This study examined the potentials for greenhouse gas reduction by material recovery and energy recovery from municipal solid waste between 2017 and 2026 in Daejeon Metropolitan City (DMC), which is trying to establish a material-cycle society by constructing a waste-to-energy town by 2018. The town consists of energy recovery facilities such as a mechanical treatment facility for fluff-type solid refuse fuel (SRF) with a power generation plant and anaerobic digestion of food waste for biogas recovery. Such recycling and waste-to-energy facilities will not only reduce GHGs, but will also substitute raw materials for energy consumption. The emissions and reduction rate of GHGs from MSW management options were calculated by the IPCC guideline and EU Prognos method. This study found that in DMC, the decrease of the amount of MSW landfilled and the increase of recycling and waste-to-energy flow reduced GHGs emissions from 167,332 tonCO2 eq/yr in 2017 to 123,123 tonCO2 eq/yr in 2026. Material recycling had the highest rate of GHG reduction (-228,561 tonCO2 eq/yr in 2026), followed by the solid refuse fuels (-29,146 tonCO2 eq/yr in 2026) and biogas treatment of food waste (-3,421 tonCO2 eq/yr in 2026). This study also shows that net GHG emission was found to be -30,505 tonCO2 eq in 2017 and -105,428 tonCO2 eq, indicating a great and positive impact on future CO2 emission. Improved MSW management with increased recycling and energy recovery of material waste streams can positively contribute to GHGs reduction and energy savings. The results of this study would help waste management decision-makers clarify the effectiveness of recycling MSW, and their corresponding energy recovery potentials, as well as to understand GHG reduction by the conversion.
국가별 환경, 정채 흐름에 따라 상이하게 적용되어온 폐기물 에너지화 기술은 도시고형폐기물을 비롯한 폐자원을 증기, 열, 전력 등으로 전환하는 기술을 의미한다. 국내 「신재생에너지 개발・이용・보급촉진법」에 의거하여 사업장에서 폐기물을 변환시켜 생산된 연료 및 소각 열에너지를 신재생에너지로 정의하고 있으며, 「자원순환기본법」의 소각처분부담금 감면을 위한 에너지 회수율 증진을 목적으로 폐기물 에너지화 기술이 주목을 받고 있다. 폐기물 에너지화 기술 중 열적처리의 시장 규모는 연간 190만 달러, 연평균 4.3%의 성장세를 보이고 있으나, 선진국 대비 국내 폐기물 에너지화 기술력은 50% 이하의 낮은 수준을 보유하고 있는 실정이다. 또한 국내 생활폐기물 소각시설의 평균 증기발전 효율이 10% 정도로 매우 낮으며, 사업장폐기물 소각시설은 주로 발전 보다 증기의 직접적 이용에 편향된 경향을 보이고 있다. 따라서 본 연구에서는 국내 사업장폐기물 소각시설 공정에 요소기술 적용 시 에너지 절감량을 열정산법에 따라 산정하여 에너지 고효율화 및 온실가스 감축 효과를 분석하고자 하였다. 소각시설에 적용한 요소기술은 증기 회수 및 활용을 중점으로 ①열 회수 능력강화(저온이코노마이저, 낮은 공기비 연소), ②증기의 효율적 이용(저온촉매탈질, 고효율 건식 배기가스 처리, 백연저감 미적용 또는 가동 중지, 배수폐쇄 시스템 미적용), ③증기터빈 시스템의 효율 향상(고온고압 보일러)으로 구분하여 결과를 정리하였다. 에너지 절감 및 온실가스 감축량 산정은 요소기술 적용 시 추가적으로 회수할 수 있는 증기량을 기준으로 보일러 배기가스량, 폐기물 저위발열량, 각 요소기술 변화 요인(과잉공기비, 출구온도 등), 국가고유 전력배출계수를 바탕으로 산정하였다.
