South Korea greenhouse gas emissions have increased year by year, resulting in a total emission of 727.6 million tons of CO2 eq in 2018, a 2.5% increase compared to 2017. Among them, the agricultural sector emitted 21.2 million tons of CO2 eq., accounting for 2.9% of the total. Among the greenhouse gases emitted from the agricultural sector, a particularly problematic is methane gas emitted from rice paddies. Methane is one of the important greenhouse gases with a global warming potential (GWP) that is about 21 times higher than that of carbon dioxide due to its high infrared absorption capacity despite its relatively short remaining atmospheric period. Since the pattern of methane generation varies depending on the rice variety and ecological type, research related to this is necessary for accurate emission calculation and development of reduction technology. Accordingly, a study was conducted to find out the changes in greenhouse gas emission according to rice varieties and ecology types. As for the rice eco-type cultivar, early maturing cultivar (Haedamssal) and medium-late rice cultivar (Saeilmi) were used. Haedamssal was transplanted on May 25 and June 25, and Saeilmi was transplanted on June 10 and June 25. The amount of methane generated according to the growing day showed a tendency to increase as the planting period was earlier. The difference between varieties was that Haedamssal showed higher methane production than Saeilmi. The total CH4 flux in the saeilmi was 18.7 kg·h-1(Jun 10 transplanting), 12.4 kg·h-1(Jun 25 transplanting) during rice cultivation. Lower methane emission was observed in Saeilmi than in Haedam rice. In addition, the earlier the planting period, the higher the methane emission. This study is the result of the first year of research, and it is planned to investigate the amount of greenhouse gas emission between double cropping and single cropping using wheat cultivation after harvest for each ecological type.
Biogas production and utilization are an emerging alternative energy technology. Biogas is produced from the biological breakdown of organic matter through anaerobic digestion. Biogas can be utilized for various energy sectors such as space heating, electricity generation and vehicle fuel. Especially, to be utilized as vehicle fuel, raw biogas needs to be upgraded that is mainly the removal of carbon dioxide to increase the methane content up to more than 95 ~ 97 vol% in some cases, similar to the composition of fossil-based natural gas. Usage of Biogas as a fuel of vehicles have an effect of reducing $CO_2$ emission compared to fossil fuels. Biomethane which is produced by upgrading of biogas is regarded as a good alternative energy and usage of clean energy is encouraged to deal with air pollution and waste management as well as production of clean energy. Recently, biogas projects for vehicle fuel are newly being launched and Korea government have also announced a plan for investment to develop biogas as a transport fuel. In this study, it is aimed to examine the potential feasibility of biomethane as a transport fuel. As a results, the status of biomethane, quality standard, quality characteristics, and upgrading technology of biogas were investigated to evaluate of biogas as a vehicle fuel of transportation.
Lee, Shin Ja;Shin, Nyeon Hak;Jeong, Jin Suk;Kim, Eun Tae;Lee, Su Kyoung;Lee, Il Dong;Lee, Sung Sill
Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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제31권1호
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pp.71-79
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2018
Objective: Gelidium amansii (Lamouroux) is a red alga belonging to the family Gelidaceae and is commonly found in the shallow coasts of many East Asian countries, including Korea, China, and Japan. G. amansii has traditionally been utilized as an edible alga, and has various biological activities. The objective of this study was to determine whether dietary supplementation of G. amansii could be useful for improving ruminal fermentation. Methods: As assessed by in vitro fermentation parameters such as pH, total gas, volatile fatty acid (VFA) production, gas profile (methane, carbon dioxide, hydrogen, and ammonia), and microbial growth rate was compared to a basal diet with timothy hay. Cannulated Holstein cows were used as rumen fluid donors and 15 mL rumen fluid: buffer (1:2) was incubated for up to 72 h with four treatments with three replicates. The treatments were: control (timothy only), basal diet with 1% G. amansii extract, basal diet with 3% G. amansii extract, and basal diet with 5% G. amansii extract. Results: Overall, the results of our study indicate that G. amansii supplementation is potentially useful for improving ruminant growth performance, via increased total gas and VFA production, but does come with some undesirable effects, such as increasing pH, ammonia concentration, and methane production. In particular, real-time polymerase chain reaction indicated that the methanogenic archaea and Fibrobacter succinogenes populations were significantly reduced, while the Ruminococcus flavefaciens populations were significantly increased at 24 h, when supplemented with G. amansii extracts as compared with controls. Conclusion: More research is required to elucidate what G. amansii supplementation can do to improve growth performance, and its effect on methane production in ruminants.
