• 해양환경안전학회지
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• 제29권1호
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• pp.76-85
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• 2023

신재생에너지로서 수소에 대한 수요가 증가하고 있으나 기존의 화석 연료와 달리 수소는 연료 공급을 위한 전용 충전소가 필요하며, 이러한 인프라 확보를 위해서 수소충전소의 위험성 평가가 선행되어야 한다. 따라서 본 연구에서는 정성적 위험성평가와 정량적 위험성 평가로 구분하여 수소충전소에 대한 위험성평가를 수행하였다. 정성적 평가는 Hazard and Operability Analysis(HAZOP) 기법을 사용하여 Dispenser Module을 두 개의 Node로 평가하였으며, Criticality Estimation Matrix에 따라 Filter의 막힘으로 인한 사고와 고압 사고의 위험도가 High Level로 평가되었다. 정량적 위험성 평가는 Hydrogen Korea Risk Assessment Module(Hy-KoRAM)을 사용하여 화재의 형상과 피해영향범위를 나타냈고, 개인적 위험도와 사회적 위험도에 대한 평가를 수행하였다. 개인적 위험도는 수소충전소로부터 약 100m 떨어진 공공시설 부근까지 추가적인 안전조치가 고려되는 As Low As Reasonably Practicable(ALARP) 구간의 위험도를 보였고, 사회적 위험도 역시 약 10명의 사망자가 발생할 사고빈도가 1E-04/year로 도출되며 ALARP 구간 내에 나타났다. 정성적·정량적 위험성 평가 결과, 공정 단계의 추가적인 안전 조치와 수소충전소 부근의 제한구역 설정을 통하여 안전성 향상 방안을 제시하였다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제17권2호
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• pp.265-278
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• 2022

육·해상 풍력 프로젝트 성공여부는 사업의 경제성 확보에 중점을 두고 있으며, 이는 양질의 풍력자원 확보와 풍력단지 최적배치에 의해 좌우된다. 풍력단지를 배치하는 과정에서 주풍향을 고려한 풍력터빈들의 최적배치 방법이 중요하며, 이는 풍상측에 위치한 구조물을 통과하는 유체가 발생시키는 후류영향을 최소화시키는 것과 연관이 있다. 후류효과 예측성의 정확도는 이를 적절히 모의할 수 있는 후류모델과 모델링 기법에 의해 결정되어지며, 특히 산악 및 다도해지역과 같은 복잡지형에서는 고해상도 기반의 정확한 후류예측이 필수적으로 요구된다. 이에 본 논문에서는 상용 CFD 모델인 WindSim을 활용하여 국내 산악 복잡지형에 위치한 육상풍력단지 예정지의 후류모델별 민감도 분석을 통해 후류확산 형태를 분석하고 향후 복잡지형 풍력발전 프로젝트의 기초연구 자료로 활용하고자 한다.

• 한국조경학회지
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• 제52권3호
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• pp.103-113
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• 2024

본 연구는 전남 해남에 개발 중인 신도시 '솔라시도'에 위치한 '솔라시도 태양광 발전단지' 내 '태양의 정원' 설계 프로젝트를 바탕으로 한다. 통합적이고 지속 가능한 에너지스케이프를 창출하는 것을 목적으로 세 가지 측면의 설계 원칙을 바탕으로 한 설계 프레임워크를 구축하였고 이에 따른 공간 프로그램을 도출하여 설계에 반영하였다. 첫번째는 경제적 측면으로, 자연과 기술이 어우러진 다기능적 공간을 창출하여 장기적인 지속가능성과 추가적인 경제적 가치를 추구하였다. 두 번째는 자연적 측면으로, 생태계 보존과 개선을 위한 식재환경 조성과 지역 특화 수종의 도입, 생태계 서비스의 유지 및 지속 가능한 자원 사용을 강조하였다. 세 번째는 경관적 측면으로, 자연과 기술의 미적 조화를 통해 탄소중립 정원도시 솔라시도를 상징하는 랜드마크로서의 기능과 더불어 방문자들에게 감각적이고 교육적인 경험을 제공하였다. 솔라시도 태양광 발전단지는 '태양의 정원' 조성을 통해 단순한 에너지 생산 시설을 넘어 경제적, 환경적, 경관적 가치가 통합된 지속 가능한 에너지스케이프로 자리잡았다. 이는 조경학 분야에서 에너지 전환과 환경 보전이라는 시대적 요구에 대응하는 새로운 접근법을 모색하는 데 기준을 제시하며, 향후 관련 연구와 실천에 기여할 것으로 기대된다.

