• 한국지진공학회논문집
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• 제10권3호
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• pp.13-20
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• 2006

전력송전시스템에서 변전소는 에너지공급의 효율성을 높이기 위하여 다수의 변압기를 동시에 운영하는 병렬 운전을 한다. 이 논문에서는 변압기의 병렬 운전 방식을 고려하여 변전소를 다중피해상태로 모사할 수 있는 신뢰성 해석 방법을 개발하였다. 그리하여 변전소의 다중피해상태를 고려한 전력망의 지진 신뢰도 평가 결과를 파괴와 생존의 이중피해상태만을 고려한 기존의 신뢰도 평가 결과와 비교하였다. 몬테 카를로 방법을 사용한 국내 345kV 전력망에 대한 지진 신뢰성 평가 결과, 망 전체의 신뢰성 지수들은 이중 및 다중피해 상태에 의한 망 전체의 피해정도 차이가 그다지 크지 않음을 나타내었다. 수요절점신뢰성 지수에서는 이중피해상태만을 고려한 피해정도 가 다소 높게 나타나는 경향이 있었다. 특히 이중피해상태에 의한 공급 지장 전력량 기대치는 다중피해상태에 의한 것보다 상당히 높게 나타났다.

• 한국자원공학회지
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• 제55권6호
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• pp.553-563
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• 2018

본 연구에서는 폐기물 및 유가금속 재활용관련 인프라가 전무한 폐광지역의 공간을 활용한 도시광산 조성을 위한 최적기술과 입지조건을 설정하기 위한 조건과 기법을 제시하였다. 도시광산 산업은 부가가치가 높은 산업부산물 및 폐기물의 가공을 통해서 광물자원을 취급하는 산업으로, 광물자원의 개발과 광해방지의 연계산업으로 의미를 지닌다. 폐광지역 대상의 도시광산을 대상으로 폐기물 재활용 기술은 선별, 추출, 정제련의 핵심기술이 대상이 되며, 해당 기술수준 분석결과, 유망한 원료인 폐전지, 폐촉매의 재활용과 이를 기반으로 사업화를 수행하는 산업망이 필요하였다. 이를 통해서, 일반적인 도시광산의 자원수급 여건보다는 부가가치를 생성하는 자원이 발생하는 관련 산업과 연계된 입지분석의 항목 설정이 중요하였다. 접근성과 인프라 한계를 극복하기 위해서, 도시광산 조성에서, 공간 및 입지 여건, 산업 특성에 따른 폐광산 지역 진흥지구내 경제적 기반구축, 원료공급과 수급의 연계, 유용광물자원 재활용 핵심기술 확보인자를 도출하였다.

• 자원리싸이클링
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• 제28권6호
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• pp.26-35
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• 2019

석탄재로부터 희토류 회수 가능성을 확인하기 위해 경제성 평가 요소를 분석하여 국내 희토류 확보를 위한 검토 자료로 활용하고자 하였다. 석탄재로부터 희토류 회수를 위한 가행 최저품위는 TR EO기준 1,000 ppm으로 확인되었으며, 각 희토류 성분의 함량에 따라 경제적 가치가 변화되는 특성을 보였다. 이는 현재 산업에서 요구하는 희토류 원소별 가격차이 발생에 따른 결과이며, 미래 산업에서 요구되는 희토류 성분에 따라 변동은 가능하다. 석탄재함유 희토류성분에 대해 상용화 회수공정 개발을 목적으로, 희토류 함량 및 석탄재 발생량을 이용한 평가, 산업 수요 특성을 고려한 평가, 실제 산업에서 투자비용과 수익비용의 비교평가 등 다양한 경제성 평가 방법에 대해 연구가 진행되었다. 이러한 연구로부터 확인된 석탄재에 포함된 희토류 회수 관련 기술 수준은 높지 않았으며, 이로 인해 경제성이 확보된 희토류 회수 시스템의 개발이 아직은 미흡한 것으로 확인되었다. 세계 희토류 시장의 문제점 극복을 위한 대책으로 석탄재에 포함된 희토류 회수 연구는 계속 진행될 것으로 보고되었으며, 국내에서도 자원 및 회수기술 확보를 목적으로 이와 관련된 연구가 절실히 요구된다.

