The grassland section of the greenhouse gas inventory has limitations due to a lack of review and verification of biomass compared to organic carbon in soil while grassland is considered one of the carbon storages in terrestrial ecosystems. Considering the situation at internal and external where the calculation of greenhouse gas inventory is being upgraded to a method with higher scientific accuracy, research on standards and methods for calculating carbon accumulation of grassland biomass is required. The purpose of this study was to identify international trends in the calculation method of the grassland biomass sector that meets the Tier 2 method and to conduct a review of variables applicable to the Republic of Korea. Identify the estimation methods and access levels for grassland biomass through the National Inventory Report in the United Nations Framework Convention on Climate Change and type the main implications derived from overseas cases. And, a field survey was conducted on 28 grasslands in the Republic of Korea to analyse the applicability of major issues. Four major international issues regarding grassland biomass were identified. 1) country-specific coefficients by land use; 2) calculations on woody plants; 3) loss and recovery due to wildfire; 4) amount of change by human activities. As a result of field surveys and analysis of activity data available domestically, it was found that there was a significant difference in the amount of carbon in biomass according to use type classification and climate zone-soil type classification. Therefore, in order to create an inventory of grassland biomass at the Tier 2 level, a policy and institutional system for making activity data should develop country-specific coefficients for climate zones and soil types.

본 연구는 다년생 목본작물인 과수 바이오매스 부문의 온실가스 배출･흡수량을 우리나라 국가 온실가스 인벤토리 보고 시 고려되어야 할 적정 산정 방법을 모색하고자 수행되었다. IPCC 가이드라인에 따라 적정 산정 수준을 모색한 결과, 향후 우리나라에 알맞은 적정 산정 수준 (Tier)은 국가 고유의 활동자료와 국가 고유 배출흡수계수를 활용하는 수준 2 (Tier 2)로 나타났다. 국가 고유 배출흡수계수가 없어 수준 1 (Tier 1)을 적용해야 하는 현 시점에서는 매년 활동자료인 과수 재배면적 통계를 발표하기 때문에 손실획득법보다 축적차이법으로 산정하는 것이 적정하다. 수준 2에서 시범 산정한 결과, 이 부문의 상대적으로 낮은 중요도와 산정의 단순성 및 비용을 고려할 경우, 활동자료에 있어 단순화한 하위 범주를 사용하고 성숙목과 미성숙목을 구분하지 않는 것이 적정하다. 반면 온실가스 감축정책에 따른 반응성을 고려한다면, 성숙목과 미성숙목을 구분하는 접근 방법이 적정하다. 산정된 탄소축적량의 불확도는 활동자료보다는 국가 고유 배출계수의 불확도에 의해 크게 좌우되어 향후 신뢰도 높은 국가 고유 배출계수의 개발이 필요한 것으로 나타났다.

막 분리 운전방식에 따른 음폐수 소화가스의 도시가스용 바이오메탄 생산연구를 상업용 시설을 대상으로 수행하였다. 연구결과 바이오메탄의 순도는 4SBR과 3SDR 모두 98.9%를 달성할 수 있었다. 소화가스 내 메탄 회수율은 4SBR 88.1%, 3SDR 79.4%이었고, 처리 소화가스량 대비 바이오메탄 생산율도 4SBR이 53.5%로 3SDR의 49.4%보다 높았다. 그러나 막 분리시설에 공급되는 가스 중 반송 가스의 비율은 4SBR이 56.5%로 3SDR 보다 두 배가량 컸으며, 이로 인해 최대 처리량에 있어서는 3SDR이 양호한 결과를 보였다. 따라서 소화가스 200 Nm3/day 이하는 4SBR, 240 Nm3/day 이상에서는 3SDR이 경제성이 좋은 것으로 판단되었다. 공정 운전변수들의 평균값 대비 운전 값들의 상대편차는 전반적으로 4SBR이 컸으며, 또한 주 운전조절 수단인 바이오메탄 인출압력 대비 주요 지표들의 상관관계에 있어서는 3SDR가 보다 직접적인 관계를 보여주었다.

국내·외에서 대기오염에 대한 관심이 점점 증가함에 따라 자동차 및 연료관련 분야의 연구자들은 새로운 엔진설계, 향상된 후처리장치, 청정연료 그리고 연료품질향상을 통해 자동차의 배출가스 감소를 위하여 지속적으로 노력해 왔다. 따라서, 본 연구에서는 자동차의 증발가스와 성능, 환경성에 대해 살펴보고자 하였으며, 연료의 옥탄가 향상제로 쓰이는 바이오 에탄올, 바이오 부탄올, 바이오 ETBE (Ethyl Tertia ry Butyl Ether), MTBE (Methyl Tertiary Butyl Ether)가 환경에 미치는 문제점에 대해 살펴보고자 하였다. 주로 휘발유의 옥탄가 향상제로 쓰이는 바이오 에탄올, 바이오 부탄올, 바이오 ETBE, MTBE가 휘발유 연료 특성 중 증발가스에 미치는 영향에 대해 살펴보았으며, 바이오 연료 특성에 대한 가솔린 자동차의 가속 및 동력 성능을 살펴보았다. 실험결과 증발가스는 최대 1.04g/test로 모든 시험 연료가 국내 배출가스 기준에 부합함을 알 수 있었으며, 원료에 대한 증기압 측정 결과 바이오에탄올 15kPa, 바이오 부탄올 1.6k Pa로 E3급 연료 제조 시 바이오 부탄올 함유량을 늘리면 증기압과 증발가스 또한 낮게 나타났다. 또한, 바이오 연료의 종류에 따라 유사한 가속 및 동력 성능을 나타내었으며, 바이오 부탄올과 바이오 에탄올 비교 시 가속 성능이 약 3.9%, 출력은 0.8% 개선되었다.