• 한국조경학회지
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• 제44권2호
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• pp.1-10
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• 2016

본 연구의 목적은 용인시에 대한 생태발자국 지수 산정 및 변화분석을 통해 용인시의 환경용량 추이를 분석하고, 이를 바탕으로 용인시의 도시개발 및 계획의 방향을 제언하는 것이다. 이를 위하여 용인시를 대상으로 1993년, 2003년, 2013년에 걸친 생태발자국 지수 분석을 실시하였으며, 지수분석 결과를 바탕으로 용인시의 토지이용 변화와 개발패턴의 문제점에 대하여 분석하였다. 또한 GIS(Geographic Information System)를 기반으로 한 토지피복도와 생태발자국 지수의 비교를 통해 용인시 토지이용의 변화를 환경적 측면에서 분석하였다. 본 연구 결과는 다음의 세 가지로 요약될 수 있다. 첫째, 용인시의 총 생태발자국 지수는 1993년 3.20(gha), 2003년 6.50(gha), 2013년 11.15(gha)로 산정되었으며, 이는 용인시의 생태발자국이 세계적으로 요구되는 1인당 생태발자국 1.8(gha)는 물론, 한국 전체의 1인당 평균 생태발자국인 3.56(gha)을 훨씬 상회하는 수준으로, 지역 환경용량에 비해 과도한 자원소비가 이루어지고 있다는 것을 보여주고 있다. 둘째, 1993년부터 20여 년간 용인시의 생태발자국을 부문별로 분석한 결과, 산림부문의 생태발자국이 가장 크게 증가하였으며, 다음으로 에너지 부문, 음식 부문, 건조환경부문으로 순으로 나타났다. 특히, 산림 생태발자국의 경우 1993년에는 가장 낮은 0.002(gha)였으나, 2013년에는 7.32(gha)로 급증했으며, 에너지의 경우도 0.87(gha)에서 2.38(gha)로 비교적 높은 증가율을 보였다. 이는 급격한 도시개발로 인한 목재수요와 목재생산력의 지나친 불균형 및 주거와 상업용지 개발에 따른 에너지 수요의 급격한 증가에 기인하는 것으로 분석된다. 셋째, 지난 10여 년간 생태발자국과 산림 및 건조환경 토지피복의 변화를 관찰한 결과, 산림부문의 생태발자국이 가장 크게 확대되었으며, 실제 훼손된 산림면적 또한 증가된 건조환경 면적에 집중되어 있음을 알 수 있었다. 에너지 부문의 생태발자국 또한 급격한 증가를 보여주고 있는데, 이는 토지피복도 분석에서 알 수 있듯 건조환경부문, 특히 상업시설과 도로 및 철도용지의 급증에 크게 기인하는 것으로 분석되었다. 이는 향후 용인시가 개발 시 산림의 훼손을 최소화하고, 녹지면적을 확대해야 할 필요성을 제기하고 있으며, LPG 등 화석연료의 소비를 줄이는 대신 신재생에너지의 확대를 적극적으로 추진해야 한다는 근거를 제공할 수 있다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제58권3호
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• pp.396-407
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• 2020

전세계적으로 화석 연료가 고갈 되면서 화석 연료를 대체할 수 있는 자원이 필요한 실정이며, 대체 자원으로는 바이오 연료가 각광을 받고 있다. 바이오 연료는 바이오 매스로부터 생산되는데 바이오 매스는 바이오 연료 및 바이오 화학제품 생산이 가능한 재생 가능 자원이다. 특히, 화석 연료를 대체하기 위하여 이산화탄소와 바이오 매스를 이용하여 바이오 연료(바이오 디젤)를 생산하는 연구가 주목을 받고 있다. 바이오 매스를 기반으로 하여 바이오 디젤을 생산하기 위해서는 바이오 디젤 생산에 필요한 원료(예, 이산화탄소, 물)와 잠재적인 바이오 매스 리파이너리 용량 및 설치 위치, 생산된 바이오 디젤의 수요 도시까지의 공급을 모두 고려하는 공급 네트워크 개발이 필요하다. 바이오 매스를 이용한 바이오 디젤 공급 네트워크에 대하여 많은 연구가 수행이 되었지만, 미세조류 기반 최적의 바이오 디젤 생산 전략에 상당히 영향이 있는 이산화탄소 공급량에 대한 불확실성을 고려한 연구는 거의 수행되지 않았다. 미세조류 기반 바이오 디젤을 생산 시 상당히 중요한 원료로 이용되는 이산화탄소는 화력발전소에서 발생하는 배출 가스로부터 포집하여 사용하기 때문에 이산화탄소 공급량의 불확실성은 최적의 바이오 디젤 네트워크를 구축하는데 큰 영향이 있다. 따라서, 본 연구에서는 이산화탄소 공급량의 불확실성을 고려하는 최적 공급 네트워크 설계를 결정하기 위해 2단계 확률 모델을 개발한다. 이 모델의 목표는 이산화탄소 공급량 불확실성을 고려하고 각 지역의 디젤 요구량을 충족시키면서 총 네트워크 비용을 결정하는 것이다. 이 모델은 대한민국의 디젤 수요량의 10%를 충족시키는 사례 연구를 평가하였다. 확률론적 모델(연간 갤런당 12.9 미국 달러)에 의해 결정된 최적의 바이오 디젤 공급 비용은 결정론적 모델(연간 갤런당 10.5 미국달러)의 결과보다 약간(26%) 높다. 이산화탄소 공급량이 변동되는 경우(확률론적 모델)는 바이오 디젤 공급 네트워크 전략에 상당한 영향을 미쳤다.