• 자원ㆍ환경경제연구
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• 제14권4호
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• pp.817-838
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• 2005

본 논문에서는 시장기능을 통하여 담보되지 않는 자원의 적성성과 최적의 전원구성을 과도기적으로 공적인 기구를 통하여 결정하고 이를 투자와 운영 2단계의 경쟁을 통하여 효율적으로 달성하는 방법을 제시하였다. 자원의 적정성을 나타내는 신뢰도지수와 이를 바탕으로 이루어지는 최적의 전원구성은 사회적인 합의를 반영할 수 있는 공적인 기구를 통하여 결정한다. 이 때 수요관리나 재생에너지와 같은 공적인 자원은 우선적으로 할당되고 최적의 자원 구성은 경제성, 환경성, 에너지 안보, 사회적인 수용성 등을 감안한 다속성 의사결정 방식을 통하여 결정한다. 공적인 기구를 통하여 결정된 최적 전원구성을 구현하기 위한 투자 단계의 효율성을 기하기 위하여 결정된 전원별 설비용량을 제시된 고정비를 기준으로 경쟁적인 입찰을 통하여 확보한다. 입찰 과정에서 투자비에 대한 비용절감을 유도하면서도 선정된 발전기에 대하여 고정비의 회수를 보장함으로써 투자에 따른 미래의 불확실성을 감소시킬 수 있다. 투자비 회수보장으로 인한 불확실성의 감소와 경쟁입찰을 통하여 민간사업자의 신규진입을 활성화시킬 수 있을 것으로 기대된다. 설비가 건설된 상태에서의 운영은 현재와 유사한 변동비에 근거한 시장을 운영함으로써 시장을 통한 경쟁에 의하여 변동비의 절감을 유도한다. 고정비 회수에 대한 보장과 변동비 절감유인을 제공하기 위하여 시장을 통한 수익성을 바탕으로 발전회사의 성과에 따라 인센티브를 지급하는 유인규제(perfomance based regulation) 방식을 제안하였다. 이 때 발전회사의 추가적인 노력이 없이 기존 전원구성의 왜곡 등으로 인하여 발생하는 초과수익을 회수하여 공정한 경쟁을 유도하도록 하였다. 본 연구는 향후 완전경쟁시장으로 이행하면서 발생할 좌초비용을 가능한 한 줄일 수 있도록 하는 전력수급정책과 시장제도를 개선하는 방안을 제안한 것으로, 현재의 과도기에만 적용 가능하며 장기적으로는 완전경쟁시장에 기초하여 전력수급정책이 마련되어야 할 것이다.

• 자원ㆍ환경경제연구
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• 제18권4호
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• pp.787-813
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• 2009

최근 기후변화가 가장 큰 이슈로 부각되고 있는 가운데 북극의 해빙이 점차 줄어들고 있다는 점을 강조하고 있다. 이에 따라 세계적으로 화석연료를 줄이려는 정책적 움직임을 보이고 있다. 그런데 기후변화로 인한 북극의 해빙 감소를 천연가스 자원개발 측면에서 보면 예전에 비해 오히려 낮은 단위 비용으로 천연가스를 생산할 수 있는 기회를 만들어주고 있는 것이다. 본 논문은 이러한 양자 모순관계에서 북극의 천연가스에 대한 영유권을 갖고 있는 국가들은 어떠한 정책을 갖고 움직이고 있는지를 살펴보고자 하였다. 특히 북극에서 가장 많은 매장량을 갖고 있는 러시아의 북극에서의 천연가스 개발 정책이 향후 세계 천연가스시장에서의 수급에 미칠 영향이 상당할 것으로 분석되는 바, 이에 대한 국가적 대응책이 마련되어져야 할 것이다. 러시아가 2030~2040년대에 매장량이 풍부한 야말 반도에서 생산된 천연가스를 북극항로를 통해 액화천연가스(LNG) 수송선으로 수출하게 되면 세계 천연가스시장의 구조는 새로운 단계로 발전될 것이다. 왜냐하면 이러한 거래 형태는 이전의 천연가스 거래에 있어서 지리적 한계를 뛰어 넘을 뿐만 아니라 이제까지의 파이프라인 가스(PNG) 거래 중심에서 액화천연가스(LNG) 거래 중심으로 무게가 이동하기 때문이다. 한편 우리나라와 같이 북극에 대한 영유권을 갖고 있지 않은 중국이나 일본의 움직임을 살펴보면서 우리에게 주는 타산지석의 교훈을 얻고자 하는 것이다.

