• 제목/요약/키워드: carbon dioxide utilization

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에너지전환기에서 회장암의 새로운 지질산업적 잠재성 (New Geological and Industrial Applications of Anorthosite in the Age of Energy Transition)

  • 김효임;이범한
    • 광물과 암석
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    • 제37권2호
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    • pp.67-76
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    • 2024
  • 인류의 지속가능성과 국가적 자원 확보의 중요성이 시급해져 가는 현대 첨단 산업의 발전 동향에 비추어볼 때, 회장암(anorthosite)은 새로운 알루미늄 공급원으로서의 자원 잠재성뿐만 아니라 다양한 응용광물학적 활용이 가능한 주요 자원으로 재조명되어야 할 필요성이 있다. 특히, 회장암은 높은 CaO 함량 및 Al2O3/SiO2 비율을 갖는 비교적 단순한 화학조성을 지니고 있으며 상대적으로 불순물이 적기 때문에, 광물조성 및 화학적 특성 상 산업응용 측면에서 큰 이점이 있다. 이러한 특징에 따라, 회장암은 주요 원료물질의 공급원으로서 중요한 산업적 자원으로 평가받고 있으며, 전 세계적으로 다양한 응용암석학적 및 산업 측면에서의 높은 활용성을 갖는다. 본 논평에서는 회장암의 광물 안정성과 반응성을 결정하는 회장암의 광물학적 및 지화학적 특징에 대하여 검토하고, 응용암석학적 특성을 정리하였다. 이를 기반으로, 최근 자원 고갈 및 환경문제로 인해 한계에 직면한 베이어 법을 기반으로 하는 알루미늄 산업의 대안으로서의 회장암의 활용 가능성과, 친환경 건설재로서의 응용방안 및 새로운 이산화탄소 처분 대상으로서의 회장암의 활용 방안에 대해 제안한다. 에너지전환기에 이르러 알루미늄의 응용부문의 시장 확대가 가속화되는 상황에서, 회장암은 지질산업 및 청정에너지 분야에서 그 중요성이 증대되고 있으므로, 국내 하동-산청 지역에 분포하고 있는 회장암체에 대한 심도 있는 연구가 요구된다. 앞으로 국내의 회장암을 대상으로 한 실효적 연구가 진행된다면, 이는 국내 자원의 효율적 활용을 통해 경제적 이익을 극대화할 수 있는 기회일뿐 아니라, 환경친화적이고 지속 가능한 발전을 이끌어낼 수 있을 것으로 기대된다.

인도네시아 주요 조림수종의 연소특성 (Combustion Properties of Major Wood Species Planted in Indonesia)

  • 박세휘;장재혁;;;;김남훈
    • Journal of the Korean Wood Science and Technology
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    • 제43권6호
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    • pp.768-776
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    • 2015
  • 본 연구에서는 인도네시아 조림지에서 생장한 4수종의 효율적 활용방안을 마련하기 위해 콘칼로리미터법에 의해 연소특성을 조사하였다. 그 결과, 평균열방출량($HRR_{mean}$)은 비중에 비례하였으며, 총열방출량(THR) 및 연소시간(FT) 등열관련 계수도 같은 경향을 나타냈다. Albizia는 열방출 시간이 짧았고, Mindi는 4수종 중 점화시간(TTI)과 연소시간(FT)이 길어져 4수종 중 연소속도가 늦었고, 열방출 시간도 가장 길게 이어져 결국은 Mangium 수종과 비슷한 총열방출률을 나타내는 것을 확인할 수 있었다. Albizia는 공시수종 중 가장 높은 비소화면적 값을 나타내어 연기발생비율이 높았고, 반대로 Mindi는 가장 낮은 비소화면적 값을 나타내 연기발생비율이 낮았다. 초기 연기방출률은 Albizia가 높았으나 이후에는 Gmelina와 Mangium 의 연기방출률이 높아져 총연기발생량이 높게 나타났다. Gmelina는 불완전연소로 인해 연소기간 중 가장 많은 일산화탄소 연기를 생성하였고, $CO/CO_2$ 비율은 다른 수종에 비해 3배 이상 높았다.

