오늘날 우리 생활과 밀접한 관계를 가지고 있는 에너지와 관련된 문제들을 법제적으로 고찰하였는바, 현실적으로 중요하게 인식되고 있는 에너지의 헌법적 규정화와 현행 에너지법의 통합화 방안을 제시하였으며, 현실적으로 에너지의 고갈과 부족현상에 따른 에너지 이용의 효율화를 위한 대안으로써 에너지 이용 효율의 규제를 강조하였다. 또한 에너지의 이용에 따른 환경오염의 증가를 방지하기 위한 대안을 제시하였다.특히 에너지 이용의 효율화를 위한 다음의 제고방안이 강조되어야 할 것으로 사료되는 바이다.첫째, 오늘날 인간의 생존권 실현에 없어서는 아니 될 에너지 자원의 절대적인 필요성이 제기되면서 헌법적인 차원에서의 에너지 절약과 효율적 이용에 관련된 관념의 정립이 필요하다. 즉 국가의 균형 있는 국민경제의 성장과 안정, 적정한 소득의 분배 유지, 시장의 지배와 경제력의 남용 방지, 경제주체간의 조화를 통한 경제의 민주화를 위한 규제와 조정을 위한 국가의 에너지 통제와 조정 등 헌법적 차원에서의 에너지 규정의 제도적 보장이 이루어져야 할 것이다. 결국 국민의 에너지 이용권과 부족함이 없는 에너지 환경을 향유할 수 있는 권리와 국가의 책무 및 에너지의 절약 내지는 효율화 규정 등 헌법적 차원의 에너지 입법화가 필요하다. 둘째, 현행 에너지법, 에너지이용합리화법 등 에너지 관련 각 법률들이 에너지 이용의 효율화를 위한 국가와 사용자의 의무를 규정하고 있는바, 각 법률 간의 관계가 연계를 이루어지지 않고 분산되어 있어서 그 효율성이 저하되고 있는 실정이다. 따라서 에너지 관련 법률체계상 에너지 기본법을 토대로 에너지의 이용 효율화를 위한 에너지의 계획·관리·규제·정보·연구·개발 등 기능적인 법체계와 현재 국내외의 에너지 수급·규제와 에너지 과다소비의 방지에 대한 규제가 미약하므로 현행 에너지의 합리적 이용 여건을 반영하는 통합적인 법체계의 정립이 필요하다.셋째, 에너지의 고갈과 부족 현상에 따른 에너지의 절약의 일환인 에너지 소비의 능동적 효율화가 필요하다. 즉 에너지 사용의 능동적 효율화를 기하므로써 에너지의 측정, 모니터링 및 통제를 통해 지속적인 변화에 영향을 주어야 하며, 에너지 저소비형 정책 및 에너지 절감 제도가 필요하다. 따라서 모든 가전제품 등에 대한 에너지 규제와 기준을 강화시킴으로써 에너지 이용 효율화의 실효성 확보의 수단이 필요하다.넷째, 에너지 이용으로 인한 심각한 환경오염으로 이어지는 문제점과 그의 방지에 대한 구체적인 규정의 연계성이 부족하므로 에너지 소비에 따른 환경 오염 방지의 관련 규정이 필요하다고 할 수 있다.

Recently, by the whole world paradigm shift to “Low Carbon Green Growth", it is required to renovate National Transportation and Logistics System. Transportation accounts for 21% of the total energy consumption and 20% of the total CO2 emission, and also places its main reliance on fossil fuels. From green point of view, electric railway system is superior to the other transportation alternatives, but also required to develop the innovative technologies for high efficiency and low energy consumption. In this paper, the concept of railway green operation system by regenerative synchronized driving is presented, including the numerical example and the estimated effect.

