• 임산에너지
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• 제18권1호
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• pp.37-45
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• 1999

온실효과는 이산화탄소의 과다방출로 인해 가장 심각한 환경문제가 되었다. 온실효과는 산림에서의 벌채, 특히 경작지를 위해 열대림지역이 파괴됨으로 인해 더욱 악화되고 있다. 나무는 대기중에서 이산화탄소를 흡수하므로 숲과 임산물은 이산화탄소를 이용하고 방출량을 줄이는데 큰 역할을 담당한다. 목재와 목제품은 철강, 알루미늄, 콘크리트와 같은 대체재료에 비해 제조에너지가 적게든다. 화석연료가의 높은 비용의 가능성이라는 관점에서 볼 때 목재가공에 있어서의 낮은 에너지소모량은 매우 중요하다. 또한 목재와 목제품은 탄소저장고로서의 역할을 한다. 따라서 목재는 환경적으로 바람직한 좋은 재료이다. 최근 산업용 재료의 사용에 있어서 목재와 다른 대체재에 관한 많은 논의가 진행되고 있다. 재료 선정은 누구나 할 수 있지만 선정시 다양한 측면을 고려하여야 한다. 앞서 언급하였듯이 목재는 환경적으로, 에너지 소모적인 면에서 우수한 재료이다. 그러므로 목재는 다른 대체재보다 환경에 미치는 영향이 적은 재료이다. 우리는 목재를 보다 효율적으로 이용하고 목재자원은 지속가능한 산림에서 제공되어야 할 것이다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제41권6호
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• pp.594-605
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• 2013

목질계 바이오매스는 폐기물 다음으로 가장 경제적이고 온실가스 감축 잠재력이 높은 것으로 알려진 신재생에너지원으로서 이를 이용해 개발된 바이오에너지 중에서 수송과 이용이 편리하고 발열량이 높은 목재 펠릿은 아직 가격이 다소 높지만 유럽과 일본에서는 이미 높은 보급률의 신재생에너지로 활용되고 있다. 기존 화석연료의 목재 펠릿 등 목질 바이오매스로의 연료전환을 통하여 온실가스 감축사업으로 활용하는 경우는 일본의 JCDM에서 활성화되어 있으나, 우리나라는 아직 그 기준 및 방법론 등이 정립되어 있지 않아 현재 LNG로 전환되는 사업이 활성화 되어있고 목질바이오매스 전환 사업은 등록되지 못하고 있는 실정이다. 본 연구를 통해 JCDM에 등록된 목질 바이오매스 연료전환 사업을 분석하고, 2012년 KVER에 등록된 중소기업의 LNG 연료전환 사업을 기본 데이터로 하여 시나리오로 가정한 목재 펠릿으로의 연료전환 사업과 JCDM 사업, KVER의 LNG 연료전환 사업과의 비교 분석을 통하여 펠릿 연료 전환시 투자비 대비 연간 온실가스 감축효과, 연료 단가 차익으로 인한 수익과 온실가스 감축 이득 등의 수익을 비교 분석함과 동시에 온실가스 감축효과와 경제성을 분석하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2005년도 제17회 워크샵 및 추계학술대회
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• pp.307-319
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• 2005

인류에게 있어 가장 중요한 연료의 역할을 충실히 해왔던 임산자원이 화석계 에너지원의 고갈과 환경오염 문제의 급부상으로 임산자원의 신재생에너지원으로서의 잠재력이 다시 관심의 대상이 되고 있다. 본 연구에서는 임산자원의 에너지화와 그 산업적 응용을 위하여 원료의 수급체계를 검토, 확립하는 한편, 폐목질자원을 펠릿화한 목재펠릿 연료의 제조공정을 국내 환경을 고려하여 고효율화하는 동시에 본 연료를 효과적으로 이용할 수 있는 시스템을 개발하고자 하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.247-247
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• 2010