• 응용통계연구
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• 제32권1호
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• pp.161-171
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• 2019

일별 최대전력 수요 예측은 국가의 전력 수급운영에 중요한 과제로서 과거부터 다양한 방법들이 끊임없이 연구되어 왔다. 일별 최대전력 수요를 정확히 예측함으로써 발전설비에 대한 일일 운용계획을 작성하고 효율적인 설비 운용을 통해 불필요한 에너지 자원의 소비를 감소하는데 기여할 수 있으며 여름 겨울철 냉난방수요로 인해 발생하는 전력소비 과다로 인한 전력예비율 감소 문제 등에 선제적으로 대비할 수 있는 장점을 가진다. 이러한 일별 최대전력수요 예측을 위하여 본 논문에서는 Seasonal ARIMA, TBATS, Seasonal Reg-ARIMA, NNETAR 모형에 평일, 주말, 특수일에 대한 효과와 온도에 대한 영향을 함께 고려하여 다음날의 일별 최대전력을 예측하는 모형을 연구하였다. 본 논문을 통한 모형들의 예측 성능 평가 결과 요일, 온도를 고려할 수 있는 Seasonal Reg-ARIMA 모형과 NNETAR 모형이 이를 고려할 수 없는 다른 시계열 모형보다 우수한 예측 성능을 나타내었고 그 중 인공신경망을 활용한 NNETAR 모형의 예측 성능이 가장 우수하였다.

• 자원리싸이클링
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• 제33권1호
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• pp.58-68
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• 2024

핵심광물인 니켈, 코발트, 리튬은 NCM계 리튬이온배터리(이하 LIB)의 양극소재로 알려져 있다. 탄소중립 기조에 따라 전기자동차의 보급량 증가로 핵심광물 수요도 증가할 것으로 예상된다. 하지만, LIB용 핵심광물 Li, Co, Ni의 수요대비 공급 부족으로 인해, 폐리튬이온배터리(EOL LIB)의 리싸이클링 수요가 증가할 것으로 예상된다. EOL LIB(폐 LIB) 재활용은 유해화학물질 무기산 침출제인 염산(HCl), 질산(HNO₃), 황산(H₂SO₄)을 침출공정에 적용하여 재활용한다. 본 연구에서는 친환경 대체침출제 메탄술폰산(이하 MSA)의 적용 가능성을 검토하였다. 또한, 침출제 농도, 환원제 농도, 침출시간, 광액농도(P/D), 온도 등의 침출인자가 NCM Black mass 침출에 미치는 영향을 연구하였다. 침출실험 결과, 침출제와 환원제 농도, 침출시간, 침출온도가 증가함에 따라 목적금속 Ni, Li, Co, Mn의 침출률이 향상됨을 확인하였고, 금속의 최대 침출률은 80℃에서 99% 이상으로 나타났다. 또한, MSA는 NCM Black mass 대상 침출에 적용하여 Ni, Li, Co, Mn을 회수할 수 있음을 확인하였다.