감의 이용(利用)에 관(關)한 연구(硏究) -제3보(第三報) 품종별(品種別) 수확시기별(收穫時期別) 탈삽적정조건(脫澁適正條件) 조사(調査) 및 실용화시험(實用化試驗)- (Studios on the Utilization of Persimmons -(Part 3) Investigation of the Optimal Conditions in the Removal of Astrigency and Experiment for the Practical Utilization-)

  • 손태화;최종욱;하영선
    • Applied Biological Chemistry
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    • 제19권2호
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    • pp.104-111
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    • 1976
  • 경북지방(慶北地方)에서 많이 생산(生産)되는 청도반시(淸道盤?), 사곡시(舍谷?), 의성반시(義城盤?), 골반시(盤?) 및 경산반시(慶山盤?)를 대상(對象)으로 수확시기별(收穫時期別) 및 과실(果實)의 대소(大小)가 탈삽(脫澁)에 미치는 영향(影響)과 아울러 청도반시(淸道盤?)의 실용화(實用化) 시험(試驗)을 한 결과(結果)는 다음과 같다. 1. 가용성(可溶性) tannin의 함량(含量)은 성숙(成熟)이 진행(進行)됨에 따라 어느 품종(品種)이나 감소(減少)하였으며 최종수확기(最終收穫期)에 있어서는 그 양(量)이 1회 수확기(收穫期)에 비(比)하여 약(約) 반(半)으로 감소(減少)하였고, 탈삽(脫澁) 소요시간(所要時間)도 점차(漸次) 단축(短縮)됨을 볼수 있었다. 2. 과실(果實)의 대소별(大小別)로 볼 가용성(可溶性) tannin의 함량(含量)은 대과(大果)에 비(比)하여 소과(小果)가 품종(品種)에 관계(關係)없이 많았고 탈삽소요시간(脫澁所要時間)도 같은 경향(傾向)으로 소과(小果)가 장시간(長時間) 소요(所要)되었다. 3. 과실(果實)의 대소별(大小別) 경도(硬度)의 변화(變化)는 대과(大果) 경도(硬度)가 품종(品種)에 관계(關係)없이 저하(低下)가 심하였으며 이 현상(現想)은 탈삽경과중(脫澁經過中)이다. 후(後)에도 동일(同一)한 경향(傾向)이었다. 4. 과실(果實)의 대소별(大小別) 당(糖)의 변화(變化)는 소과(小果)에 비(比)하여 대과(大果)가 함량(含量)은 많으나 탈삽경과중(脫澁經過中) 감소현상(減少現象)이 크게 나타남을 볼 수 있었다. 5. 청도반시(淸道盤?)를 대상(對象)으로 한 실용화(實用化) 시험(試驗) 결과(結果)는 시장성(市場性)이 좋고 제반경비(諸般經費)를 공제(控除)하고도 카아바이트 처리(處理) 감보다 26.8%의 소득(所得)의 증대(增大)가 인정(認定)되었다.

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이산화탄소 기반 플라스틱 열분해 수소 생산 공정: 지속가능한 폐어망 재활용 (Carbon Dioxide-based Plastic Pyrolysis for Hydrogen Production Process: Sustainable Recycling of Waste Fishing Nets)

  • 김유림;이슬기;정성엽;이재원;조형태
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제62권1호
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    • pp.36-43
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    • 2024
  • 폐어망은 해양 플라스틱 폐기물의 50% 이상을 차지하며, 해양생태계를 파괴하는 주요 원인으로 지목되고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 폐어망은 소각, 매립, 기계적 재활용 등의 방법으로 처리되고 있으나, 부가가치가 낮은 제품으로 재활용되며, 오염 물질을 배출한다는 한계가 존재한다. 하지만 플라스틱 고분자로 구성된 폐어망은 열분해 방법을 통해 처리할 경우, 합성가스 및 열분해유와 같은 유용한 자원으로 재활용할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 CO2 기반에서 폐어망을 촉매 열분해하여 고순도의 H2를 생산하는 공정을 제안하였다. 제안된 공정은 다음 3단계로 구성된다. 첫째, 전처리 된 폐어망을 CO2 기반 하 Ni/SiO2 촉매 열분해 반응을 통해 합성가스 및 열분해유를 생산한다. 둘째, 생성된 열분해유를 연소시켜 열분해 반응의 에너지원으로 재사용한다. 마지막으로, 합성가스를 WGS (Water-Gas-Shift) 및 PSA (Pressure Swing Adsorption)를 통해 고순도의 H2로 전환한다. 본 연구에서는 제안된 공정의 열분해 결과를 일반적인 열분해 조건인 기존 N2 기반 열분해 결과와 비교하였다. 시뮬레이션 결과, 폐어망 500 kg/h을 열분해 시 N2 기반에서는 2.933 kmol/h의 고순도 H2를, CO2 기반에서는 3.605 kmol/h 의 고순도 H2를 생산 가능했다. CO2 기반 폐어망 열분해에서 CO 생산이 향상되어 최종적으로 H2 생산량이 증대된 결과가 도출되었다. 또한 폐어망 열분해 시 CO2 기반에서는 공정 운전 과정에서 배출되는 CO2를 포집 후 활용함으로써, N2 기반 열분해에 비해 CO2 배출량을 89.8% 줄일 수 있었다. 연구 결과를 바탕으로 CO2 기반에서의 제안 공정은 폐어망 재활용과 더불어 친환경적인 수소 연료생산이라는 목표를 달성할 수 있을 것으로 기대된다.

