• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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• 제24권2호
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• pp.285-294
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• 2011

The abatement of methane emission from ruminants is an important global issue due to its contribution to greenhouse gas with carbon dioxide. Methane is generated in the rumen by methanogens (archaea) that utilize metabolic hydrogen ($H_2$) to reduce carbon dioxide, and is a significant electron sink in the rumen ecosystem. Therefore, the competition for hydrogen used for methanogenesis with alternative reductions of rumen microbes should be an effective option to reduce rumen methanogenesis. Some methanogens parasitically survive on the surface of ciliate protozoa, so that defaunation or decrease in protozoa number might contribute to abate methanogenesis. The most important issue for mitigation of rumen methanogenesis with manipulators is to secure safety for animals and their products and the environment. In this respect, prophylactic effects of probiotics, prebiotics and miscellaneous compounds to mitigate rumen methanogenesis have been developed instead of antibiotics, ionophores such as monensin, and lasalocid in Japan. Nitrate suppresses rumen methanogenesis by its reducing reaction in the rumen. However, excess intake of nitrate causes intoxication due to nitrite accumulation, which induces methemoglobinemia. The nitrite accumulation is attributed to a relatively higher rate of nitrate reduction to nitrite than nitrite to ammonia via nitroxyl and hydroxylamine. The in vitro and in vivo trials have been conducted to clarify the prophylactic effects of L-cysteine, some strains of lactic acid bacteria and yeast and/or ${\beta}$1-4 galactooligosaccharide on nitrate-nitrite intoxication and methanogenesis. The administration of nitrate with ${\beta}$1-4 galacto-oligosaccharide, Candida kefyr, and Lactococcus lactis subsp. lactis were suggested to possibly control rumen methanogenesis and prevent nitrite formation in the rumen. For prebiotics, nisin which is a bacteriocin produced by Lactococcus lactis subsp. lactis has been demonstrated to abate rumen methanogenesis in the same manner as monensin. A protein resistant anti-microbe (PRA) has been isolated from Lactobacillus plantarum as a manipulator to mitigate rumen methanogenesis. Recently, hydrogen peroxide was identified as a part of the manipulating effect of PRA on rumen methanogenesis. The suppressing effects of secondary metabolites from plants such as saponin and tannin on rumen methanogenesis have been examined. Especially, yucca schidigera extract, sarsaponin (steroidal glycosides), can suppress rumen methanogenesis thereby improving protein utilization efficiency. The cashew nutshell liquid (CNSL), or cashew shell oil, which is a natural resin found in the honeycomb structure of the cashew nutshell has been found to mitigate rumen methanogenesis. In an attempt to seek manipulators in the section on methane belching from ruminants, the arrangement of an inventory of mitigation technologies available for the Clean Development Mechanism (CDM) and Joint Implementation (JI) in the Kyoto mechanism has been advancing to target ruminant livestock in Asian and Pacific regions.

• 대한토목학회논문집
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• 제36권3호
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• pp.573-586
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• 2016

건설공사에서 토공작업은 단지와 같은 대규모 현장 내에서 다수 및 다종의 건설장비 조합으로 이루어진다. 각각의 장비들은 작업에 투입될 시 필수적으로 다른 장비들과 굴착, 적재, 운반 및 다짐 등의 협업을 수행한다. 하지만 국내 건설업에서는 타업종의 협업시스템 개발에 비하여 관련 연구가 미비한 실정이다. 본 연구에서는 이 문제를 해결하기 위해 건설장비 플릿관리 시스템(Fleet Management System)을 개발하여 전체 토공현장의 효율성 향상을 모색한다. 본문에서는 시스템의 구성요소와 프로세스 등을 제시하면서 플릿관리의 개념에 관하여 정리하였다. 또한 작업패키지(Task Package)에 조합되는 굴삭기, 트럭, 다짐기들의 장비대수를 결정하여 장비 클러스터(Equipment Cluster)로써 무리지어 운용하는 방법론을 제시한다. 사례연구에서는 작업패키지를 수행하는 과정에서 기존 작업 방식과 본문에서 제시한 방법론을 대조하여 플릿관리 시스템의 효과를 검증한다. 본 연구에서의 플릿관리 시스템은 작업시간의 감소와 이동거리의 단축을 통하여 건설장비의 유류사용량을 줄일 수 있다. 더불어 이는 토공현장의 탄소배출량을 감소시키는 효과를 기대할 수 있다.

• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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• 제17권7호
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• pp.1026-1032
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• 2004

In this study, we assess the recent changes in the amount of excretion by the livestock industry, and discuss the effects of increasing the ratio of cultivated land on the reduction of surplus nitrogen from a cost-performance perspective. Nitrogen has contributed to acidification of ecosystems and nitrate concentrations in groundwater, especially in Europe. Therefore, we assessed the level of nitrogen waste from the domestic Japanese livestock industry, including cattle, swine and poultry during the period 1987-2001. This assessment assumed that 40% of the nitrogen from the domestic livestock industry was emitted as gas into the air and that 60% of the nitrogen was contained in manure used on domestic cultivated land. Nitrogen excreted from livestock, excluding gas emission, decreased by 11% from 0.504 million tons to 0.447 million tons during 1993-2001. Thus, the peak period of nitrogen excretion from livestock is already past in Japan. However, the area of cultivated land under management also decreased during 1990-2000. In addition, the area of paddy and upland fields left unplanted for a year increased during 1990-2000. Therefore, if all manure from the domestic livestock industry had been utilized on the fields as organic fertilizer, but not on arable land left uncultivated for the past year, the nitrogen per net area of cultivated land would have increased by 5%, from 125 to 131 N kg/ha, during 1990-2000. To reduce the nitrogen ratio on cultivated land through the planting of feed grain to utilize the nitrogen, a comparison of the cost performance of feed grains indicated that barley would be more suitable than wheat, rice or soybean. Had barley been planted in 100% of the land left fallow for the past year in 2000, 4% (20,000 tons) of the nitrogen from livestock waste would have been used in the harvest, and the nitrogen per land unit would have not increased but decreased from 125 to 121 N kg/ha during the same decade. Furthermore, when converted into Total Digestible Nutrients, 7% of imported feed corn could have been replaced with the harvested barley in 2000. Planting barley on this fallow land had three benefits; reducing the risk of manure overload on the land, slowing down the decrease in cultivated land, and raising the feed self-sufficiency ratio. Thus, it would be beneficial to plant feed grain such as barley in land left fallow for the past year through utilization of manure.

• 유기물자원화
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• 제21권4호
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• pp.88-100
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• 2013

본 연구는 사업장폐기물 소각시설의 운영에 대한 직접 및 간접 환경영향을 전과정평가 기법으로 평가하고 개선방안을 검토한 것이다. 소각시설에서 직접환경영향은 배출되는 오염물질이 처리공정에서 처리되어 공정을 거치면서 감소하였으나, 시설의 처리운영에 따른 자원과 에너지 사용으로 간접환경영향은 증가하여 직접영향 89.1%, 간접영향이 10.9%로 나타났다. 소각시설의 공정에 따른 환경영향은 소각로-반건식반 응탑-백필터공정 순으로 나타났으며, 이는 소각로에서는 폐기물이 소각되면서 대기오염물과 소각재가 발생되기 때문이다. 영향범주별 환경영향은 지구온난화-부영양화-자원고갈 순으로 나타났으나 지구온난화가 85%이상의 절대적 환경영향을 미치는 것으로 나타났다. 또한, 소각시설에서 소각열을 활용에 의한 회피효과를 검토한 결과, 스팀과 전기로 활용할 경우 각각 45.5%, 19.8%의 환경영향 저감을 얻을 수 있어, 소각로의 입지 선정 시 소각열의 효율적 활용이 중요하게 고려되어야 할 것으로 나타났다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권10호
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• pp.317-324
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• 2020