본 연구는 주류 제조과정에서 발생하는 생전분발효 부산물을 펠릿(pellet)연료로 전환하는 과정에서 효율적인 방법에 대해 기술한다. 술을 정제하는 과정에서 발생하는 주박을 펠릿화하고 재생청정에너지인 폐자원의 효율성을 높이기 위한 방법을 제안한다. 술을 정제하고 남은 지게미를 주박(酒粕, 술지게미)이라 하고 흔히 부드러운 것을 단단하게 뭉친 알갱이를 펠릿이라 한다. 현재 펠릿화는 폐목재를 분쇄후 성형, 가공하여 목재펠릿을 만들어 상용화하고 있다. 목재펠릿은 성형, 가공하는데 비용이 주박보다 많이 들고 열량도 더 낮음을 확인하였다. 목재소에서 나온 나무(톱밥)와 주박을 열량측정기를 이용하여 측정한 결과로 나무는 약 1850 Kcal이고 주박은 약 1989 Kcal가 측정되었다. 나무는 일반 목재소 세 곳에서 채취한 것이고 주박은 막걸리, 약주 및 청주의 술지게미를 실험에 사용한다. 주류업체에서도 술을 정제하고 남은 주박을 처리하는데 많은 곤란과 비용이 든다. 또한 주박을 해양에 투척하여 처리해 왔으나 2012년부터 해양투기가 금지되어 더욱 처리에 곤란을 겪게 된다. 최근 주박을 토양개량제(비료)로 개발하여 사용하기도 하나 본 연구에서 제안하는 장점은 농산물을 재배해서 주류제조시 발생되는 주박을 펠릿화하여 연료로 사용하고 남은 재를 토양개량제로 사용하는 장점이 있다. 제품의 전체 라이프 사이클을 통해 환경으로 방출되는 모든 것을 가능한 한 0(zero)으로 하는 활동인 제로-이미션(zero-emision)이 된다. 이는 단순히 배출량만을 줄이는 것이 아니라 폐기물을 유용한 자원으로 활용한다는 측면이 가장 큰 이점이 된다. 주박의 효율성을 높이기 위해 주박을 종류별로 주박과 목재를 섞는 방법으로 열량을 측정하였다. 먼저 열량이 높은 순서로 막걸리 주박과 약주 주박의 비율을 1:1, 1:0.5, 1:0.2, 두 번째 막걸리 주박과 청주 주박의 비율을 1:1, 1:0.5, 1:0.2, 세 번째 막걸리 주박과 나무 톱밥의 비율을 1:1, 1:0.5, 1:0.2로 섞어서 열량을 측정하였다. 열량이 높은 순서는 세 번째(2015Kcal), 두 번째(1995Kcal), 첫 번째(1868Kcal)의 순이었다. 가장 열량이 높은 막걸리 주박과 나무 톱밥을 섞은 것이 가장 효율성이 높다. 주박 펠릿의 장점은 친환경적인 소재이고 지속적으로 재생이 가능한 에너지원이다. 더욱이 주박 펠릿은 발열량이 높고 다른 바이오매스 원료에 비해 청정하다는 큰 장점을 지니고 있다. 또한 사용에 소요되는 유지 관리비용을 최소화할 수 있고 자동화가 가능하여 사용에 편리하다. 가격면에서 화석연료에 비해 안정적이고 체적 또한 작아 이송의 큰 장점을 가지고 있다. 현재 펠릿의 경우는 목재펠릿이 제품화되어 있지만 주박을 이용하여 제품의 펠릿화를 통한 연료원으로 사용하는 경우는 전 세계 전무한 상태로 폐자원을 재사용하는 효율성이 제시된다. 향후 과제로 주박을 이용한 펠릿 연료원의 기술이 개발되고 기계적인 시스템을 개발하면 저탄소 녹색성장 신재생에너지 연료의 획기적인 미래형 에너지시스템이 될 것이다.

• 한국염색가공학회:학술대회논문집
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• 한국염색가공학회 2011년도 제44차 학술발표회
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• pp.101-101
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• 2011

재생 셀룰로스 섬유의 원료로 사용되는 셀룰로스는 면, 마, 목재 등 고등식물의 주성분으로 매년 수십억톤이 광합성에 의하여 생산되어지고 있다. 따라서 석유류와 같은 화석연료의 가격 변동에 영향을 받지 않고 안정적으로 수입되고 있다. 또한, 셀룰로스에는 면이나 마류 등과 같이 간단한 정제 처리에 의해 의류용 섬유로서 사용될 수 있는 것과 목재 섬유와 같이 펄프화하여 종이, 인견섬유, 필름 등으로 사용되어지는 것이 있으며, 셀룰로스 유도체도 제조할 수 있다. 현재까지 개발된 섬유들 중 대표적인 셀룰로스계 재생섬유인 비스코스 레이온(Viscose rayon)은 그 제조 방법이 환경적으로 치명적인 문제를 안고 있으나 고유의 우수한 드레이프성, 흡습성, 독특한 광택, 시원한 촉감 등을 가지고 있어 그 소비는 꾸준한 상황이다. 이러한 Viscose rayon을 대체하기 위하여 친환경적인 공법을 이용하여 개발된 Lyocell 제품이 각광을 받고 있다. 면 셀룰로스 재생섬유는 기존의 Lyocell섬유에 비해 신도는 높고 모듈러스가 낮아 Modal과 같은 촉감을 가지고, 피브릴 발생이 없어 방사공정에서 가교반응이 필요치 않는 것으로 기대된다. 친환경 공법인 Lyocell 공법으로 개발된 면 린터 원료를 이용하여 면 린터 셀룰로스 재생섬유 제조기술을 개발하고자 한다. 따라서 본 연구에서는 면 린터 셀룰로스 재생섬유의 기술적인 신뢰성을 검증하기 위해 면 린터 셀룰로스 재생섬유소재 피브릴화 정도의 표준화 시험법을 연구하고자 한다. 사용원단으로 Tencel A-100, Tencel standard, Modal, Lyocell LF, 면 린터 섬유를 사용하였으며, 세탁, 염색, 알칼리조건 처리에 따른 물성 변화를 알아보았다. 물성 변화는 전자현미경으로 측정하였다.