이전 실험에서 결정된 생육 단계별 최적 환경조건을 평가하기 위한 4가지 처리는 다음과 같았다: 생육 단계별 최적 환경 조건을 사용한 광독립 영양배양(photoautotrophic optimum condition with growth stage (POG)), 생육 단계별 평균 광합성 광량자속 밀도(photosynthetic photon flux density(PPFD))와 CO2 농도를 사용한 광독립 영양배양(photoautotrophic constant condition with average PPFD and CO2 of POG(PCA)), 생육 단계별 최대 PPFD와 CO2농도를 사용한 광독립 영양배양(photoautotrophic constant condition with maximum PPFD and CO2 of POG(PCM)) 그리고 대조군으로 3%의 당을 포함한 광혼합 영양배양(photomixotrophic conventional condition with 3% sucrose(PMC)). 실험 결과 각 생육 단계별 환경제어(POG)는 기내에서 배양된 감자 소식물체의 모든 생육 관련 항목에서 유의적 증진을 유도하였다. 또한 단위 건물중 당 소비된 전력과 CO2는 모든 처리 중 POG에서 가장 낮았다. 기외 이식 이후에도 POG에서 생산된 감자 묘는 PMC에서 자란 감자 묘와 전체적으로 큰 차이 없이 왕성한 생육을 유지하였다. 특히 POC는 기존 광혼합 영양방식(PCM)과 비교했을 때 기외 이식전과 이식 후 20일째 각각 4.7배와 3.8배 높은 건물중을 기록하였다. 따라서 POG와 같은 생육 단계별 환경 조절을 통한 광독립 영양 미세 증식 방법은 에너지 절감 효과와 함께 무균의 건강한 감자 묘의 생산에 효과적이었다.

다양한 구조시스템간 반복하중에 대한 거동 성능을 비교하고자 에너지 개념을 확장하였다. 이로부터 에너지 흡수효율이 정의되었는데 이는 구조체의 누적에너지 흡수능력을 기준이 되는 탄성-완전소성시스템의 누적에너지 흠수량으로 나누어 무차원화한 것이다. 이를 위하여 반복하중실험으로부터 구한 실험결과들을 정리하여 에너지곡선의 형태로 표현하여야 한다. 제안된 방법을 이용하여 기하학적으로, 재료적으로 또한 구법이 서로 상이한 구조체간의 내진 성능에 대한 상대적이며 객관적인 비교가 가능해진다. 또한 이 방법의 가장 큰 장점 중의 하나는 구조물의 파괴형태와 관계없이 반복하중에 의한 힘-변위 관계만 주어지면 충분하다는 것이다. 제안된 방법을 두 시험체의 실험결과에 적용하여 그 타당성을 입증하여 보았다.

This study was carried out to examine the improvement plan by analyzing the characteristics of imported wastes, operation rate, and benefits of energy recovery for incineration facilities with a treatment capacity greater than 50 ton/ day. The incineration facility capacity increased by 3,280 tons over 15 years, and the actual incineration rate increased to 2,783 ton/day. The operation rate dropped to 76% in 2010 and then rose again to 81% in 2016. The actual calorific value compared to the design calorific value increased by 33.8% from 94.6% in 2002 to 128.4% in 2016. The recovery efficiency decreased by 29% over 16 years from 110.7% to 81.7% in 2002. Recovery and sales of thermal energy from the incinerator (capacity 200 ton/day) dominated the operation cost, and operating income was generated by energy sales (such as power generation and steam). The treatment capacity increased by 11% to 18% after the recalculation of the incineration capacity and has remained consistently above 90% in most facilities to date. In order to solve the problem of high calorific value waste, wastewater, leachate, and clean water should be mixed and incinerated, and heat recovery should be performed through a water-cooled grate and water cooling wall installation. Twenty-five of the 38 incineration facilities (about 70%) are due for a major repair. After the main repair of the facility, the operation rate is expected to increase and the operating cost is expected to decline due to energy recovery. Inspection and repair should be carried out in a timely manner to increase incineration and heat energy recovery efficiencies.

This paper presents about design efforts of a human-sized quadruped robot leg for high energy efficiency, and verifications. One of the representative index of the energy efficiency is the Cost of Transport (COT), but increased in the energy or work done is not calculated in COT. In this reason, the input to the output energy efficiency should be also considered as a very important term. By designing the robot with customized motor housing, small rotational inertia, and low gear ratio to reduce friction, high energy efficiency was achieved. Squatting motion of one leg was performed and simulation results were compared to the experimental results for validation. The developed 50 kg robot can lift the weight up to 200 kg, and during squatting, it showed high energy efficiency. The robot showed 71% input to output energy efficiency in positive work. Peak current during squatting only appears to be 0.3 A.

