• 자원ㆍ환경경제연구
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• 제32권1호
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• pp.27-46
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• 2023

본 연구는 차분연료배분모형을 이용하여 수송부문에서의 연료 간 대체성을 추정하고, 연료 간 대체에 따른 이산화탄소 배출효과를 살펴본다. 분석결과를 정리하면, 첫째, 수송부문은 경유에 대한 의존도가 매우 높아 디비지아 탄력성이 가장 큰 것으로 나타났다. 둘째, 연료별 자기가격탄력성은 모두 음(-)의 값을 보였으며, 경유의 자체가격탄력성이 휘발유와 LPG에 비해 상대적으로 낮은 것으로 나타났다. 셋째, 휘발유와 경유, 휘발유와 전기, 경유와 LPG는 대체관계를 보였으며, 경유와 전기는 보완관계를 갖는 것으로 나타났다. 넷째, 연료별 대체성과 배출계수를 이용한 결과, 바이오디젤을 경유에 혼합하는 경우 이산화탄소 감축 효과가 있으나, 주로 연료별 가격 변화에 따른 연료 간 대체가 이산화탄소 배출을 결정짓는 것으로 나타났다.

• 자원ㆍ환경경제연구
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• 제20권4호
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• pp.761-796
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• 2011

본 연구는 발전부문에서 에너지 정책의 목표인 에너지 안보와 기후변화 대책 간의 상호보완성을 고려하면서 최저 비용을 기준으로 도출된 발전 구성비를 나타내었다. 에너지 안보의 수준을 측정하기 위해 에너지 안보 가격지수를 도입하여 화석연료의 공급 집중도에서 비롯된 안보 위협을 평가하였다. CSC 방법론의 적용을 통해 원자력과 육상풍력이 석탄가스화 복합발전 및 미분탄 화력발전을 대체하는 경우가 비용효율적인 대체안으로 나타났으며, 잠재적인 탄소 감축 가능량 및 안보 개선폭을 확인하였다. 또한 이러한 대체안이 탄소 감축뿐만 아니라 에너지 안보의 개선을 달성하는 상호보완성을 확인하였다. 추가적인 에너지 안보의 개선을 위해서는 화석연료의 해외자원개발을 통한 에너지 자급률을 제고하는 것이 최선의 대안으로 나타났으며, 이를 기반으로 2020년의 특정 목표치를 달성하기 위해 최저 비용을 나타내는 발전구성비를 도출하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2011년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.178.2-178.2
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• 2011

바이오디젤이란 식물성 기름, 동물성 지방, 폐식용유 등의 재생 가능한 자원을 촉매 존재 하에 알코올과 반응시켜 생성되는 에스테르 혼합물을 말하며 경유와 물성이 유사하므로 경유에 혼합하여 압축착화 방식인 디젤엔진에 사용할 수 있다. 그러나 바이오디젤은 경유에 비하여 탄소-탄소 간 이중결합을 가지고 있는 성분을 많이 함유하고 있기 때문에 공기에 의해 산화가 일어나기 쉽다. 일반적으로 폐놀계 향산화제인 t-buthylhydroquinone(TBHQ)를 사용하여 산화안정성을 향상시키나 국내에서 사용되는 산화방지제는 전량 수입에 의존하고 있어 제품 개발에 의한 국산화가 시급한 실정이다. 본 연구에서는 폐유지로부터 생산한 바이오디젤의 산화안정성 향상을 위하여 폐놀 및 아민계 등의 산화방지제를 합성하여 바이오디젤에 적용하였으며, 다양한 물성시험방법을 적용하여 석유 및 석유대체연료 사업법에서 규정하는 바이오디젤의 품질기준을 확인하였다. 또한 EN 14112 바이오디젤 산화안정성 시험방법으로 폐놀 및 아민계 등의 산화안정성을 확인하였다. 본 연구는 산학연 공동기술개발 1차년도 사업으로 한국화학연구원과 공동으로 수행하였으며, 산화방지제 적용평가를 통해 우수한 제품을 선정하여 2차년도에는 차량 테스트를 통해 연료 첨가제로서의 적합성을 검증할 예정이다.