천연가스를 연료로 사용하는 복합화력발전소는 석탄화력 대비 기동 및 정지가 용이하고 오염물질의 배출에 대한 부하가 적어 국내 발전설비 중 차지하는 비중이 꾸준히 상승하고 있다. 그러나 복합화력발전소는 가스터빈의 기동초기 및 저부하 운전 영역에서 황연현상을 일으키는 이산화질소(NO2)의 농도가 높은 특성을 가지고 있어 민원의 원인이 되며, 이의 제어 기술로서 황연제거설비가 2000년대 중반에 개발되어 운영되어 지고 있었다. 하지만 이 기술은 가스터빈 냉간기동 조건에서 기동초기 약 10~20분 동안은 기화시스템의 예열이 충분하게 이루어 지지 않아 황연현상을 제어할 수가 없는 실정이었다. 이에 본 연구에서는 환원제를 기화기를 사용하지 않고 액상의 상태로 가스터빈 Exhaust Duct에 직접 분사하여 황연현상을 제어하는 기술의 도출을 위해 CFD 해석 및 실증시험을 수행하였다. 가스터빈 Exhaust Duct에 위치에 있는 Diffuser에 의해 Duct의 외곽으로 형성된 배기가스에 액상의 환원제를 직분사하는 방안으로 배기가스 조건에 따라 5가지 Case로 분류하여 CFD를 수행하였으며, 그 결과 5가지 Case 모두에서 RMS가 15%이하로 양호한 혼합도를 보였다. 이를 바탕으로 실증설비를 설치 및 시험을 실시한 결과, 기존 기상주입방식에서 제어할 수 없었던 기동 초기 약 10~20분 구간의 황연현상도 완벽하게 제어할 수 있었다.

• 자원ㆍ환경경제연구
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• 제19권1호
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• pp.81-100
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• 2010

본고는 한 중 FTA가 체결되어 이행될 경우 대표적인 온실가스인 이산화탄소가 수출 증대를 통해 우리나라에 얼마나 더 많이 배출될 것인가를 분석하고자 하였다. 한 중 FTA 체결에 따른 관세율의 변화가 미래의 산업별 수출에 어떠한 경제적 파급효과를 가져올 것인지를 동태적으로 예측한 후 산업부문별 이산화탄소($CO_2$) 배출변화를 분석하였다. 한국의 대 중국 수출물량 추정을 위해 Bayesian Kalman Filter Vector Auto-Regression(BVAR) 모형을 이용하였다. 이 추정결과를 활용하여 이산화탄소 배출량 변화를 현행체제(Non FTA) 시나리오와 FTA 추진 시나리오를 대비한 결과, 산업 전체를 총합해 보면 2010년 4분기에 이르면 한 중 간 FTA 추진 시나리오(현행 대비 관세율 50% 감소)의 경우가 현행 시나리오보다 수출 증가를 통해 이산화탄소 배출량을 1.96% 증가시킬 것으로 나타났다. 또한 2012년부터 완전 무관세가 실시되는 것을 가정한 시나리오에 따라 2014년 4분기에 이르면 FTA 추진에 따라 이산화탄소 배출량이 현행 시나리오 경우보다 2.06% 증가 배출되는 것으로 예측되었다. 전체적으로 볼 때 한 중 간 FTA 추진에 따른 대 중국 수출액 순증가가 우리 국내에 추가적으로 배출시키는 이산화탄소량은 비교적 크지 않을 것으로 분석되었다.

• 환경생물
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• 제34권1호
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• pp.1-7
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• 2016

북한의 산림 황폐화는 매우 심각한 것으로 보고되고 있으며, 이를 해결하기 위해 황폐화 방지와 온실가스 감축을 목표로 한 REDD+ 사업에 대한 관심이 높아지고 있다. 본 연구에서는 북한 황해북도에서 10,000 ha를 대상지에 대해 다중시기 토지피복 변화를 분석하였다. 연구 대상지의 산림 황폐화는 계속 심해져, 1989년 7,035 ha로부터 2013년 4,293 ha로 약 39%가 감소하는 것으로 나타났다. 그에 따라 산림탄소축적량은 약 $284,399tCO_2$ 감소한 것으로 나타났다. 기준선을 설정하고 REDD+ 사업에 의한 산림탄소 감소방지량 (온실가스배출감축량)을 분석한 결과 약 $364,704tCO_2$가 감소하지 않고 유지될 수 있는 것으로 나타났다. 현장조사 수행이 불가능한 한계점과 단위면적 (ha)당 산림탄소축적량을 이용할 시 북한의 수종 재적 자료가 없는 제한 하에 남한의 자료를 사용한 한계는 향후 극복하여야 할 과제라고 판단된다. 그러나 본 연구는 향후 북한에서 REDD+ 사업을 위해 활용될 수 있을 것이다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제38권9호
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• pp.721-729
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• 2014