고객 유형 분석에 쓰이는 다양한 데이터 분석 방법은 고객들을 위한 맞춤형 콘텐츠를 기획하고, 보다편리한 서비스를 제공하기 위하여 고객들의 유형과 특성을 정확히 파악하는 것이 매우 중요하다. 본 논문에서는 정보의 손실을 줄이기 위한 일환으로 정보 엔트로피를 확장하여 속성의 불확실성을 이용한k-modes 군집분석 알고리즘을 제안한다. 따라서 속성에 대한 유사도의 측정은 두 가지의 측면에서 고려되어진다. 하나는 각 분할의 중심에 대한 각 속성간의 불확실성을 측정하는 것이고, 다른 하나는 각속성이 가지는 불확실성에 대한 확률적 분포에 대한 불확실성을 측정하는 것이다. 특히 속성내의 불확실성은 속성의 엔트로피를 확률적 정보로 변환하여 불확실성을 측정하기 때문에 최종적인 불확실성은비확률적인 척도와 확률적인 척도에서 고려되어 진다. 여러 실험과 척도를 통하여 제안한 알고리즘의정확도가 최적의 초기치를 기반으로 군집분석을 수행한 결과에 준수함을 보인다.
국내 온실가스 배출량의 50 % 이상이 산업체에서 배출되므로, 산업체의 온실가스 저감을 위한 노력은 꼭 필요한 부분이다. 자원의 재활용과 친환경 공정 도입 등에 의한 방법으로 온실가스의 배출량 저감해야 한다. 광주광역시에는 광주첨단, 하남, 평동, 본촌, 소촌 산단 등 5개의 대형 산단이 조성되어 있다. 이에 본 연구에서는 하남산업단지 내 사업체에서 발생되는 화학물질 관리에 의한 온실가스를 가장 효율적으로 저감할 수 있는 방안을 제시하고자 한다. 하남산단에 입주한 화학물질 배출량 공개사업장을 대상으로 각 업종별 폐기물 배출공정 조사, 업체별 배출화학물질 및 폐기물 이동량을 조사하고, 공생적 네트워크 연결을 위해 배출되는 폐기물을 재분류하여, 처리방법(폐유기용제의 재생・회수, 저순도 폐유기용제의 정제유, 폐합성수지의 에너지화, 폐촉매의 재활용)에 따른 처리량을 조사하였다. 국내 폐유기용제 처리 및 재활용 기술로는 유수 분리방법을 통한 사전처리와 액상 할로겐족 폐유기용제 재활용을 위한 고온 소각방식, 증발․농축 후 잔재물 고온 소각, 분리․증류․추출․여과 정제 후 잔재물 고운 소각, 종화・산화・환원・중합・축합 등으로 처리 후 잔재물 고온 소각이 있으며, 고상 폐유기용제 재활용을 위한 고온 소각 등이 있다. 유기용제 회수장치 및 VOC 농축연소 시스템, 다단증류 tower를 이용한 고순도 유기용제 정제기술, 폐유기용제 재생처리, 폐유기용제 재생 원료화 정제시설이 실용화 된 상태이다. 폐유기용제의 회수 및 재생관련 특허는 유기용매가 혼합된 제품공정에서 발생되는 혼합폐기물에서 유기용매를 증류 추출하여 회수하는 방법이 주를 이룬다. 발생되는 폐유기용제 중 다양한 액상 및 고상 폐기물이 혼합되어 회수가 어려운 폐유기용제 폐기물의 경우 일반적인 소각방식을 통해 소각의 보조연료로 사용하지만, 일부 폐기물의 경우 일정정도 순도가 유지되면 재생 연료유로 재활용할 경우 대체연료로서 가능하다.
