• 에너지공학
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• 제24권1호
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• pp.32-41
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• 2015

에너지 이용 효율화를 꾀하면서 경영이 어려운 집단에너지사업자에게 저가 열원 제공을 위해, 수도권 서부 지역의 제철소, 발전소, 쓰레기 매립지 등에서 발생하는 미이용 열을 수거하여 집단에너지 사업자에게 공급하는 수도권 Green Heat Project(이하 GHP 사업)의 시행이 고려되고 있다. 이에 GHP 사업의 시행 여부에 대한 판단을 위해 GHP 사업의 경제적 타당성 분석이 요구되고 있다. 본 논문에서는 GHP 사업의 경제적 편익으로 열 공급편익, 생산원가 절감편익, 온실가스 저감편익, 대기질 개선편익의 4가지를 상정하여 평가한 후 경제적 타당성을 분석하고자 한다. 경제적 타당성 분석에서 비용으로는 사업착수 후 3년 동안의 투자비와 운영기간 30년 동안의 운영비가 발생한다. 분석결과 순현재가치는 1조 2,693억원으로 추정되어 0을 상회하여 GHP 사업은 경제적 타당성을 확보한다. 또한 편익/비용 비율은 1.72로 계산되어 1.0보다 크기에 경제성 분석을 통과한다. 마지막으로 내부수익률은 24.26%로 산정되어 사회적 할인율 5.5%를 초과하므로 GHP 사업은 사회적으로 바람직하다. 따라서 GHP 사업을 즉시 시행하는 것이 바람직하다.

• 자원리싸이클링
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• 제21권1호
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• pp.30-40
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• 2012

전기로 산화슬래그를 콘크리트용 잔골재로 사용하기 위해서는 제철소 제강과정에서 용융상태로 배출되는 제강슬래그를 에이징처리하여 안정된 구조로 변환시켜 이온이나 전자의 이동을 억제하여 슬래그의 화학적 물리적 저항성을 증대시켜 사용하여야 한다. 우리나라에서는 전기로 산화슬래그를 콘크리트용 잔골재로 활용하기 위한 제도적 기반으로서 KS F 4571이 제정되어 부산물의 자원화 시스템 기반이 마련되었다. 본 연구에서는, 전기로 산화슬래그 잔골재를 콘크리트포장 관련 보수재로 그 효과가 인정된 폴리머 속경성 시멘트 콘크리트(polymer rapid set cement concrete : PRCC)용 잔골재로 사용하기 위한 기초물성을 검토하였다. 본 연구에서는 콘크리트용 전기로 산화슬래그 잔골재를 100% 치환하였으며 기존 보수재 대비 단위시멘트 20%, 라텍스 혼입률 50%를 저감시킨 최적배합을 도출하였다. 도출된 최적 배합에 의한 콘크리트 성능 평가결과, 초기 압축강도 35 MPa 이상, 휨강도 7 MPa 이상 등 매우 고강도를 나타내었으며 내구성 평가에서 투수성, 동결융해저항성, 표면박리저항성 모두 기준값 이상의 결과를 나타내는 전기로 산화슬래그 잔골재를 이용한 새로운 폴리머 속경성 시멘트 콘크리트를 개발하였다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제9권2호
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• pp.185-190
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• 2021

시멘트는 현대 건설 산업에서 주된 재료로써 활용되지만 생산 시 발생하는 이산화탄소로 인해 지구온난화의 주된 원인으로 지목되고 있다. 이에 따라 시멘트 대체재로서 산업부산물을 활용하는 연구가 진행 중이며, 이 중 제철소에서 생산되는 고로슬래그가 대표적이다. 하지만 고로슬래그는 시멘트 대체재로써 사용 시 초기 강도 저하의 문제점을 지니고 있는데, 이는 고로슬래그 생산과정에서 만들어지는 입자 표면의 유리질 피막이 원인이다. 일반적인 수화반응에서 피막은 시멘트의 수화반응에서 생성되는 수산화칼슘이 경화체 내부 알칼리 환경을 조성하게 되고 이를 통해 파괴되는 것으로 알려져있다. 따라서 본 연구에서는 고로슬래그의 사용성능 개선 및 초기 강도 저하의 문제점을 해결하기 위하여, 기존에 고로슬래그 입자 표면의 막을 제거하기 위해 사용되어지는 알칼리 자극제 대신 전기분해를 통해 생성한 알칼리 수를 배합수로 활용하기 위한 연구를 진행하였다. 실험 결과, 고로슬래그와 알칼리 수를 활용한 시멘트 경화체에서 일반적인 배합수에 비해 높은 강도 발현 및 수화물 생성을 보였으며, 공극분석 결과 내부 공극률 및 공극분포에서 더욱 밀실한 구조를 지니고 있는 것으로 확인되었다.