• 한국축산시설환경학회지
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• 제18권3호
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• pp.229-234
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• 2012

본 연구는 구제역 긴급행동 지침 (SOP)에서 제시한 화학적 처리가 양돈분뇨의 이화학적 성상에 미치는 영향을 알아보고 이에 따른 적절한 후처리 방법을 모색하기 위하여 수행한 것이다. 가축분뇨의 알칼리처리-산중화 및 산처리-알칼리 중화처리는 처리조건에 따라 다양한 이화학적 변화가 있었으며, 이에 대한 결과요약은 다음과 같다. 1. B4 처리구 (Citric Acid-Calcium Oxide)의 경우는 산처리 후 알칼리 중화처리 시에 응고현상이 발생하였다. 이는 구연산과 생석회의 투입으로 인한 물질 간 화학적 결합에 기인하는 것으로 사료된다. 2. 산처리-알칼리 중화 (B처리구)의 모든 처리구에서 EC가 약 50 mS/cm 전후까지 증가 하였으며, A4 처리구를 제외한 알칼리처리-산 중화 (A처리구)에서는 처리 후 원수의 EC 보다도 낮은 경향을 나타냈다. 3. $NH_4{^+}$-N의 농도는 산처리-알칼리 중화 (B처리구)에서 처리 후 거의 변화가 없는 반면, 알칼리처리-산 중화 (A처리구)에서는 급격히 감소하였다. 이는 암모니아의 탈기로 인한 기작으로 사료되며, 특히 CaO를 이용한 A1, A2 처리구에서 두드러지게 나타났다. 4. 알칼리처리-산 중화 및 산처리-알칼리 중화는 처리조건에 따라서 이화학적 변화의 양상이 다양하다. 적정 pH 수준을 위한 시약의 소요량 및 운영관리 면에서 볼 때, 병원성미생물 등으로 오염된 가축분뇨 화학적 전처리시에는 산처리-알칼리중화 (B처리구) 보다는 알칼리처리-산 중화 처리구 (A처리구) 적합 할 것으로 사료된다. 그러나 자원화, 정화처리 등 후처리방법의 선정은 각 농가 및 지역적 환경요소에 따라 다르므로 산 알칼리제제의 소요량에 따른 경제성 평가 및 처리목적 등에 대한 충분한 검토가 필요하다.

• 한국축산시설환경학회지
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• 제18권2호
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• pp.111-122
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• 2012