The study focuses on 32 environmental facilities in Incheon Metropolitan City, South Korea, categorizes them by sector: sewage treatment, wastewater treatment, incineration, landfill, water purification, and water supply. Their GHG reduction results are analyzed through quantitative and qualitative measures for 2012 to 2015. The study surveys and examines GHG reductions of the environmental facilities for two categories - facility operation and management. The findings are as follows: First, the GHG reduction rate, an emission-to-allocation ratio, from 2012 to 2015 is 89.67%. Second, GHG reductions coming from qualitative measures of facility management are even greater than those from quantitative measures of facility operation. Third, GHG reductions through facility operation are mostly attributable to overhauls, less use of facilities, resources recycling, process improvement rather than the betterment of fuels, facilities and energy efficiency. Fourth, higher reduction can be achieved by effective facility management, qualitative measures.
전체 매립지의 80%를 차지하고 있는 중소규모 매립지의 경우, 저농도 메탄의 소량 발생으로 인하여 연료 활용은 부대시설 비용 증가로 가격 경쟁력을 갖지 못하고 있다. 매립지가스의 주성분은 메탄과 이산화탄소로 이루어져 있으며, 그 외 미량의 불순물질인 수분, 황화수소, 암모니아, 할로겐 화합물, 실록산 등이 존재한다(Rasi et al., 2007). 이 매립지가스의 주성분인 이산화탄소와 메탄을 분리・정제 등 별도의 농축 없이 직접 사용할 수 있으므로 메탄 활용 공정의 단순화 및 고집적화가 필요하다. 현재, 상용화된 매립지가스 전처리 기술은 가스포집 후 냉각응축, 제습 장치 및 건조/가온 장치 등을 통한 다단계 수분 제거기술을 포함하고 있으며, 탈황 및 활성탄을 이용한 미량 유해성분 제거 기술을 활용하고 있다. 매립지가스의 자원화를 통한 온실가스 감축을 위해서는 이 불순물질을 제거하는 전처리 공정이 필요하다. 불순물질 중 황화수소는 자원화 설비를 부식시킬 수 있으며, 실록산의 경우 연소과정으로 생성된 이산화규소가 발전설비 내 스케일을 형성시켜 설비를 마모시킬 수 있다. 기존 공정에서는 황화수소와 실록산이 독립된 공정에서 제거되어 설비의 설치비 및 유지비가 증대되는 문제점이 있다. 본 연구에서는 매립지가스 중에 포함된 미량의 불순물질을 제거하기 위하여 미량의 수분 제거, 황화수소와 실록산의 동시에 제거할 수 있는 흡착공정을 적용하였다. 따라서, 본 연구에서는 매립지가스 중에 포함된 미량의 불순물질을 충분히 제거하고, 100kW급 가스엔진발전기를 통하여 발전하고, 이를 한전의 전력망에 계통연계하여 매립지에서 발생하는 온실가스를 감축하는 수단으로 활용하였다. 이와 같이 가스엔진발전을 통한 지자체 단위의 중소형 매립지에서 발생되는 온실가스를 감축하는데 적용하였으며, 이에 대한 온실가스 감축 사례에 대한 연구 결과를 도출하였다.
제21차 파리 기후변화협약 당사국총회(COP21)에서 신기후변화체제인 파리협정이 채택되었으며, 파리협정은 각 국가가 국가별 기여방안(INDC)을 스스로 정하여 매 5년마다 상향된 감축 목표를 제출하도록 하고 있다. 우리나라는 2030년 총 국가 배출량 전망치(BAU) 대비 37%를 감축하겠다는 내용의 국가별 기여방안을 UN에 제출하였다. 이러한 국제 및 국내 환경은 온실가스 배출 및 감축량 산정의 중요성을 부각시키며, 국내의 다수의 기업들은 온실가스 배출의 감축을 위하여 부산물, 폐수, 에너지 등을 교환하는 산업공생을 진행하고 있다. 산업공생은 공급기업, 수요기업 등의 다수의 이해당사자가 관련되어 있으므로, 산업공생으로 발생하는 온실가스 감축 크레딧의 할당이 중요하다. 현재 우리나라의 경우 온실가스 감축 크레딧을 기업의 경계를 기준으로 부여 및 할당하고 있으며, 이와 같은 방법은 전체적인 온실가스의 발생량은 저감시킬 수 있으나, 산업공생에 기여한 일부 이해당사자의 온실가스 배출량을 오히려 증가시킬 수 있는 문제점이 발생한다. 이러한 결과는 산업공생을 추진하는데 있어 커다란 장애요인으로 온실가스 감축노력을 활성화시키기 위해 산업공생 활동이 활발히 일어나도록 온실가스 감축 크레딧의 할당에 대한 제도개선이 필요하다. 산업공생에 의하여 발생하는 온실가스 감축 크레딧은 산업공생과 관련된 이해당사자들의 노력에 의한 결과이므로 총량범위 내에서 상호협의하여 할당하는 유연성을 가지도록 제도개선이 필요하다고 판단된다. 한편, 본 연구에서는 울산광역시에서 현재 이루어지고 있는 실제 산업공생사례를 대상으로 연구를 수행하였다.