• 자원ㆍ환경경제연구
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• 제22권1호
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• pp.77-98
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• 2013

본 논문에서는 향후 포스트 교토협약에서 온실가스 감축의무국으로 분류될 가능성이 높은 세계 최대의 $CO_2$ 배출국 중국의 화력발전산업을 대상으로 Shephard 투입물거리함수를 추정하여 $CO_2$ 암묵가격과 기술효율성, 그리고 투입요소 간 간접 모리시마 대체탄력성을 측정한다. 1981-2009년 기간 동안 $CO_2$ 1톤을 감축하는 데 연간 평균 약 3.2달러의 비용이 드는 것으로 나타났다. 이는 한국, 일본의 발전 산업에 대한 $CO_2$ 암묵가격 추정치보다 낮은 수준으로서 향후 이들 나라와 배출권 거래가 이루어질 경우 배출권 판매를 통한 경제적 이득이 예상된다. 기술효율성의 향상으로 달성할 수 있는 최대 $CO_2$ 잠재 감축량은 연간 평균 약 2천 5백만톤에 이르는 것으로 산정되었다. 석탄과 석유 등의 연료와 자본은 상호 대체가능하며 자본이 연료를 더 용이하게 대체하는 것으로 나타났다.

• 한국에너지공학회:학술대회논문집
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• 한국에너지공학회 2004년도 춘계 학술발표회 논문집
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• pp.119-124
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• 2004

최근 소형 다기능, 고기능 전자장비의 개발로 인하여 고밀도 전원이 필요성이 대두되고 있다. 연료전지는 높은 전력 밀도를 가짐으로 인하여 소형 전원 장비에 가능성을 가지는 것으로 여겨지고 있다. 연료전지 중 특히 고분자 전해질 연료전지는 높은 전력밀도와 낮은 작동온도 등으로 인하여 이차전지의 자리를 대체할 수 있을 것으로 보여지지만 현재까지 연료 공급장치의 문제로 인하여 실용화되지 못하고 있다. 본 연구에서는 여러 가지 수소저장 물질 중에서 알칼리 붕소 수소화물을 이용하여 연료전지에 수소를 공급하고자 하며, 수소발생에 사용되는 촉매에 대한 연구를 진행하였다. 알칼리 붕소 수소화물의 수소발생 반응에 사용되는 촉매로는 Pt, Ru, Co, Ni 등이 사용되어질 수 있다. 이중에서 가장 수소발생 능력이 높은 촉매는 Ru이며, 비귀금속 촉매 중에는 Co가 높은 활성을 나타내었다. 본 연구에서는 Ru 촉매와 Co 촉매의 특성을 비교하였으며 연료전지에 수소를 공급할 수 있는 가능성을 확인하였다. Ru와 Co 촉매의 공통적인 특징은 알칼리 붕소화물인 NaBH$_4$의 농도가 높아질수록, 온도가 높아질수록 수소의 발생속도를 높이는 현상을 보였다. 또한 안정화제인 NaOH에 대하여, Ru의 경우는 농도가 높아질수록 수소발생 속도가 낮아졌으며, Co는 그 반대의 결과를 보였다. NaBH$_4$의 분해 반응으로 발생된 수소를 연료전지에 공급하여 2W급의 휴대폰용 연료전지를 구동할 수 있었다. 이로써 알칼리 붕소수소화물로부터 발생된 수소를 이용하여 안정적으로 연료전지를 구동할 수 있는 가능성을 확인하였다. 유류 분해정도를 파악하는 지시자로써 특정 무기 오염물질을 이용할 수 있을 가능성이 있으므로 좀더 이들 관계성에 대한 연구가 진행될 필요성이 있다고 판단된다.고 과학적으로 분석할 수 있는 방법이 될 수 있을 것으로 기대된다. 의미를 되새기는 것으로 짧은 연구를 시작하겠다. 등은 활성 값이 70% 이상으로 퇴적물 독성이 상대적으로 낮았다. 이중나선 DNA 함량은 28.4 % - 49%로 대조군에 비해서 감소가 크다. 대부분의 정점이 대조군의 30% 내외로 정점 간의 차이는 크지는 않다. 그러나 다른 측정자료와 같이 정점 22에서 18%로 최소치를 나타내고, 정점 2, 12에서 20% 내외의 값을 보인다. 종합적으로 볼 때 오염물질의 유입이 크고, 광양제철 인근 정점 들이 모두 다른 정점에 비해서 낮아서, 퇴적물 독성이 높은 정점으로 조사되었다.hiwo의 광합성 능력은 낮은 농도들에서는 대조구와 유사하였으나, 5 $\mu\textrm{g}$/l의 높은 농도에서는 초기에 매우 낮은 광합성 능력을 보이다가 시간이 경과하면서 대조군보다 더 높은 경향을 나타냈다. 이러한 결과는 식물플랑크톤이 benso[a]pyrene의 낮은 농도에서 노출될 때는 이 물질을 탄소원으로 사용할 가능성이 있음을 시사한다. 본 연구의 결과들은 연안해역에 benso[a]pyrene과 같은 지속성 유기오염물질이 유입되었을 때 내정여부에 따라 식물플랑크톤 군집내 종 천이와 일차생산력에 크게 영향을 미칠 수 있음을 시사한다.TEX>5.2개)였으며, 등급별 회수율은 각각 GI(8.5%), GII(13.4%), GIII(43.9%), GIV(34.2%)로 나타