농축산바이오매스 고온 혐기성 생분해도 평가 (Thermophilic Anaerobic Biodegradability of Agro-industrial Biomass)

  • 허남효;강호;이승헌
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2010년도 추계학술대회 초록집
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    • pp.101-101
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    • 2010
  • Anaerobic digestion(AD) is the most promising method for treating and recycling of different organic wastes, such as organic fraction of municipal solid waste, household wastes, animal manure, agro-industrial wastes, industrial organic wastes and sewage sludge. During AD, i.e. organic materials are decomposed by anaerobic forming bacteria and fina1ly converted to excellent fertilizer and biogas which is a mixture of carbon dioxide and methane. AD has been one of the leading technologies that can make a large contribution to produce renewable energy and to reduce $CO_2$ and other green-house gas(GHG) emission, it is becoming a key method for both waste treatment and recovery of a renewable fuel and other valuable co-products. Currently some 80% of the world's overall energy supply of about 400 EJ per year in derived from fossil fuels. Nevertheless roughly 10~15% of this demand is covered by biomass resources, making biomass by far the most important renewable energy source used to date. The representative biofuels produced from the biomass are bioethanol, biodiesel and biogas, and currently biogas plays a smaller than other biofuels but steadily growing role. Traditionally anaerobic digestion applied for different biowaste e.g. sewage sludge, manure, other organic wastes treatment and stabilization, biogas has become a well established energy resource. However, the biowaste are fairly limited in respect to the production and utilization as renewable source, but the plant biomass, the so called "energy crops" are used for more biogas production in EU countries and the investigation on the biomethane potential of different crops and plant materials have been carried out. In Korea, with steadily increasing oil prices and improved environmental regulations, since 2005 anaerobic digestion was again stimulated, especially on the biogasification of different biowastes and agro-industrial biomass including "energy crops". This study have been carried out to investigate anaerobic biodegradability by the biochemical methane potential(BMP) test of animal manures, different forage crops i.e. "energy crops", plant and industrial organic wastes in the condition of thermophilic temperature, The biodegradability of animal manure were 63.2% and 58.2% with $315m^3CH_4/tonVS$ of cattle slurry and $370m^3CH_4/tonVS$ of pig slurry in ultimate methane yields. Those of winter forage crops were the range 75% to 87% with ultimate methane yield of $378m^3CH_4/tonVS$ to $450m^3CH_4/tonVS$ and those of summer forage crops were the range 81% to 85% with ultimate methane yield of $392m^3CH_4/tonVS$ to $415m^3CH_4/tonVS$. The forge crops as "energy crops" could be used as good renewable energy source to increase methane production and to improve biodegradability in co-digestion with animal manure or only energy crop digestion.

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슬래그부산물을 자극제로 활용한 고활성 고로슬래그 미분말 모르타르의 압축강도 발현 특성 (Properties of Compressive Strength of Mortar Based on High-activated Blast Furnace Slag using the Slag by-product as an Activator)