Even if the amount of exhaust gas is the same, it is possible to reduce the exhaust gas exit heat at the outlet of the boiler facility by lowering the outlet temperature of the economizer, so that it is possible to increase the heat quantity recovered from the boiler facility. There are many cases where the existing facility adopts 220~250℃ as the design value of the exhaust gas temperature at the exit of the economizer. However, in recent years, there has been a case of cooling and recovering heat to 200℃ or less from the viewpoint of active heat recovery. The amount of combustion exhaust gas is reduced by reducing the amount of combustion air supplied to the incinerator, and the amount of heat exhausted from the boiler facility is reduced, thereby improving the boiler efficiency. The holding energy of the combustion exhaust gas is the product of the exhaust gas amount and the specific heat and the temperature. In order to recover more heat from the combustion exhaust gas, not only the heat loss in the boiler facility is reduced, but also the heat radiated from the boiler facility is reduced. It is effective to reduce the exhaust gas temperature at the outlet of the heat recovery equipment and reduce the amount of exhaust gas in order to reduce the amount of exhaust heat of the exhaust gas. Even if the exhaust gas temperature at the outlet of the economizer is the same, the amount of exhaust gas discharged at the boiler facility outlet is reduced by reducing the amount of exhaust gas, and an increase in the recovered heat quantity at the boiler is expected.

국내 폐기물 소각시설의 에너지 회수효율 관련 규정으로는 ｢폐기물관리법 시행규칙｣ 제3조(에너지 회수 기준 등)에 명시되어 있으며, 에너지 회수효율 기준으로는 75 % 이상(생산량 기준) 회수된 열에너지를 스스로 이용하거나 다른 사람에게 공급할 것으로 규정하고 있다. 또한, 2016년 5월 제정된 ｢자원순환기본법｣ 내 제21조에서는 폐기물을 순환이용할 수 있음에도 불구하고 소각･매립방법으로 처분하는 경우 폐기물처분부담금을 부과하도록 명시하였으며, 동법 제24조에 따르면 소각열에너지를 50 % 이상 회수하여 이용하는 경우 폐기물처분부담금을 감면할 수 있도록 규정하고 있다. 그러나 현행 에너지 회수효율 기준은 생산에너지를 기준으로 산정하고 있어 실제 유효하게 이용된 에너지의 평가가 곤란하며, 에너지원으로는 전력에너지가 반영되지 못하여 에너지 회수효율 증진을 위한 유인방안이 부족한 실정이다. 국내의 폐기물 소각시설의 저위발열량 산정방법으로는 원소분석법(Dulong, Steuer 등), 단열 열량계(Bomb Calorimeter)를 이용하여 측정･분석하고 있으나 소량의 시료 채취를 통하여 폐기물의 대표성을 확보하기에는 많은 어려움이 따른다. 또한, 소각로에 투입되는 폐기물의 특성(성상의 다양성, 계절적 영향 등) 및 시설의 특성 등을 반영하지 못하고 있는 실정이다. 이에 본 연구에서는 지역적 특성 및 소각로･보일러의 형태(stoker, Rotary Kiln, FBC )등을 고려하여 현재 운영 중인 폐기물 소각시설(생활, 사업장) 11개소(17호기)를 대상시설로 선정하여 계측기 측정데이터 및 현장측정(배출가스 조성, 바닥재 배출온도 및 강열감량, 소각로 및 보일러 방열손실)을 통하여 해당 시설의 저위발열량 및 에너지 회수효율을 산정하였다. 이와 같은 산정결과를 바탕으로 향후 에너지 회수효율 향상 제고를 위한 기초자료로 활용하고자 한다.

Recently, the air quality issue came to the fore to the occupants of indoor areas with the detection of a large amount of indoor air pollutants such as formaldehyde that causes headache and atopic dermatitis. In order to address this issue, the use of indoor air purifying plants is considered positively as an ecological improvement option. However, the objective performance verification on indoor air-conditioning air volume has not been sufficient. This study aims to verify possible linkage with a building’s air conditioning equipment in order to optimize indoor air-conditioning effects by vegetation bio-filters. To this end, 4 different types of air filter material and AHU (Air Handling Unit) system were linked under air conditions of total wind volume of 400, 600, 800, 1,000 CMH and pressure loss by material was monitored objectively. Finally, material-specific power consumption for system operation was calculated to review energy efficiency. As for pressure loss by material, in terms of total wind volume of 800±1.8 CMH, Pre filter was lowest at –11.69 mmAq and LMF-based vegetation mat was highest at –219.94 mmAq. Based on this, as for material-specific power consumption, the Pre filter, which has the lowest pressure loss, was expected to have power consumption 94.7% lower than the LMF-based vegetation mat.