In recent years, waste-to-energy conversion using municipal solid waste (MSW) has been gaining attention in municipalities. Such conversion can reduce the dependency of non-renewable energy such as fossil fuels by generating solid refuse fuel (SRF) and diverting landfilling of the waste, although there is debate over the efficiency and economic aspect of the practice. With a growing interest in the conversion, D city is trying to adopt all possible measures towards achieving a material-cycle society by constructing a waste-to-energy town by 2018. The waste-to-energy town will be comprised of energy recovery facilities such as a mechanical treatment facility for fluff-type SRF with a power generation plant, and anaerobic digestion of food waste for biogas recovery. In this paper, we focus on estimating the energy recovery potentials and greenhouse gas (GHG) reduction of MSW by waste-to-energy conversion under three different scenarios. The data required for this study were obtained from available national statistics and reports, a literature review, and interviews with local authorities and industry experts. The lower heating value was calculated using the modified Dulong equation. Based on the results of this study, the energy recovery potential of MSW was calculated to be approximately 14,201-51,122 TOE/y, 12,426-44,732 TOE/y, and 8,520-30,673 TOE/y for Scenarios 1, 2, and 3, respectively. The reduction of GHG by such conversion was estimated to range from 10,074-36,938 tonCO2eq/y, depending on scenario. This study would help determine the production rate of fluff-type SRF to be converted into a form of energy. In addition, this study would aid waste management decision-makers to clarify the effectiveness of recycling of MSW and their corresponding energy recovery potentials, as well as to understand GHG reduction by the conversion.
Aluminum can is one of the common and economically valuable recycling items in municipal waste streams. In this study, the reduction rate of the greenhouse gas emission and energy savings were estimated when aluminum cans are recycled by using material flow analysis, US EPA WARM method, and EU Prognos method. Based on the results, approximately 16,630 ton of aluminum in 2010 was recovered as ingot, while 10,873 ton of aluminum can to can recycling occurred in the same year. The reduction rate of aluminum recycling was estimated to be 240,986 tCO2eq/yr by US EPA WARM method, while about 305,283 tCO2eq/yr was found by the recycling using EU Prognos method. The difference resulted partly from the different system boundary and the loss rate during aluminum recycling process. The results of the energy savings and greenhouse gas reduction rate would be valuable for waste management policy makers to estimate the potential reduction rate of greenhouse gas by aluminum can recycling and accelerate recycling infrastructure of waste streams. This study also implies that the applications and results of both methods to estimate greenhouse gas reduction rates by aluminum can recycling should be carefully reviewed and acknowledged before the use of the method due to the different assumptions and results that are anticipated.