  • 이보경;김규용;구경모;신경수
    • 한국건축시공학회지
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    • 제14권1호
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    • pp.37-44
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    • 2014
  • 건설산업에서는 탄산가스 저감을 위해 산업부산물을 다량 활용하는 기술개발을 위한 연구가 이루어지고 있다. 산업부산물 중 특히 고로슬래그 미분말은 잠재수경성에 기인하여 장기강도는 우수하나 초기강도가 낮기 때문에 많은 양을 대체하는데 한계가 있다. 이에 본 연구에서는 철강공정 중 용선예비처리 공정에서 발생하는 슬래그부산물을 활용하여 고활성 고로슬래그 미분말을 시험 제조후 고활성 고로슬래그 미분말의 모르타르 압축강도 강도발현 특성을 검토하였다. 또한, 고활성 고로슬래그 미분말 단독으로도 경화가 가능한 특징을 고려해서 2차 콘크리트 제품용 결합재로서 활용 가능성을 검토하고자 배합조건에 따른 콘크리트 제조 및 압축강도 발현특성을 검토하였다. 실험변수로써 슬래그부산물의 분말도, 치환율, 양생조건 및 W/B를 설정하였다. 그 결과 슬래그부산물을 자극제로 활용한 고활성 고로슬래그 미분말 모르타르의 압축강도 향상을 확인하였으며 고활성 고로슬래그 미분말이 단독으로도 경화가 가능하기 때문에 양생 및 배합조건을 고려하면 고활성 고로슬래그 미분말을 콘크리트 2차 제품용 결합재로서 활용 가능할 것으로 판단된다.

제빵시 난각의 이용에 관한 연구 (Utilization of Egg-shell for Bread-making)

  • 김중만;김용섭;양희천;최용배
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제18권2호
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    • pp.160-166
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    • 1989
  • 제빵시 폐자원 일종인 난각을 첨가하여 식빵의 calcium 강화효과와 팽창기능을 조사하였다. 제빵시 첨가한 난각의 최적 입자는 120mesh 이상으로 분쇄 하는 것이 적당하였고, baking-powder, yeast, 난각의 탄산가스 발생량은 각각 $153{\pm}3ml/g,\;115{\pm}3ml/g(Yeast\;1g+Sugar\;29),\;205{\pm}3ml/g(egg-shell\;1g+10%\;acetic\;acld\;50ml)$로 반응물질(혹은 기질) 1g 당 탄산가스 발생량은 난각이 제일 많았다. Baking-powder, yeast, 난각의 $CO_2$ 최대발생량 도달시간은 각각 10분, 240분 45분 이내였다. 기본 식빵재료구성에 난각과 젖산이 함께 첨가될때 용적과 견고성에서 바람직하였고 반대로 효모를 넣지않고 팽창제로서 난각만 첨가하거나 혹은 난각과 젖산을 첨가한 경우는 좋지 않았다. 빵제품의 calcium 함량은 난각의 첨가량$(3{\sim}5%)$에 비례하여 증가 효과가 없으면서도 기존 빵제품에 비하여 맛과 견고성 면에서 떨어지지 않았다. 결국 제빵시 난각의 첨가는 빵제품의 calcium강화와 yeast평창효과를 보족하여 주는 효과가 있었다.

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생육 초기의 저온·저일조가 고추의 수량과 품질에 미치는 영향 (Effects of Low Air Temperature and Low Radiation Conditions on Yield and Quality of Hot Pepper at the Early Growth Stage)

  • 위승환;이희주;유인호;장윤아;여경환;안세웅;이진형;김성겸
    • 한국환경과학회지
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    • 제29권10호
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    • pp.989-996
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    • 2020
  • This study was conducted to determine the effect of low temperature and low radiation conditions on the yield and quality of hot pepper at an early growth stage in Korea. In plastic greenhouses, low temperature, low temperature with covered shading treatments were set 17 to 42 days after transplanting. The pepper growing degree days decreased by 5.5% due to the low temperature during the treatment period. Radiation decreased by 74.7% due to the covered shading. After commencing treatments, pepper plant growth decreased with low temperature and low radiation. Analysis of the yield showed that the first harvest was delayed by low radiation. The cumulative yields of 119 days after transplanting were 1,956, 2,171, and 2,018 g/㎡ for control, low temperature, and low temperature with low radiation respectively. Capsaicin and dihydrocapsaicin concentrations in pepper fruit decreased with low temperature and low radiation. To investigate the photosynthetic characteristics according to the treatment, the carbon dioxide reaction curve was analyzed using the biochemical model of photosynthesis. Results showed that the maximum photosynthetic rate, Vcmax (maximum carboxylation rate), J (electric transportation rate), and TPU (triose phosphate utilization) decreased at low temperatures; the maximum photosynthetic rate, J, and gm (dark respiration rate) were reduced by shading. These results indicate that low temperature and low radiation can retard early growth, yield, and quality, but these can also be recovered 119 days after planting. Based on the results, the yield and quality of pepper can recover from abiotic stresses with proper cultivation.