• 청정기술
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• 제17권3호
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• pp.215-224
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• 2011

화석연료 사용에 따른 기후 변화 문제 및 자원 고갈에 대한 염려 때문에 바이오 연료는 그 중에서 가장 바람직한 재생에너지 대안이다. 하지만 대량 생산을 할 수 있는 경제성확보가 없으면 바람직하고 현실적인 대안이라 할 수 없다. 실시간 품질측정 시스템 개발은 바이오연료의 대량생산을 위하여 반드시 필요하다. 바이오 연료 중 바이오에탄올은 ASTM (American Society for Testing & Materials) D4806-10과 같은 품질 규격을 따르며 이에 명시된 평가방법을 대량 생산에 적용하려면 여러 어려움이 뒤따른다. 따라서 본 연구에서는 바이오에탄올 제품 품질 분석의 저가격화와 시간단축 및 생산 공정의 모니터링 실시간화를 해결하기 위해 근적외선 분광분석법과 화학계량학의 부분최소 자승법(Partial Least Squares)을 융합한 실시간 분광 모니터링 시스템을 새롭게 제안하였다. 수종의 전처리와 부분최소자승법을 이용하여 모델링한 결과 스펙트럼의 산란 보정, 노이즈 감소, 검량선의 유지보수 등에서 Savitzky-Golay 전처리가 가장 우수함을 보였다. 본 연구를 통해 실시간으로 품질 측정뿐만 아니라 분광분석 장치로 여러 성분을 동시에 측정 가능함을 보임으로서 비용의 절감도 가능할 것으로 예상된다. 그리고 상관계수 R2이 0.99 이상으로 실험실분석의 대체도 가능함을 보였다.

• 한국추진공학회지
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• 제26권2호
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• pp.20-27
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• 2022

접촉점화 추진제는 별도의 점화장치 없이 연료와 산화제의 접촉만으로 점화한다. 이러한 특성으로 새로운 추진제 개발에 있어 점화 가능성을 평가하는 것만으로도 사고의 위험이 높다. 사고가 발생할 경우 피해의 규모가 크고 대형 인명사고로 이어질 수 있기 때문에 사고의 방지가 매우 중요하다. 이 연구에서는 추진제 개발에 있어 안전한 평가 장치로 마이크로 반응기를 제작하여 점화 실험을 대체할 수 있는 비점화 실험을 제안하였다. 마이크로 반응기는 MEMS 공정으로 제작되었으며, NaBH₄ 혼합 농도에 따른 추진제 간의 반응열을 측정하였다. 액적 낙하 실험 결과, 반응열이 가장 높은 조건에서 점화현상이 관찰되었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제43회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.243-243
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• 2012