The objective of this study was to determine the effect of various roughage sources on nutrient digestibility and enteric methane ($CH_4$), and carbon dioxide ($CO_2$) production in goats. Four castrated black goats ($48.5{\pm}0.6kg$) were individually housed in environmentally controlled respiration-metabolism chambers. The experiment design was a $4{\times}4$ balanced Latin square design with 4 roughage types and 4 periods. Alfalfa, tall fescue, rice straw, and corn silage was used as representative of legume, grass, straw, and silage, respectively. Dry matter digestibility was higher (p < 0.001) in corn silage than in alfalfa hay. Dry matter digestibility of alfalfa hay was higher than those of tall fescue or rice straw (p < 0.001). Neutral detergent fiber digestibility of tall fescue was lower (p < 0.001) than those of alfalfa, rice straw, or corn silage. Daily enteric $CH_4$ production and the daily enteric $CH_4$ production per kilogram of $BW^{0.75}$, dry matter intake (DMI), organic matter intake (OMI), digested DMI, and digested OMI of rice straw did not differ from those of tall fescue but were higher (p < 0.001) than those of alfalfa or corn silage. Roughage type had no effect on enteric $CO_2$ emission in goats. Straw appeared to generate more enteric $CH_4$ production than legume or silage, but similar to grass.
최근 화석연료의 사용증가에 따라 대량으로 배출되는 이산화탄소는 지구 온난화 현상을 일으키는 온실가스 중 하나로 지정되어 국제협약을 통하여 온실가스의 배출을 저감하도록 규제하고 있다. 본 연구에서는 이산화탄소를 저감하는 방법 중의 하나로, 3세대 바이오매스 생산시스템인 해조류를 활용한, 지속가능한 신 개념의 FPSO로서 해상환경 바이오매스 생산시스템의 최적구조를 설계하였다. 이를 위해 격자로 구조물을 설치한 후 해조류의 주변에 LED 조명을 비추어 성장을 최대화 시키는 시스템을 구상하였다. 그리고 기존 해조류의 성장자료를 통하여 해조류의 성장 모델을 만든 후 풍력발전기와 LED 조명을 포함하는 바이오매스 생산시스템을 모델링하여 최적화 도구인 GAMS 프로그램을 이용하여 본 시스템이 환경적 관점뿐만 아니라 경제성 측면에서도 타당성을 가질 수 있는 최적구조를 설계하였다. 또한 기존의 해상환경 바이오매스 생산시스템과 비교하여 최적구조를 제안하였다.
본 연구에서는 구획화재로부터 발생되는 화학종의 특성을 파악하기 위해서 혼합분율분석을 수행하였다. 메탄, 헵탄 그리고 톨루엔과 같은 탄화수소 연료들을 사용한 화재 실험이 ISO 9705 표준 화재실에서 수행되었으며 상층부의 두 지점에서 가스종 농도와 그을음(soot) 분율 등을 측정하였다. 미연탄화수소(UHC), 일산화탄소(CO), 이산화탄소($CO_2$), 산소($O_2$) 그리고 그을음 등의 측정된 화학종에 대한 질량분율을 혼합분율의 함수로 나타내었고, 탄화수소 연료의 이상적인 반응식에 기초한 상태 관계식과 비교 분석하였다. 혼합분율 분석은 다양한 화재 조건 및 측정 위치에서 얻은 수많은 측정데이터를 하나의 일관된 파라미터, 즉 혼합분율의 항으로 분류할 수 있게 하였다. 해석 결과를 통해 혼합분율 계산에 그을음을 고려하는 것이, 특히 헵탄이나 톨루엔과 같이 그을음 발생이 큰 연료의 경우 분석의 정확성을 향상시킴을 확인하였다.