Cubic형과 Colloid형 탄산칼슘 합성에서의 입경제어 연구 (Controlling Factors of Particle Size Distribution during Formation of Cubic and Colloidal Calcium Carbonate Compounds)

  • Ahn, Ji-Whan;Park, Chan-Hoon
    • 자원리싸이클링
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    • 제5권3호
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    • pp.65-72
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    • 1996
  • 탄산칼슘과 고분자 재료가 배합되면 서로의 계면에 대한 친화성이 결여되어 분산성이 저하하기 때문에 이를 위해 탄산칼슘을 표면처리를 하지만 이는 분체자신의 표면에너지를 저하시키는 역효과의 가능성도 있다. 따라서 표면처리를 하지 않아도 미세한 1차 입자의 상태로 유지하는 초미립체(입경 0.02~0.09$mu extrm{m}$) 입자의 콜로이드형 탄산칼슘 합성에 대한 기술이 절실히 요구되나 합성시 목적입도가 평균입도 범주에 속하고 또 그 분포가 좁아야 함이 핵심요소기술이 되는데 입경제어에 대한 인자 규명 및 최적 조건의 항구적인 합성조건에 대한 연구가 전혀 수행되지 못한 형편이다. 이에 본 연구에서는 수산화칼슘 현탁액에 탄산가스를 접촉시키는 기-액접촉방식의 CMSMPR(Continuous Mixed Suspension Mixed Product Removal)법을 이용하여 콜로이드형 탄산칼슘 합성을 목적으로 입방형 탄산칼슘과 함께 제어함으로 두 종류의 침강성 탄산캄슘을 최적 합성화 할 수 있었다. 수산화칼슘 현탁액 제조는$ 1100^{\circ}C$에서 수산화칼슘을 2시간 소성을 시켜 제조한 산화칼슘을 증류수에 600rpm으로 30분간 수화시킨 반응현탁액 2ι를 반응온도 $15^{\circ}C$와 반응교반속도 600rpm, 탄산가스 주입속도 1ι/min으로 모든 조건을 고정시키고 현탁액에 대한 산화칼슘의 농도변화만으로 입방형(0.2~0.9$\mu\textrm{m}$)과 콜로이드형($0.02~0.09\mu\textrm{m}$)을 합성하였고 이에 대한 반응현탁액의 농도 최적조건이 각각 5wt%와 2.5wt%임을 확인하였다. 결국 입경제어의 주요 인자가 현탁액의 농도임을 알았고 합성한 탄산칼슘은 Zeta sizer를 통해 측정하여 평균입도가 입방형은 223.4nm(0.223$\mu\textrm{m}$)와 콜로이드형 93.6nm(0.093$\mu\textrm{m}$)임을 확인하여 $H_2O$ 반응계에서 안정적인 균일입도제어를 할 수 있었다.

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IPA를 통한 PC부재 할당 및 적재 계획 시 고려사항 분석 (Importance and Performance Analysis on Factors of PC Component Allocation and Loading Planning)

  • 장준영;조경운;구충완;이찬식;김태완
    • 한국건설관리학회논문집
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    • 제22권2호
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    • pp.53-62
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    • 2021
  • PC 부재 할당, 적재 계획은 차량적재 공간의 활용률을 높임으로써 차량에서 발생하는 이산화탄소 배출과 에너지 사용을 줄일 수 있으며, 또한 전체 프로젝트 비용을 절감할 수 있다. 이 연구는 PC 공사 공장관리자와 현장관리자를 대상으로 PC 부재를 차량에 할당 및 적재 계획을 수립하는 데 도움을 줄 수 있는 고려사항 18개를 도출하였으며, 도출한 18개 고려사항을 활용하여 IPA분석을 수행하였다. 주요결과, PC 부재 할당계획 시 "PC 부재 운반 차량 대수", "건설현장 내의 야적장 유무" 항목에 관한 고려사항 개선이 필요한 것을 파악하였다. 또한, PC 부재 적재계획에서는 "PC 부재 방향" 항목에 관한 고려사항 개선이 필요한 것으로 나타났다. 최근 들어 다양한 PC 부재 유형의 생산으로 인해 차량에 PC 부재를 안정적으로 적재하기 어려워 PC 부재 적재계획에서 비효율적인 차량 공간 사용, 불안한 적재 형태 등의 많은 문제가 발생하고 있다. 이 연구결과를 생산관리자가 부재 할당 및 적재 계획에 반영한다면 효율적인 차량 관리로 인해 경제적인 계획을 수립할 수 있을 것으로 판단된다.