• 에너지공학
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• 제28권3호
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• pp.42-54
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• 2019

태양광 풍력 발전은 한국의 에너지 전환에 있어서 핵심적인 요소이다. 특히 이산화탄소 감축과 미세먼지 저감을 위해서 태양광 풍력 발전 확대 보급은 정책적으로나, 사회적으로 필수 불가결한 선택이다. 이에 본 논문은 태양광 풍력 확대에 대응하여 한국 전력시스템 내에서 추가적으로 발생하는 비용, 즉 통합 비용에 대해 분석하고자 한다. 2019년~2030년에 걸친 "8차 전력수급기본계획", "재생에너지3020 이행계획"과 2016년 태양광 풍력 발전량을 기반으로 KEPTA를 활용하여 시나리오 분석한 결과, 2030년 13.94Won/kWh~32.55Won/kWh의 통합비용이 필요하며, 백업비용은 8.94Won/kWh, 균형비용은 1.03Won/kWh~4.45Won/kWh, 계통접속비용은 3.97Won/kWh~19.16Won/kWh가 필요한 것으로 나타났다. 이러한 추가 비용이 확보될 때 태양광 풍력 발전의 확대를 위한 전력시스템 내 안정성이 확보될 것으로 예상한다. 향후 태양광 풍력 발전의 기술 개발과 전력저장장치 도입, 그리고 도매시장 가격 변화 등을 고려한 연구가 필요하다.

• 에너지공학
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• 제28권4호
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• pp.1-7
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• 2019

최근 수소충전소 수요 증가에 따라, 산업통상자원부는 LPG, CNG, 주유소 등 기존의 자동차용 연료공급시설 내에 융합, 복합의 형태로 수소충전소 설치가 가능하도록 특례고시를 제정·공포하였다. 수소 융복합충전소는 특례기준 제정 이전까지 국내에서 운영된 사례가 없어, 4계절, 일교차와 같은 환경특성을 감안한 실증이 필요하다. 본 연구에서는, 국내 최초로 실증을 위해 설치된 울산 LPG-수소복합충전소의 충전데이터를 수집하여 분석하였다. 충전데이터는 압축기, 저장용기, 디스펜서에서 발생한 시간별 온도, 압력 데이터이며, 계절별 특성을 비교하기 위해 2018년 7월 중 울산 지역의 최고기온 일과 2018년 1월 중 최저기온 일을 포함하여 4계절 충전데이터를 수집하여 비교하였다. 비교결과, 외기온도의 변화가 수소차 차량용기의 초기온도에 영향을 미치는 것으로 나타났으며, 이는 최종적으로 차량의 충전시간과 충전속도에도 영향을 미치는 것으로 나타났다. 국내 수소충전소 기준(KGS FP217)과 미국의 충전프로토콜(SAE J2601)에서 제시한 한계온도를 초과한 경우는 없어 차량용기에 대한 영향은 없는 것으로 나타났다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제31권3호
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• pp.317-326
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• 1998

시계열자료의 분해능력이 뛰어난 wavelet 변환을 사용하여 물소비특성을 분석하였다. Wavelet 변환의 기저함수로는 물수요량의 경우 Coiflets5 함수, 기온측정치의 경우 Coiflets3 함수를 사용하였으며 해석결과 212 scale에서 목표된 장기간에 걸친 변화추이는 hyperbolic tangent 함수의 형태로 전기간에 걸처 꾸준한 증가세를 보였다. 또한 절기혹은 경기주기와 밀접한 관련이 있을 것으로 생각되는 추가수요가 6월과 12월말을 정점으로 발생하였으며 이 추가 수요량은 하절기의 경우 $1,700\;\textrm{cm}^3/hr$, 동절기의 경우 $500\;\textrm{cm}^3/hr$ 정도인 것으로 관측되었다. 정수장 생산량 시계열자료에 내재한 주기성분은 주기가 각각 3.13day, 33.33 hr, 23.98hr와 12hr인 것으로 규명되었다. 진폭은 주기가 23,98hr인 성분이 가장 큰 것으로 밝혀졌으며 2i[i = 1,2,…12] scale에서 목도된 단주기성분들은 Gaussian PDF를 따르는 것이 확인되엇다. 잔차성분의 상호독립성, 자색파여부와 FPE의 최소화를 기준으로 할 경우 물수요량의 최적예측모형으로는 기온을 입력자료로한 다원 AR[32, 16, 23]과 다원 ARM [20, 16, 10, 23]인 것으로 판단된다.