지역난방에 연계한 하이브리드 제습냉방 시스템은 하절기 에너지 이용효율을 높일 수 있다. 실증실험을 통해 우리나라에 성공적으로 운전될 수 있다는 것을 확인한 하이브리드 제습냉방 시스템의 보급활성화를 위하여 경제성 분석을 실시하였다. 기존의 전기 에어컨과 냉방을 하면서 생기는 비용을 비교하는 것과 전기 에어컨을 제습냉방으로 대체하였을 때 발생하는 국가 편익을 계산하는 두 가지 관점에서 수행하였다. 분석결과 제습냉방은 30% 이상의 운전비용 절감효과가 있으며, 1기당 연간 0.079 TOE의 1차 에너지, 0.835 $TCO_2$ 절감효과가 있는 것으로 분석되었다. 2020년까지 68만세대에 제습냉방이 보급된다고 예상하면 463 MW의 전력대체 효과가 발생하는 것으로 분석되었다. 이러한 운전비용절감효과, 1차 에너지 절감 및 온실가스 배출 감소효과를 가지고 있는 제습냉방 시스템은 전기 에어컨에 비하여 초기 투자비용이 높기에 보급활성화를 위하여 적절한 정부의 보조금이 필요하다. 본 논문에서는 국가적 편익을 고려한 적절한 보조금을 산정하여 제습냉방 시스템의 보급방안을 제시하고자 한다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제14권1호
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• pp.51-64
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• 2011

기후변화 완화를 위한 온실가스 감축 수단으로서 이산화탄소를 포집하여 저장하는 이산화탄소 포집 및 저장(CCS) 기술의 중요성이 날로 부각되고 있다. CCS 기술은 발전소 등 대규모 배출원에서 배출되는 대량의 이산화탄소를 바로 감축 가능케 할뿐 아니라 경제 성장을 위한 탄소 에너지 산업 구조를 지속 가능하게 한다. 이러한 CCS 기술의 유용성으로 인해 현재 기후변화협약회의(UNFCCC)에서 청정개발체제(CDM)로 수용하는 방안을 논의 중이다. 그러나 CCS 사업을 CDM 체제로 수용함을 논의함에 있어서 몇몇 이슈들이 제기되고 있는데, 여기에는 i) 장기 영구성을 포함한 비영속성 ii) 측정, 보고 및 검증(MRV), iii) 환경 영향, iv) 사업 범위, v) 국제법, vi) 책임문제, vii) 부당한 성과, viii) 안전성 그리고 ix) 보험 등이 포함된다. 본 논문에서는 이러한 이슈들을 정리 및 분석하고, 이를 통해 현재 우리나라가 계획하고 있는 CCS 실용화를 위해 선행되어야 할 정책적 고려 사항을 도출하고자 한다.

• 청정기술
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• 제23권2호
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• pp.133-139
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• 2017

식물로부터 유래하는 바이오매스를 25% 이상 함유하는 바이오 베이스 플라스틱은 탄소배출을 억제하는 효과가 있고, 한정된 자원인 석유의 소비량을 줄일 수 있으며, 산화생분해 첨가제를 추가 적용하면 폐기 후에는 미생물에 의해 생분해되기 때문에 친환경적인 소재로 최근 연구가 활발하다. 본 연구에서는 염화비닐수지에 식물체 유래 가소제, 생분해 촉매제를 첨가하여 생분해성 및 물성변화등을 관찰하였다. 또한 초기 신장율과 인장강도 등의 물성이 우수한 자연에서 분해되는 산화 생분해 투명 바이오 필름을 제조하여 식품포장재로서의 제품 안전성을 시험하였다. 염화비닐 수지와 1차 가소제, 2차 가소제, 방담제, 안정제를 비율에 맞게 투입한 다음, 고속혼합기에서 혼합한 후, 압출성형기를 이용하여 압출한 뒤 냉각 와인더 롤을 통해 두께 $12{\mu}m$의 대조구와 산화생분해 투명 바이오 필름을 제조하였다. 기계적 물성으로 인장강도, 연신율 및 최대하중연신율을 측정하였으며, 생분해 실험을 실시하였다. 식물체 유래 가소제, 생분해 촉매제로 제조된 투명 바이오 필름은 대조구 대비 인장강도 및 연신율이 큰 차이가 없는 것으로 나타났다. 또한 ASTM D 6954-04 방법에 따라 45일간 생분해 테스트를 한 결과 표준물질인 셀룰로오스 분말 대비 61.4%의 생분해를 나타내었다.