The growth of the Waste-to-Energy (WTE) industry is attracting attention as a powerful means of reducing greenhouse gas emissions; the Korean government is supporting various efforts such as increasing R&D investment. Despite the importance of the WTE industry, the analysis of R&D efficiency remains insufficient. This study analyzes the R&D efficiency of the Korean WTE industry and its determinants. After R&D activities are separated into input and output, R&D efficiency is analyzed with regard to whether R&D input contributes to increased R&D output using multiple regression and logistic regression methodologies based on the survey of Korean WTE firms. In the results of analysis, the introduction of new products and services was positively affected by R&D manpower and education-training. In addition, the redesign of products and processes was positively affected by R&D expenditure, R&D manpower, education-training, and the reward system. The policy implication is that education and training for R&D manpower should be provided to improve R&D efficiency, and there should be investment in basic and applied research and development research should be expanded to gain global compETitiveness.

현행 폐기물 소각시설에서의 에너지회수 관련 규정으로는 ｢폐기물관리법 시행규칙｣ 제3조에 명시되어 있으며, 에너지 회수기준 및 검사방법, 검사기관 등에 대하여 규정하고 있다. 에너지 회수기준으로는 75 % 이상(생산량 기준)으로써 회수된 열에너지를 스스로 이용하거나 다른 사람에게 공급할 것으로 규정하고 있다. 그러나 현행 에너지회수 기준마련에 대한 근거가 미비하며, 생산된 에너지를 기준으로 산정하고 있어 실질적으로 유효이용에 대한 평가가 곤란하다. 또한, 폐기물 소각시설에서의 연소 성능 및 경제성에 가장 큰 영향을 미치는 저위발열량은 연료가 완전히 연소될 때 단위질량당 발생하는 열량(수증기 잠열 제외)으로써 에너지 시장에 대한 분석을 위해서는 기본적으로 필요하다. 저위발열량 산정방법으로는 원소분석에 의한 저위발열량, 단열열량계에 의한 저위발열량 등을 이용하여 측정하고 있으나 폐기물공정시험 기준에 따라 시료를 분할 채취하여 균일화하여도 폐기물의 대표성을 확보하기에는 어려움이 따른다. 또한 현행 산정방법으로는 지역적 특성 및 계절적 영향 등 소각로에 투입되는 폐기물의 특성을 반영하지 못하고 있는 실정이다. 이에 본 연구에서는 국내 생활폐기물 소각시설(4개소)에서의 폐기물 투입량, 증기 생산량 및 사용량 등의 실제 계측기 측정데이터와 배출가스 보유에너지, 방열손실, 바닥재 배출열 등의 현장측정 결과를 바탕으로 저위발열량(Lower Heating Value) 및 에너지 회수효율(Energy Recovery)을 산정하였다. 산정결과를 바탕으로 ｢자원순환기본법｣ 시행(2018년 1월 1일부터)에 앞서 생활폐기물 소각시설에서의 에너지 회수기준 및 산정방법에 대한 제도적 검토와 에너지회수율 기준 및 법적･제도적 정비 방향 등의 기초자료로 활용하고자 한다.