이 연구에서는 피페라지노메틸-비스-포스폰산(PIPEABP), 메틸피페라지노메틸-비스-포스폰산(MPIPEABP), N,N-디메틸렌디아미노메틸-비스-포스폰산(MDEDAP) 그리고 비스-디메틸아미노메틸 포스핀산(DMDAP)의 화학 첨가제로 처리된 중질섬유판(MDF)의 연소가스 발생을 시험하였다. 15 wt%의 인-질소산류 첨가제 수용액으로 중질섬유판에 붓으로 3회 칠하여 실온에서 건조시킨 후, 콘칼로리미터(Conecalorimeter, ISO 5660-1, 2)를 이용하여 연소가스의 발생을 시험하였다. 그 결과, 인-질소산류 첨가제로 처리한 시험편의 최대연기발생률($SPR_{peak}$)은 무처리 시험편에 비교하여 18.5~41.5%로 낮게 나타내었다. 그러나 인-질소산류 첨가제로 처리한 시험편에 대한 최대일산화탄소 생성($CO_{peak}$), (6.7~24.2)%은 공시험편보다 높게 나타났다. 또한 최대이산화탄소 발생($CO_{2peak}$), (4.2~24.4)%은 공시험편보다 낮게 나타났다. 반면에 $O_2$의 최대결핍률은 사람에게 치명적일 수 있는 수준인 15%보다 훨씬 높으므로 그로 인한 위험성은 피할 수 있었다. 결론적으로 MDF에 인-질소산류로 처리한 시험편은 부분적으로 연소성이 억제되었다. 그러나 일산화탄소의 감소에는 부정적인 영향을 미쳤다.
생분해성 고분자인 Poly(lactide-co-glycolide) (PLGA)와 약물 단백질로 약물 중합체를 만들기 위하여 초임계 나노 입자 제조 공정중 하나인 PGSS법을 이용하여 연구를 수행하였다. 초임계 이산화탄소에 의해서 고분자 PLGA의 유리전이온도($T_g$)를 강하시켜 가소화시키면서 단백질을 용기 내에서 혼합하였다. 고분자 PLGA에 캡슐화 된 단백질의 입자를 얻기 위해 고압 용기에 들어있는 시료를 노즐을 통하여 대기압으로 이산화탄소를 분사시켰다. 입자의 형태, 입자 크기 그리고 크기 분포에 대한 영향을 알아보기 위해서 고압 용기 안에서 초임계 이산화탄소를 이용하여 공정변수들을 조작함으로서 PGSS 실험을 하였다. 입자는 거칠고 불규칙하며 표면에 기공이 생성되었음을 확인하였다. 제조된 입자의 크기와 크기분포는 과포화도, 핵 생성시간 등으로 설명하였다. 제조된 입자 내의 protein의 활성도 저하는 거의 없었다.
본 연구에서는 이산화탄소와 석탄을 사용하여 합성가스 CO를 생산하는 실험을 수행하였다. CO 합성특성은 KOH 촉매를 사용한 화학적 활성화 방법에 의해 조사되었으며, 제조공정은 $CO_2$ 전환반응에서 석탄과 활성화 촉매 비율, 가스 유량과 반응온도 등과 같은 실험변수들을 분석함으로서 최적화되었다. KOH 촉매를 사용하지 않은 경우, 반응온도 $950^{\circ}C$와 $CO_2$ 유량 300 cc/min에서 65% $CO_2$ 전환율을 얻었으며, 반면에 촉매를 사용한 경우 같은 반응조건에서 98.1%의 전환율을 얻었다. 석탄의 활성화촉매 반응물의 비(석탄 : KOH = 4 : 1)가 다른 반응물 비에 대해 더 좋은 $CO_2$ 전환율과 CO 선택도 보여줌을 알 수 있었다.
Biogas production and utilisation is an emerging alternative energy technology. Biogas is produced from the biological breakdown of organic matter through anaerobic digestion. Biogas can be utilized for various energy services such as heating, electricity generation and vehicle fuel. Especially, to be utilized as vehicle fuel, raw biogas needs to be upgraded, that is, mainly the removal of carbon dioxide to increase the methane content, up to more than 95% in some cases, similar to the composition of fossil-based natural gas. Biogas fuelled vehicles can reduce $CO_2$ emission by between 75% and 200% compared with fossil fuels. Biomethane development is largely driven by national initiative and predominately by concerns for national air pollution and waste management. Recently, biogas projects for vehicle fuels by some companies are ongoing and Korea government also announced investment to develop biogas as a transport fuel. Therefore, the aim of this study is to examine the feasibility of biomethane as a transport fuel in Korea. In this study, we investigated quality characteristics, quality standard and upgrading technology to use vehicle fuel of transport sector in Korea.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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