With a growing concern of greenhouse gas (GHG) emissions due to climate change, many activities and efforts onthe greenhouse gas reduction have been implemented in solid waste sectors. Since recycling is the major managementoption for solid waste in Korea, it is important to estimate the reduction of the greenhouse gas emission during recyclingprocesses. In this study, two common methodologies, Prognos method of EU and waste reduction model (WARM) methodof USA, have been critically reviewed and compared to estimate the reduction for recycling of waste paper in terms ofsystem boundary, recycling processes, and emission factors. As a common point of two methodologies, the reductionfactors for the paper recycling have been developed by subtracting the recycled product emissions from the virgin productemissions to get the greenhouse gas savings. While the recycling losses and transportation are considered in twomethodology development, there are a number of differences between the methodologies in system boundary,transportation distance and forest carbon sequestration. As a result, it caused the difference in final greenhouse gasreduction factor of paper recycling. The reduction factor was −820kgCO2eq/ton in Prognos method, while −3,891kgCO2eq/ton was found in the WARM method. When both methods were applied to recycling of waste paper in Korea,the greenhouse gas reductions by the Prognos method and the WARM method were found to be 3,485.2tCO2eq/day and2,248.8tCO2eq/day, respectively. When the carbon sequestration by forest is considered in the WARM method, thereduction rate was estimated to be 16,538.3tCO2eq/day. The main reasons for such difference can be attributed to systemboundary and forest carbon sequestration. Especially, forest carbon sequestration can be an important factor in Korea thatusually manufactures papers from imported pulp from abroad. This study implies that the applications and results of bothmethods to estimate greenhouse gas reduction by waste recycling should carefully reviewed and acknowledged beforeuse due to the different assumptions and results that are anticipated.
This study analyzed the regional economic feasibility of greenhouse gases (GHGs) reduction technology in paddy rice. Firstly, the impact of GHGs reduction technol-ogy on productivity, emission reduction, and costs is different from region to region. Secondly, the water irrigation system contributes to productivity, GHGs reduction, and water reduction, but the profit of paddy rice will decrease because of increase in fixed costs and variable costs. Thirdly, the economic feasibility shows that water-savings plot has a 1.41 in a benefit-cost ratio.
To carry out the Montreal Protocol, South Korea has completely prohibited the use of CFC which is a main refrigerant since 2010, and the use of HCFC is planned to be prohibited from 2040. Therefore, it is expected that dependency on HFC as an alternate substance of HCFC will be increased. Since HFC which is one of main substances causing global warming phenomenon may have a harmful influence on climate change, legal and institutional measures for totally managing HCFC and HFC are required. Therefore, in this study, the refrigerant management systems in EU, USA and Japan have been considered in three aspects, such as the legal system for refrigerant management, the management and regulation limits for products using refrigerant, and the reduction policies and trends, centering on HCFC and HFC which are international regulation and reduction objects. EU environmental law regulates over the entire process for ozone depletion substances, such as production, import, export, use, market release, recovery, landfill and decomposition thereof. The united states regulates forming agents, labeling agents or the like, pursuant to Article 608 of the Federal Clean Air Act (air conditioning and automobiles), and in the case of the state of California, PFC and SF6 including HFC are defined as high GWP, and separately classified and managed. Unlike EU and USA, Japan is characterized by applying the Freon recovery and decomposition law for totally managing the Freon-based gas such as CFC, HCFC and HFC, and regulations on the refrigerant recovery and decomposition for each product are also specified in separate law related to the recovery of End-Of-Life (EOL) home appliances and vehicles.
Agriculture is not only sources, but also sinks of GHGs through removal or sequestration of carbon and methane. Therehave been many efforts around the world to improve agriculture’s ability to sequester GHGs and to seek ways for economicbenefits through the emissions reduction project. Specially, animal waste management system and biogas plants have beenuseful to environmental policies in agriculture sector. The objectives of this study were to analyze the CDM project currentsituation in agriculture sector and draw a implications from its analysis. As a result of the investigation, strategies andprocedures are suggested to link agricultural policies to the CDM projects to create economics opportunities for the koreanagriculture. So it will be useful, a strategy to raise the economic feasibility of a rural area’s animal waste managementsystem and biogas plant project should consider to develop domestic technologies of biogas digester. Also, localgovernment, local college, rural communities should agree to closely work together to resolve the national’s greenhousegas reduction issue.