• 한국입자에어로졸학회지
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• 제16권4호
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• pp.107-117
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• 2020

충청남도 대형사업장에서의 대기오염물질 배출이 미세먼지 농도에 미치는 영향에 대한 논란이 많다. 2019년 봄과 가을에 항공관측을 수행하여 충청남도 대형사업장 상공에서 대기오염물질 농도를 측정하였고, 이를 바탕으로 황산화물(SO2) 배출량을 산정하였다(하향식 배출량). 이를 사업장에서 제시한 배출량 자료(상향식 배출량)와 비교한 결과, 항공관측에 바탕을 둔 배출량이 더 많았다. 항공관측에 바탕을 둔 배출량은 석탄화력발전소는 1502.1 kg/hr, 제철소는 2805.5 kg/hr였다. 이는 사업장에서 밝힌 2019년 연평균 배출량보다 각각 2.5배와 2.0배 큰 값이다. 이와 같은 차이가 나는 원인을 규명하기 위해서는 관측에 바탕을 둔 하향식 배출량과 활동도에 바탕을 둔 기존의 상향식 배출량을 산정함에 있어서 보다 면밀한 검토와 개선이 필요하다. 하향식 배출량의 개선을 위해서는 관측 불확도를 줄이는 것이 중요하다. 불확도를 높이는 요소의 하나는 지상에서 항공기가 운행될 수 있는 최저 고도까지 관측을 하지 않은 것이다. 이러한 불확도를 줄이는 방법은 지상에서 관측을 수행하며, 더 나아가서는 지상과 항공기 관측 최저 고도 사이에서 드론 등의 방법을 통해 관측을 수행하는 것이다. 바람장 역시 관측 및 외삽과 내삽을 이용하여 평면 분포를 구하면 평면에 대한 적분을 이용하여 평면 전체의 플럭스를 구할 수 있어 불확도를 줄일 수 있을 것이다. 상향식 배출량의 정확도 개선을 위해서는 측정이 이루어지고 있는 굴뚝의 배출량 자료 정확도 개선과 함께, 관측이 이루어지고 있지 않은 배출구의 현황 파악이 필요하다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제21권3호
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• pp.567-575
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• 2021

석탄화력발전소, 제철소 등 대규모 배출시설이 밀집되어 있는 충청남도 당진시는 지자체 차원에서 대기질 개선과 온실가스 감축 등을 위해 적극 노력하고 있음에도 불구하고 시민들의 건강에 대한 우려가 높다. 이에 본 연구에서는 석탄화력발전소와 외부요인 등이 지역 대기오염에 미치는 영향 파악을 위해 일반적으로 미세먼지 또는 초미세먼지 등의 기원 추적자로 이용하는 탄소 안정동위원소를 활용하여 지역 오염원의 기원을 추정하였다. 또한, 석탄화력발전소로부터의 이격거리를 고려하여 선정한 2지점에 대한 계절별 실측데이터와 선행연구 분석을 통해 구축한 라이브러리 및 역궤적 분석으로 오염원의 기원을 해석하였다. 탄소 안정동위원소비의 분석결과 겨울 > 봄 > 가을 > 여름 순으로 고농도 경향성을 보였으며, 라이브러리와의 매칭결과 이동오염원과 노천소각의 영향이 상대적으로 높은 것으로 분석되었다. 본 연구는 시범연구로 지속적인 모니터링과 데이터 축적을 통한 연구결과의 신뢰성 확보에 주력해야 할 것으로 판단된다.