1. 가축분뇨 발효액비 관련하여 국내 현황은 농가형, 공동형, 상품형 등 크게 3가지 형태로 나누어 운영되고 있다. 특히 퇴비와 달리 가축분뇨 액비의 경우 유통활성화를 위한 품질인증제도는 실시되고 있지 않고 있으나 현장에서의 실무진의 의견을 종합하여보면 액비의 품질관리, 살포시기 조정, 저장기간의 최소화, 공동자원화시설의 운영활성화, 경종농가의 요구 등을 위해서는 반드시 필요한 부분이며 시기의 시급성을 요청하고 있다. 한편 해외국가 중 우리나라와 유사한 축산환경 문제를 가지고 있는 네덜란드는 생태법과 토양보호법을 통하여 분뇨의 관리에 대한 방법과 시기를 규정하고 있으며, 농가마다 가축분뇨 생산기준량이 인산 환산량으로 설정되어 있고 발생량 기록부의 보관을 의무화하도록 하고 있다. 또한 액비에 관한 분뇨 시용량에 대해서는 인산기준 목초지 150 kg/ha/년, 농경지 110 kg/ha/년 이하로 제한하고 있다. 일본의 경우 역시 지자체에서 발효액비 함유 비료성분을 기입하고 지역 내에서 유기액비로 유통하고 있으나, 액비의 지원과 품질의 규제 및 살포에 관한 규정은 별도로 없다. 그 외에 덴마크의 경우 액비에 대한 비료성분의 관리계획이 농가마다 의무화되어 있으며 이를 넘는 시용에 대해서는 벌금을 부과하며, 가축분뇨 저장시설에 대해서는 6개월 이상의 저장시설 설치가 의무화되어 있다. 이처럼 국외에서도 가축분뇨에 대한 관리에 대한 농지환원 및 환경에 관한 규제와 법률은 있지만 액비품질인증에 대한 세부적인 규정은 아직 마련되고 있지 않다. 2. 본 연구는 우리나라 가축분뇨 발효액비의 현장 이용형태에 따라 3가지로 나눈 후 Table 1에서 도출하였던 8가지의 형태에 따라 목표요소를 설정하였다. 향후 액비품질인증제도 구축을 위해서는 각 목표요소에 따른 평가요소의 구체적 정량, 정성화 작업이 필요하다. 예상되는 평가요소로서 (1) 비효성의 경우 사용되어지는 가축분뇨의 원료기준 및 비료의 성분을 나타내기 위한 N, P, K의 함량, (2) 위해성의 경우 비료공정관리규격에서 명시하고 있는 O-157대장균, 살모넬라 등과 같은 병원성미생물과 바이러스, 중금속의 존재여부, (3) 안정성의 경우 악취로 인한 암모니아 농도에 따른 세밀한 기준과 악취제어를 위한 액비의 부숙도에 관한 측정기준, (4) 균질성의 경우 가축분뇨 액비성상의 표준농도를 설정, 생산 공정의 표준화, (5) 경제성의 경우 품질인증기준 규정화, 제조단가 및 판매가격의 가격비율에 대하여 화학비료와 비교한 경제성, (6) 저장성의 경우 상품의 유통을 위해 장기적으로 보관할 수 있는 요소에 관하여 분뇨에서 발생하는 $CO_2$ 발생량이나 그 외에 부패에 영향을 주는 요소, (7) 상품성과 기능성의 경우 작물맞춤형 N, P, K 농도나 작물생장에 보조적인 역할을 할 수 있는 영양분요소 등을 고려하여야 한다. 향후 이러한 평가요소에 대한 명확한 기준을 마련하기 위하여 구체적인 연구와 조사가 필요하다. 특히 2012년부터 해양배출금지에 따른 가축분뇨 및 폐기물에 대한 육상처리가 불가피한 만큼 빠른 시일 내에 목표요소에 대한 평가요소의 구축이 필요하다.

• 유기물자원화
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• 제31권4호
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• pp.13-28
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• 2023

본 연구에서는 초본계 바이오매스인 잔디 예지물의 혐기소화 원료 가치를 평가하기 위하여 잔디 3종 (Poa pratensis, PP; Zoysia japonica, ZJ; Agrostis stolonifera, AS)의 생화학적 메탄퍼텐셜을 측정하였으며, 사일리지 저장기간 (0, 30, 60, 90, 120, 180일)에 따른 잔디 예지물 (PP)의 생화학적 메탄퍼텐셜 변화를 분석하여 사일리지 저장기간이 잔디 예지물의 혐기소화에 미치는 영향을 평가하고자 하였다. Parallel first-order kinetics model에 의한 생화학적 메탄퍼텐셜 (B_u-P)은 PP, ZJ, AS에서 각각 0.330, 0.297, 0.261 Nm³/kg-VS_added이었으며, PP의 잔디 예지물이 메탄생산을 위한 혐기소화 원료로서 가장 적합하였다. PP의 잔디 예지물 사일리지의 B_u-P는 저장기간 0일 0.269 Nm³/kg-VS_added에서 저장기간 180일 0.217 Nm³/kg-VS_added로 약 19% 감소하였다. 또한, 잔디 예지물 사일리지 저장기간 0일에 NDF, ADF, BP 함량은 각각 67.59, 39.68, 3.02%인 반면, 180일에는 각각 77.12, 54.65, 6.24%로 나타나 저장기간 180일에 잔디 예지물 사일리지에서 세포벽 구성 물질의 함량이 크게 증가하였다. 잔디 예지물을 효율적으로 혐기소화 하기 위해서는 사일리지 저장 방식 외에도 사일리지 제조과정에서 초기 수분함량, 효소 또는 알칼리 처리와 같은 전처리 방법, 잔류 농약에 의한 혐기소화 저해 영향 등에 관한 추가적인 연구가 요구된다.