지구온난화의 영향으로 전 세계적으로 기후변화가 일어나고 있다. 각국에는 기존의 연료인 석탄 및 석유의 에너지를 줄이고 온실가스 저감 및 저탄소 생활문화에 대한 관심이 높다. 특히 매립되는 폐기물을 재사용하기 위해 폐기물에 저장된 많은 양의 에너지를 활용하여 전기를 생산하는 가스발전소를 가동하고 있다. 이렇게 생산된 전기에너지중 일부는 자체적으로 소모가 되고 일부는 한국전력에 판매하고 있다. 그러나 일부의 가스는 전기에너지로 전환하지 못하여 버려지게 된다. 그 이유는 매립지에서 발생된 가스의 양을 조절하기 어렵고 전기에너지의 다양한를 따라가기 힘들기 때문이다. 그렇기 때문에 일정한 에너지 공급과 잉여전력의 저장을 위해 재생에너지 산업에 꼭 필요한 장치가 에너지저장장치(ESS)이다. 그 중 친환경 적이며 높은 내구성 및 안전성을 갖는 장치가 VRFB이다. VRFB의 경우 바나듐을 활물질로 사용한 2차 전지로서 산화환원 반응을 통해 전기에너지를 화학적에너지로 전환하여 저장하였다가 필요한 순간에 발전하여 전력을 공급할 수 있다. ESS를 사용하면 에너지 공급안전성을 높일 수 있으며 버려지는 에너지를 저장하여 언제든 공급할 수 있게 된다. 많은 장점을 가진 VRFB 이지만 아직 기술적으로 완전하게 정립되어있지 않기 때문에 성능향상에 대한 연구와 관심이 많다. 우리는 VRFB 의 성능을 높이기 위해 촉매에 대한 연구를 중점적으로 진행해 왔다. B과 N은 일반적으로 전기 전도성을 향상시킨다고 알려진 촉매로서 이를 다공성 carbon 인 MSU-FC에 첨가하여 사용하였다. 이 촉매를 사용함으로서 에너지 밀도와 에너지효율에 성능향상을 보였고 또한 Capacity 또한 유지되는 것을 보였다.

염색가공 공정 중 텐터 후처리 과정은 섬유에 다양한 기능성을 부여하기 위해 화학약품 처리 후 건열에 의한 섬유의 셋팅을 하는 단계로 건조에 필요한 고온의 열원이 필요로 한다. 고온의 열원에 의해 기계작동을 위한 윤활유가 증발되면서 유증기(Oil-mist)형태와 각종 첨가제에서 증발된 오염성분이 함께 배출되게 된다. 또한 열원 에너지 특성상 150~160℃ 고온의 폐열이 상당량 발생한다. 염색가공 산업의 에너지 비용은 제품가격의 상승을 가져오고 있으며 이에 따른 저인금 개발도상국간의 경쟁력 저하를 발생시키고 있어 배기되는 폐열을 회수/재이용을 하는 시스템 도입이 시급한 과제이다. 기존 텐터후단에서 발생되는 폐열을 회수하기 위한 연구사례가 있지만 배기가스 중 함유된 분진 및 폐유로 인한 열교환 모듈의 폐쇄에 따른 열교환 효율 미비로 성공적인 상용화 모델이 없는 실정이다. 이를 해결하고자 섬유업종 텐터 후단에서 발생되는 고온의 배기가스를 전단 열교환식 스크라바와 건식전기집진 기술을 접목하여 폐열 회수와 동시에 악취유발물질인 폐유를 회수하고 회수 된 폐유는 정제연료유로써 재활용 가능성을 평가하였다. 본 연구를 위해 400CMM 규모의 열교환 스크라바 건식전기집진 시설을 부산에 위치한 ‘D’사의 염색가공업체에 설치하여 폐열에너지 회수량, 폐유 회수량, 회수된 폐유의 총발열량등을 평가 하였다. 평가 기술 적용대상 업체는 합섬 섬유(폴리에스테르)원료로 해포, 염색, 가공 등의 공정을 거쳐 염색된 화학섬유를 제품으로 생산하는 염색 가공업체로 360 m3 용량의 텐터 1대를 보유 하고 있다. 기존 개발된 건식전기집진시설의 낙모와 폐유로 인한 집진모듈의 오염으로 인한 관리 어려움을 개선하기 위한 열교환식 스크라바를 적용 하여 부산 염색공단내 보급화에 성공하였다. 운전 성능 평가 결과 회수되는 폐유는 0.032 L/m3･hr으로 평균 수분량 8.1~8.2%의 양질의 폐유를 회수 하였으며 발열량은 100,444 kcal/kg으로 B-C유 발열량과 유사 하였다. 배기가스에서 회수된 폐열(에너지)회수량은 평균 발생량 대비 67%인 16 kcal/m3･hr이며 암모니아와 톨루엔의 제거효율 70%이상의 우수한 결과를 나타냈다.