• 해양환경안전학회지
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• 제27권7호
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• pp.905-917
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• 2021

본 연구는 국내 항구도시 인천, 목포, 광양, 부산, 울산의 대기오염물질 배출특성, 대형선박 배기가스 배출량 및 사회적 비용을 산정하여 배출가스 저감방안의 필요성을 제시하였다. 부산은 선박 입항수가 많고 목포는 선박 입항수는 적지만 선박 배기가스에 의한 배출기여도는 두 항구도시 모두 높았다. 울산은 세계적 수준의 중화학공업, 광양은 제철소, 인천은 제조업과 선박 입항수가 목포보다 많았지만 배출기여도는 낮았다. 선박 배기가스 배출량 산정 결과, CO₂의 배출량이 가장 많고 다음으로는 NOx, SOx으로 배출량이 많았다. 선종별로는 부산, 울산, 인천은 유조선, 광양은 일반화물선, 목포는 여객선에서 각각 많았다. 사회적 비용 결과, 부산은 배출량이 많은 영향으로 사회적 비용이 높았으며, 항목별로는 PM이 높았다. 저황유 사용으로 PM, SOx 배출량을 직접적으로 줄이고, NOx의 배출량을 간접적으로 줄 일수 있다. 하지만 선박 배기가스 중 가장 많은 배출량을 보인 CO₂를 저감하기 위해서는 저황유의 보급만으로는 부족하다. CO₂ 배출량 감축을 위해서는 육상전원공급장치(Alternative Maritime Power)를 사용하는 등 화석연료를 사용하지 않는 저감방안 수립의 필요성을 제기하였다.

• 산업노동연구
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• 제24권1호
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• pp.107-156
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• 2018

이 글은 일본 철강산업의 사내하청 활용 전개와 노사관계 안정에 관하여 조강생산량 1위와 2위인 대표적 제철회사를 대상으로 역사적으로 살펴보았다. 제철소 노동자 중 사내하청 노동자가 차지하는 비율은 전후 2000년대 중반까지 지속해서 증가하여 1위인 S사의 경우 약 70%였다. 사내하청은 고용의 수량적 유연성을 높여서 인건비 절약을 꾀하려는 기업의 전략으로 활용되었다. 사내하청 기업의 담당업무는 기업 특수적 숙련을 필요로 하였는데 그것에 대응하는 형태로 정규직의 비율이 높아지고 이직률도 낮아 내부노동시장이 형성되었다. 사내하청 기업이 업무수행에 필요한 설비나 자재를 자체 도입함으로서 원청과는 장기적인 거래관계를 맺게 되었고, 원청은 사내하청의 생산성 향상 정책을 실시하여 상생적인 관계가 전개되었다. 노조는 사내하청 확대가 기업 이익, 조합원의 고용안정 및 노동조건 유지 등에 기여하는 것으로 보고 반대하지 않았다. 출향과 전적을 통하여 사내하청이 확대되는 것도 마찬가지로 반대하지 않았다. 2000년 이후 원청이 사내하청 기업의 자회사화를 추진하여 상생적인 관계는 자본관계로 뒷받침 되었다. 그런데 2000년대 중반 이후 직영화의 움직임이 나타나고 있는데 그것은 법령준수 요구 강화, 고객의 품질향상과 납기 달성의 엄격성, 노동력 확보 등이 주요 요인이다. 원청과 사내하청간의 노동조건 격차는 임금의 경우 B사가 S사보다 작았는데 사내하청이 원청의 약 90%였다. 상대적으로 B사의 격차가 작은 것은 노조의 격차 축소 운동, 낮은 시장 지배력과 불리한 노동시장 등에 따른 것으로 보인다. 이와 같이 사내하청에도 내부노동시장이 형성되어 왔고, 원청과의 임금격차도 크지 않아 노사분쟁의 가능성이 낮다. 원청뿐만 아니라 사내하청에서도 노사관계는 안정되어 있다. 우리나라의 철강산업 노사관계 안정화는 원청과 하청기업간의 장기적 상생협력관계 하에서 하청기업에서 내부노동시장을 형성/확대하면서 생산성을 높여 원청과의 격차를 줄여나가는 것이 요구된다.

• 자원환경지질
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• 제46권4호
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• pp.291-300
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• 2013