• 한국기후변화학회지
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• 제4권1호
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• pp.41-49
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• 2013

기후변화를 유발하는 원인물질로는 주로 화석연료의 연소에 의해 발생하는 '온실가스'가 대표적이었으나, 최근 연구를 통해 블랙카본 또한 기후변화에 기여하는 것으로 알려지고 있다. 주로 숯가마, 화목난로, 폐기물 노천소각 등 생물성 물질의 불완전연소에 의해 발생하는 블랙카본은 눈과 얼음의 표면에 붙어 알베도를 감소시키고, 태양복사에너지 흡수율을 증가시켜 눈과 얼음이 녹는 속도를 가속화 한다. 그러나, 바이오매스 연소로 발생하는 블랙카본의 배출 특성은 아직 정확하게 밝혀진 바가 없다. 본 연구에서는 이러한 블랙카본의 배출 특성을 살펴보기 위하여 화목난로를 대상으로 연소실험을 진행하였다. 연소 실험 결과, 블랙카본은 연소 온도가 낮고, 연소용 공기 공급량이 적은 조건에서 더 많이 발생하는 것으로 나타났다. 또한, 블랙카본 배출계수는 벽난로에서 목재연료 A를 연소하였을 때가 1.01 g-BC/kg-Oak, 목재연료 B가 0.37 g-BC/kg-Oak, 목재연료 C가 0.29 g-BC/kg-Oak으로 산정되었고, 소형난로에서 목재연료 A를 연소하였을 때 0.25 g-BC/kg-Oak으로 산정되었다.

• 한국산림과학회지
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• 제111권1호
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• pp.177-185
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• 2022

이 연구의 목적은 산림바이오매스를 이용한 에너지 시설의 경제적 타당성을 검토한 것이다. 산림청 산림에너지자립마을 사업의 자료를 이용하여 에너지 시설의 운영 수지를 분석하였다. 에너지 시설은 열병합 발전기와 목재칩 보일러로 구성되며 목재칩을 연료로 사용한다. 목재칩은 목재펠릿보다 발열량이 낮지만 가격도 낮다. 시설 운영의 수입은 전기, 열, REC로 구성되며 추가로 화석연료 대체에 의한 탄소배출권을 고려하였다. 비용에는 연료비용과 고정비용이 포함되며, 초기 시설투자는 매몰비용으로 간주하였다. 가동률 55%, 목재칩 가격 95,000원/톤의 조건에서 에너지 시설의 연간 순수입은 양으로 나타났다. 시설 운영의 중요한 요소는 가동률과 연료비용이다. 두 요소를 조정하면서 시뮬레이션한 결과 가동률 50%, 목재칩 가격 100,000원/톤의 조건에서 연간순수입은 음으로 나타났다. 운영 수지를 개선하기 위해 가동률을 올리거나 연료 가격을 낮추는 노력이 필요하다. 탄소배출권을 판매한다면 시설 운영의 수익성을 개선한다. 또, 산림바이오매스의 에너지 이용을 촉진하기 위해 재생에너지로 공급한 열에 가격 보조를 할 필요가 있다.

• 대한환경공학회지
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• 제36권7호
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• pp.461-468
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• 2014