IMO에서는 선박온실가스 규제를 위해 2013년부터 현존선의 선박에너지효율관리계획인 SEEMP (Ship Energy Efficiency Management Plan)의 시행을 강제화하고 있다. SEEMP에서 권고하는 에너지절감기술 가이드라인은 크게 하드웨어적인 장비의 탑재 및 개조 또는 소프트웨어적인 기술을 통한 연료유 절감효과로 구분된다. 신조선의 경우 하드웨어적인 기술구현이 용이하지만 현존선의 경우 운항상 제약으로 인해 소프트웨어적인 에너지 절감기술 구현이 적용되고 있다. IT기반의 선박에너지절감 시스템 성능평가를 위해 해상시험을 수행 하였고, 시스템 적용 전후의 항차데이터를 이용하여 연료유 절감효과를 비교·분석 하였다. 또한, SEEMP에서 자발적인 사용을 권고하고 있는 선박 경제운항 지표 (EEOI, Ship Energy Efficiency Operation Indicator) 분석을 통한 성능평가 결과를 제시하였다.

선박온실가스 규제를 위한 SEEMP (Ship Energy Efficiency Management Plan) 기술 중 선박에너지절감을 위한 조치는 하드웨어 적인 장비를 선박에 탑재하여 구현하거나, 인적교육 및 운항패턴 개선 등과 같은 소프트웨어적인 방식으로 구현 가능하다. 선체저항개선을 위 한 기술 중 하드웨어적인 장비 개조를 통해 구현되는 기술은 현존선에 적용하는데 장비의 규모 등에 의한 제약이 발생한다. 반면 소프트웨어 적인 에너지절감기술의 구현은 저렴한 도입비용과 하드웨어적인 방식에 비해 높은 에너지 절감효과를 보이며, 선종에 크게 구애받지 않고 적 용이 용이하다는 장점을 가지고 있어 IT 기술을 이용한 선박에너지절감기술이 요구되어지고 있다. 본 논문에서는 IT 기반의 선박에너지절감 기술을 검증하기 위하여 대표적인 3개 선종에 대한 실선 모델링 기반의 선박조종시뮬레이터를 이용한 육상시험을 수행하였다. 시뮬레이터를 이용한 성능검증 방법은 6개의 다양한 환경조건에서 에너지절감기술 적용 전후의 운항결과로부터 에너지절감효과를 비교·분석하고, 해상상태 에 따른 구간별 비교결과를 통해 IT기반 에너지절감시스템의 성능평가를 수행하였다. 벌크, 컨테이너, VLCC 선종을 이용한 육상시험 결과 컨테이너선의 연료절감률이 가장 크게 나타났고, 육상시험 대상선박 모두 선박에너지절감시스템 사용전과 비교하여 연료절감효과를 보였다.

In this study, the authors applied a modified SRF product quality based on a mix of disposable plastic bags and bulky waste to estimate the mixing ratio which can be the energy efficiency of coal for fuel. This study was performed to find physical properties of bulky wasteand element analysis for the mixd disposable plastic bag. Also, SRF (solid recovery fuel) was tested to figure out, physicochemical properties by standard method. As the results, the physical properties of bulky waste shows 89.6% of wood. Then the author measured disposal plastic bag as follows : [3 : 7], [5 : 5], [7 : 3] quality criteria by the mixing ratio of bulky waste. The low calorific value was proportionally increased whenever the mixing ratio of disposable plastic bag was increased. Therefore, the author can surmise that the mixing ratio between bulky waste and disposable plastic bag was [6 : 4]. It shows 5,950 kcal / kg value as much as coal fuel.

The present research examined the technological trends in optimizing the gasification of waste. Generally, when the percentage of impurities in waste is high, the energy density is low. High-temperature and high-pressure steam is difficult to obtain during energy recovery in incineration. Therefore, the energy recovery rate is low. However, if reaction conditions were optimized in gasification technology, it would be possible to produce synthetic gas with a high percentage of CO and H2. With regard to synthetic gas, there are many different types of energy recovery (steam turbines, gas turbines, gas engines) other than incineration, and it is possible to improve the recovery ratio through gas cleaning. Technologies that have the potential to optimize gasification in each phase were studied. With regard to domestic industry, optimization technology should be applied when planning and operating waste gasification.