북한의 광물자원 부존량 및 생산 현황을 종합하면, 북한에서 부존규모가 큰 주요 광물종은 마그네사이트, 석회석, 석탄(무연탄), 인상흑연, 철, 금, 은, 연, 아연 등으로 판단된다. 기타 동, 몰리브덴, 중석, 인광석 등이 잠재성이 큰 광물자원으로 평가된다. 북한의 광물자원 수출 대상국은 중국으로서 주요 수출 광물로는 무연탄, 철광석이 75%로서 압도적으로 우세하다. 수출국은 중국 외 EU국가이나, 중국 수출이 70%에 달한다. 북한은 금 매장량 약 2,000톤과 연간 생산량은 약 2 톤(금속기준)이며, 대표적 광산은 수안, 홀동, 대유동광산이며, 6개 금 제련소가 운영 중이다. 철 매장량은 Fe 63.5% 기준으로 약 43억 톤, 연간 생산량은 약 5백만 톤, 주요 철광산은 무산, 리원, 북청, 은율, 신원, 재령광산이며, 7개 제철소 및 제강소가 운영 중이다. 연-아연 매장량은 금속 기준으로 연이 약 4.7백만 톤, 아연이 15백만 톤, 연간 생산량은 금속 기준 연이 약 26,000 톤, 아연이 금속 기준 50,000 톤이다. 주요 연-아연 광산은 검덕, 은파, 성천광산이며, 6개 제련소가 운영 중이다. 마그네사이트 매장량은 MgO 95% 기준으로 약 28억 톤, 최근 연간 생산량이 정광 기준 150,000 톤, 주요 광산은 룡양, 대흥, 쌍룡광산이며, 5개 마그네슘 내화물공장이 가행중이다. 인회석 매장량은 $P_2O_5$ 30% 기준으로 약 3.4억 톤, 최근 연간 생산량은 원광석 기준 약 300,000 톤, 주요 광산은 대대리, 동암, 풍년광산이다. 석탄은 북한에서 중요한 전략 연료광물자원으로 인식되고 있으며, 주 에너지원이다. 석탄 매장량은 186억 톤, 연간 생산량은 2천만 톤이다. 주요 석탄광산은 평남에 집중되고 있으며, 직동광산이 북한에서 가장 큰 석탄광산이다.

• 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.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제11권1호
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• pp.24-34
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• 2008

지구 온난화를 완화하기 위한 온실가스 대량 감축 기술의 하나로써 이산화탄소 포집 및 저장기술(Carbon dioxide Capture and Storage; CCS)이 최근 국제적으로 주목받고 있다. 본 논문에서는 CCS 기술 중 대규모의 $CO_2$를 해양의 퇴적층에 저장하고자 하는 $CO_2$ 해양지중저장기술을 중점으로 하여 국내외 관련 연구개발동향을 분석하고 이를 토대로 향후 국내 실용화 방안을 제안하고자 한다. '해저 지질구조내 $CO_2$ 저장기술은 $CO_2$ 해양지중저장기술)'은 지구 온난화 주범인 $CO_2$의 40% 가량이 배출되는 대규모 발생원 (발전소 등)에서 포집된 $CO_2$를 초임계상태나 액체 상태로 가압하여 파이프라인이나 선박 등을 통해 수송한 후, 최종적으로 해양의 퇴적층에 대규모로 수백-수천년 이상 장기간 저장 및 관리하는 기술을 말한다. $CO_2$ 해양지중저장 기술개발을 위해서는 저장후보지 탐색 및 저장공간내 $CO_2$ 거동 모니터링과 관련한 $CO_2$ 해양지중저장 기반기술, 포집된 $CO_2$를 선박 또는 파이프라인으로 수송하여 저장지에 주입시키는데 요구되는 제반 플랜트 및 설비구축과 관련한 $CO_2$ 해양플랜트 설비기술, 그리고 주입과정 또는 사후에 발생할 수 있는 $CO_2$노출 가능성과 환경에의 잠재적 영향을 평가하여 환경안정성이 담보된 $CO_2$저장이 되도록 하는 $CO_2$해양환경평가기술 등 3개 세부분야에 대한 연구가 요구된다. 국내에서 $CO_2$ 저장기술은 2005년부터 해양수산부 연구사업으로 한국해양연구원이 본격적으로 연구개발을 추진하였으며, 본 사업에서는 2005년부터 2009년까지 핵심 기반기술을 개발하고, 2010년부터 2014년까지 1만톤급 파일롯 저장을 통한 개발기술의 실증을 목표로 하고 있다. 이를 토대로 2015년부터 발전소 또는 제철소 $CO_2$ 포집기술과 연계하여 민간주도로 동해가스전 등을 대상으로 하여 보급형 100만톤급 $CO_2$ 저장을 추진할 필요가 있다. 이를 통해 향후 2050년까지 연간 1억톤 $CO_2$를 처리하여 매년 2조원 이상의 환경비용을 절감하는 국내 실용화 방안을 모색하고 있다.