바이오차(biochar)는 산소가 제한된 환경에서 바이오매스를 열분해를 시켜 얻을 수 있는 고체물질을 말한다. 원료가 되는 바이오매스는 에너지작물, 임업부산물, 농업부산물 등의 폐기물을 사용할 수 있으며, 토양으로 적용 시 기후변화 완화, 화석연료 소비저감, 폐기물 처리비용저감 등의 장점이 있다. 본 연구에서는 폐목재를 원료로 바이오차를 생산하는 시스템을 대상으로 전과정평가 기법에 의해 환경에 미치는 영향을 평가하고자 하였다. 폐목재 1톤을 기능단위로 하였을 때 생산되는 바이오차를 토양에 적용하는 시나리오를 구성하고 지구온난화에 미치는 영향을 중심으로 환경영향을 분석한 결과, 파쇄 및 건조의 전처리 공정에서 4.048E-01 kg, 가스화 열분해공정에서 4.579E-01 kg, 토양살포 공정에서 9.070E-02 kg의 온실가스를 발생하여 총 9.534E-01 kg의 온실가스가 발생하는 것을 확인하였다. 바이오차의 토양적용 시 탄소저장효과는 252 kg으로 분석되어 251 kg의 탄소 네거티브 효과를 보였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.246.2-246.2
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• 2010

본 연구는 저탄소 녹색성장의 국가 정책에 맞추어 주류 제조과정에서 발생하는 생전분발효 부산물인 주박(酒粕, 술지게미)을 펠릿화(pellet) 하는 것이 목적이다. 주류 제조과정에서 발생하는 주박을 100g당 물 100ml 비율로 섞어 충분히 반죽 후 녹즙기로 압축 성형화 하는 과정을 대신 하여 주박을 뽑았다. 이 주박을 온열 건조기에서 20시간이상 건조 시키면 완성이 된다. 주박펠릿은 폐기물을 재활용한 것이기 때문에 열량-가격대비를 비교해 보았을 때 등유 8950kcal-1000원/L, 경유 9050kcal-1433원/L, 면세경유 9050kcal-821/L, 우드 1812kcal-400원/kg, 주박 1989kcal-200원/kg으로 훨씬 저렴하며 열량도 높다. 주류업체에서 주박을 폐기물 처리하므로 가격 책정은 어렵다. $CO_2$ 발생량도 적어 온실가스를 절감시킬 수 있는 친환경적인 청정연료이다. 또한 연료로서 운송, 저장 및 보관이 편리하다. 주류업체도 주박 처리로 인해 연간 12억 정도 사용된다. 폐기물을 에너지화 함으로써 타 신재생에너지에 비해 초기 투자 비용이나 연료비가 저렴하다. 그리고 태우고 남은 회분은 토양개량제로 다시 재활용 되기 때문에 무해백익하다. 현재 폐목재를 사용한 우드펠릿은 원료를 수입해야 한다는 점과 삼림자원의 부족시 문제가 발생할 수 있다. 그리고 폐목재를 분쇄한 후 가공 및 성형을 해야 하기 때문에 주박이 효율성이 좋다. 현재 세계에서 가장 많이 사용되고 있는 석유나 화석연료의 매장량이 고갈 되어가고 있다. 하지만 주박은 술이 사라지지 않는 한 계속적으로 발생하기 때문에 무궁무진하게 사용이 가능하다. 또한 주류 제조시 발생하는 주박은 바로 성형 및 가공이 용이하다. 현재 주박으로 만든 펠릿은 전 세계적으로 전무하다. 막걸리 및 전통술의 특화사업으로 주박량은 더욱 증가하고 있다. 더욱이 2012년부터 해양 투기 금지로 주박 폐기물 처리가 힘들어진다. 주박 폐기물을 펠릿화해서 에너지원으로 사용하면 해결이 된다. 주박의 에너화를 통해 재생산의 열원으로 사용되고 펠릿을 연료원과 더불어 기계적인 시스템을 개발한다면 저탄소 녹색성장인 국가 정책과 부합된 미래형 에너지가 될 것이다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제39권6호
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• pp.512-520
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• 2011

본 연구에서는 탄화과정 중에 탄화로에서 발생되는 폐열을 활용하기 위해서 친환경건조시스템을 개발하여 그 특성을 검토하였다. 친환경건조시스템은 화석연료를 전혀 이용하고 있지 않고, 버려지는 폐열을 이용하기 때문에 환경친화적이다. 친환경건조시스템의 열원으로 이용되는 열수는 3개의 탄화로에 서로 연결되어 폐열을 회수하고 있고, 지속적인 열원의 공급으로 건조기내의 온도와 습도변화는 크지 않았다. 친환경건조시스템 설치가 목탄의 특성에 미치는 영향을 조사하기 위하여 고정탄소, 정련도, 경도, 발열량, pH, 단위중량당 발열량, 수탄율을 분석하였다. 그 결과로부터 친환경건조시스템 설치가 목탄의 특성에 크게 영향을 주지 않는 것으로 나타났다. 따라서 버려지는 폐열을 회수하여 에너지로 이용하는 친환경건조시스템은 에너지절감과 농산물의 건조품질을 향상시켜 농가의 수익을 극대화할 수 있는 효과가 있을 것으로 생각된다.