화석연료를 대체할 새로운 청정 에너지원의 요구가 높아지고 있는 현 시점에서 고효율, 무공해, 무소음 등의 장점으로 인해 친환경적 에너지원으로 연료전지의 수요가 증가하고 있다. 연료전지 분리판으로 고밀도 흑연을 종래에 가공하여 제작하였는데, 가공이 어렵고, 비용이 크게 들며, 대량생산이 어렵다는 등의 문제로 스테인리스강을 위주로 한 금속 분리판 개발이 이루어지고 있다. 본 연구에서는, 낮은 가격, 고속 증착, 우수한 가공성, 높은 기계적 강도 및 전기전도도, 화학적 안정성 및 내식성을 충족시키기 위하여 스테인리스 강박(0.1 mm이하)에 보호막으로 CrN을 선택하였다. 저가격화를 위하여 새로운 증착원인 스퍼터-승화형 소스의 가능성을 유도 결합 플라즈마에 Cr 봉을 직류 바이어스 함으로써 시도하였다. 10 mTorr의 Ar 유도 결합 플라즈마를 2.4 MHz, 400 W로 유지하면서 직류 바이어스 전력을 120 W (615 V, 0.19 A) 인가하였을 때 10분 동안의 증발양이 0.35 gr으로 측정이 되어 그 가능성을 확인할 수 있었다. 또한 OES(Optical emission spectrometer)를 이용하여 RPS로 방전시킨 고밀도 ICP를 측정한 결과 842.4 nm, 811.4 nm, 772.3 nm 등의 파장에서 높은 intensity를 갖는 peak을 찾을 수 있었고, 이 peak 들은 Ar 중성의 peak임을 확인할 수 있었다. ICP+DC bias로 Cr rod를 가열하는 공정에서의 plasma를 OES로 측정한 결과 Ar 중성의 peak은 감소하고, 520.5 nm, 425.5 nm, 357.7 nm 등의 파장에서 높은 intensity를 갖는 peak을 찾을 수 있었으며, 이 peak들은 Cr 중성의 peak임을 확인할 수 있었다. OES 측정 data를 토대로 공정 중의 rod type Cr target의 교체 주기를 예측할 수 있고 공정 중 실시간 감시가 가능할 것으로 기대된다.

• 자원ㆍ환경경제연구
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• 제19권3호
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• pp.633-658
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• 2010

본 연구에서는 1970년~2005년 기간 동안 한국 제조업의 Translog 비용함수를 분석함에 있어, 비제약 모형과 사전적으로 오목성을 부과한 제약 모형을 추정하여 그 결과를 비교하였다. 제약 모형은 비제약 모형에 비해 다소 낮은 로그우도값에 불구하고, 전 자료 구간에 대하여 정규성을 만족하여 비용함수와 생산기술 간의 쌍대성을 만족하는 추정 결과가 도출되었다. 제약 모형의 가격탄력성 분석 결과, 전력과 자본 사이에는 보완성이 존재하여 자본 수요가 증가함에 따라 전력 수요가 증가하는 것으로 나타났다. 한편 전력 수요는 노동, 연료 및 재료 수요를 모두 대체하는 방향성이 관측되어 한국 제조업이 전력 사용이 증가하는 방향으로의 구조변화를 경험하고 있는 것으로 분석되었다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2016년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.133-134
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• 2016

Drill ship 또는 Semi-rig와 같은 대형 선박의 주요 부하들은 Diesel generator로부터 전력을 공급받게 된다. Generator의 용량은 최대 부하 용량에 의해 설계가 되며, Thruster와 같은 모터부하에 의해 Diesel generator에서 공급해야 하는 용량이 매우 증가하게 된다. 따라서 Thruster의 전원을 적절한 분산전원으로 대체함으로써 Generator의 최대 용량을 줄일 필요성이 있다. 본 논문에서 기존 선박 전력계통에 Thruster의 전원을 공급할 수 있는 Energy storage system (ESS)를 추가하여 Diesel generator의 최대 용량 감소 및 에너지 효율 향상을 전기적 모델을 통하여 검증하고자 한다. 그리고 최종적으로 실시간 모의시험 장치를 통하여 전체적인 선박의 연료 절감 효과를 검증하고자 한다.