연평균 2.4%보다 약 3배 가까이 높은 수치이다. 정부는 또한 7%의 연비 향상으로 인해 연간 6만 toe의 에너지 소비절감(금액으로 환산시 335억 원) 및 16만톤의 $CO_2$ 배출량 저감효과가 있다고 주장하였다. 그러나, 이러한 주장은 리바운드 효과(rebound effect)를 간과하는 주장이다. 리바운드 효과에 따르면, 에너지 저감기술 진보는 에너지 사용량을 높여 에너지 절감의 긍정적 효과를 상쇄하는 경향이 있는 것으로 알려져 있다. 리바운드 효과가 실제로 존재하고 그 크기가 작지 않다면, 연비 향상에 따른 무역수지 개선 또는 환경오염절감의 효과는 실제보다 크지 않을 수 있다. 본 연구는 연비규제시에 발생 가능한 문제점의 존재 여부와 그 크기를 개별(disaggregate) 자료를 사용하여 계량경제학적으로 추정하였다. 분석 결과에 따르면 수송부문에서 리바운드 효과는 존재하고 그 크기가 0.299로 나타났다. 이러한 추정치는 정부에서 만약 이러한 반등 효과를 고려하지 않고 정책목표를 설정할 경우, 에너지 소비, 이산화탄소 배출 및 무역수지 등에서 정부에서 제시한 감축 목표치가 29.9% 미달될 수 있음을 의미한다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제11권4호
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• pp.181-190
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• 2008

기후변화 및 교토의정서상의 온실가스 의무감축요구에 대응하기 위하여 발전소 및 제철소 등 대규모 발생원에서부터 포집한 $CO_2$를 파이프라인이나 선박 등을 통해 수송하고, 이를 해저 지질구조내 대규모로 수백-수천년 이상 장기간 저장 및 관리하는 $CO_2$ 해양지중저장기술이 국내외적으로 주목 받고 있다. $CO_2$ 해양지중저장 처리 시스템 설계를 수행하는데 있어 전산모사를 통한 공정 설계는 필수적이다. 즉, 수치 모델링을 통하여 $CO_2$ 해양지중저장 처리에 필요한 일련의 공정을 열역학 상태방정식 등을 이용하여 모사하는 것이다. 본 논문에서는 $CO_2$ 해양지중저장 처리를 위한 공정 설계에 사용되는 열역학 상태방정식들을 비교 분석하였다. 또한, 상태방정식 계산결과의 정확성을 평가하기 위하여 실험으로부터 구해진 데이터와 비교를 수행하였다. 이상기체 상태방정식과 SRK식은 $29.85^{\circ}C$, 60 bar 이상에서 밀도를 전혀 예측하지 못하였으며, 고온 고압의 초임계 상태에서 100% 내외의 오차를 보였다. BWRS 식은 임계온도 근처인 $29.55^{\circ}C$, 임계압력 근처인 $60{\sim}80\;bar$ 사이의 영역에서 실험값을 전혀 예측하지 못하고 최대 100%의 차이를 보였다. $CO_2$ 해양지중저장 처리의 저장지 조건인 온도 $31.1^{\circ}C$ 이상, 압력 73.9 bar 이상의 초임계 상태에서 PR 식과 PRBM 식은 실험값을 비교적 잘 예측하였다. 따라서 $CO_2$ 해양지중저장처리 공정 중 고온, 고압 영역에서는 상기 상태방정식을 이용한 공정 설계가 유용하다고 판단된다.

• 자원ㆍ환경경제연구
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• 제27권2호
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• pp.339-362
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• 2018

본 논문에서는 국내 발전산업에 대한 비용함수를 추정하고 계수에 대한 시뮬레이션을 통하여 신재생에너지 투입 확대가 화석에너지 수요와 전력공급가격에 미치는 파급효과를 분석한다. 신재생에너지는 풍력, 태양광, 바이오, 연료전지, 수력 등 여러 에너지원을 통합한 개념으로서 산정방식의 일반화 문제와 자료의 제약 등의 이유로 각 에너지원의 상용 단가를 하나의 투입 가격으로 객관적으로 산정하는 것은 용이하지 않다. 이러한 현실적 한계를 고려하여 적정 수준의 신재생에너지 투입을 전제로 제약비용함수(restricted cost function)를 도출한 다음, 공급관계식(supply relation)을 결합하여 추정을 위한 방정식체계를 구성한다. 특히 신재생에너지의 암묵가격(shadow price)을 산출함으로써 신재생에너지 투입 확대로 인한 기업의 잠재적 비용부담의 변화추이를 분석한다.

• 지질공학
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• 제28권1호
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• pp.69-79
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• 2018

한국 정부는 온실효과에 대응하기 위해서 이산화탄소 배출을 850.6 Mt에서 2030년까지 314.7 Mt (37%)로 감축하기로 하였다. 이러한 상황에서, 한국 정부는 이산화탄소 지중저장시설로부터 누출되는 이산화탄소를 시함부지 규모로 연구하기 위하여 2014년에 이산화탄소 지중저장 환경관리연구단(K-COSEM)을 발족하였다. 이산화탄소의 누출을 탐지하기 위해서는 대산지역의 수리지질학적, 지구물리학적 특성을 규명하는 것이 필요하다. 본 연구에서는, 충북 음성군 대소면 내산리의 연구부지에서 2017년 6월 28일부터 7월 24일과 8월 7일부터 9월 11일까지 두 차례에 걸쳐서 각각 $CO_2$와 $SF_6$를 용해시킨 물을 지하에 주입하여 지하에서의 이산화탄소 누출 거동을 알아내고자 하였다. 주입정은 심도 24 m, 케이싱은 21 m까지, 스크린 구간은 심도 21~24 m 구간이다. 2017년 8월 18일과 9월 1일의 두 차례 전기비저항탐사로 주입수의 흐름과 전기비저항 특성을 파악하고자 하였다. 연구 결과에 의하면, 고 전기비저항대와 저 전기비저항대가 뚜렷하게 구별되며, 주입수의 유동방향은 자연상태의 지하수 흐름과 비슷하게 나타났다. 또한, 저 전기비저항대는 주입심도로부터 천부 표토층까지 광범위하게 형성되며, 이는 높은 투수성을 가지는 풍화대가 이산화탄소 누출 가능성이 높다는 것을 지시한다.