본 연구에서는 파일럿 및 상용급 규모에서 UF 분리막을 결합한 혐기성 소화 공정을 장기간 운영하여 분리막의 성능, 소화효율, 바이오가스 생산량과 수질 등의 다양한 인자를 도출하였다. 파일럿 규모에서 막의 투과 플럭스는 15∼20 LMH, 막간 차압은 1∼3 kgf/cm2로 운전되었다. 유입수의 TCOD 와 SCOD 는 각각 113 g/L, 62 g/L 이었고, 유출수의 TCOD 와 SCOD는 UF 공정 이후 제거효 율이 93% 및 86% 로 나타났다. 상용급 규모의 운전 결과, 분리막의 투과 플럭스는 12∼15 LMH로 나타났다. 유입수의 CODcr, TS, VS는 각각 236 g/L, 62.5 g/L, 50.2 g/L였으며, 농축여과분리막을 통과 후 제거율은 각각 99%, 94% 및 98%로 조사되었다.

The biomethane fuel used in this study was produced from domestic biogas plants and used the same fuel currently used for CNG vehicles. The components were analyzed, and a gas chromatograph mass spectrometer (GC/MS) was used for component analysis. As a result of analyzing 4 peak values of them, phenethylamine, cyclotrisiloxane, cyclotetrasiloxane and cyclopentasiloxane were detected at the running times of 1.422min, 6.550min, 11.500min, and 14.833min. Most of them were composed of siloxane series, and some other components were present.

유동층가스화기는 경제적으로 기술적으로 입증된 기술로서 가장 상용화에 가까운 가능성을 보여주고 있다. 그러나 한국에서는 설계, 현장문제 해결뿐 아니라 파일럿 규모의 설비 운전 등이 부족하 여 상용화에 이르지 못하고 있다. 본 연구에서는 바이오매스의 가스화를 위하여 3 MWth 급 순환유동 층(CFB) 반응기를 개발하여 운전하였다. 유동층반응기는 순환유동층 반응기와 기포유동층 반응기로 구 성되었으며 타르와 산성가스를 제거하기 위하여 세라믹필터, 급속냉각, 습식스크러버를 사용하였다. 3 MWth 급 바이오매스 가스화기의 최적 운전조건을 도출하기 위하여 equivalence ratio에 따른 영향을 조사하였다

음식물 및 축산 폐기물 처리장 등 혐기성 공정에서 발생하는 바이오가스의 주성분은 50~70% 메탄과 20~40% 이산화탄소로 구성되어 있다. 바이오 가스 내 메탄을 95% 이상의 고순도로 농축할 경우 도시가스와 이송수단의 연료로 사용이 가능하며 온실가스 감축에도 큰 효과가 있어 신재생 에너지로써 큰 주 목을 받고 있다. 본 연구에서는 혐기성소화조에서 발생하는 바이오가스를 95% 이상의 메탄으로 농축하기 위해 폴리설폰 중공사막과 다단 분리막 공정을 이용하였다. 순수기체 투과도와 혼합기체 투과성능을 알아보았고 폴리설폰 분리막을 이용하여 3, 4 단의 분리막 공정을 설계하여 분리 농축 실험을 실시하였다.

Biochar amendment to agricultural soil is regarded as a promising option to mitigateclimate change and enhance soil quality. It could sequester more carbon within the soil systemand increase plant yield by changing soil physicochemical characteristics. However, sustainableuse of biochar requires comprehensive environmental assessment. In this sense, it is important tomeasure additional greenhouse gas emission from soils after biochar addition. We investigatedemissions of CO2, N2O, and CH4from incubated soils collected from rice paddy and cultivatedgrassland after amendment of 3% biochar(wt.) produced from rice chaff. During incubation,soils were exposed to three wet-dry cycles ranging from 5~~85% soil gravimetric water content(WC) to investigate the changes in effect of biochar when influenced by different water levels. TheCO2emission was reduced in biochar treatment compared to the control at WC of 30~~70% bothin rice paddy and grassland soils. This indicates that biochar could function as a stabilizer for soilorganic carbon and it can be effective in carbon sequestration. The N2O emission was alsoreduced from the grassland soil treated with biochar when WC was greater than 30% because thebiochar treated soils had lower denitrification due to better aeration. In the rice paddy soil,biochar addition resulted in decrease in N2O emission when WC was greater than 70%, while anincrease was noted when WC was between 30~~70%. This increase might be related to the factthat available nutrients on biochar surface stimulated existing nitrifying bacterial community,resulting in higher N2O emission. Overall results imply that biochar amendment to agriculturalsoil can stabilize soil carbon from fast decomposition although attention should be paid toadditional N2O emission when biochar addition is combined with the application of nitrogenfertilizer.

This study was conducted to evaluate the biofiltration treatment characteristic for benzene vapor gas. Compost and calcium silicate porous material were used as biofilter fillers. Gas velocity and empty bed retention time were 15 m/hr and 4 min, respectively. Benzene gas removal efficiency of P-Bio (calcium silicate porous material with inoculation) was the highest and maintained in over 98%. After shock input of benzene gas, the removal efficiency of P-Bio biofilter was recovered within 2 days, while 5 days were taken in CP-Bio (compost + calcium silicate porous material mixture with inoculation) and CP (compost + calcium silicate porous material mixture without inoculation) biofilters. The removal efficiency of P-Bio biofilter was near 100% in the loading rate of 〈85g/m3(filling material)/hr, It was shown that the maximum elimination capacities of P-Bio, CP-Bio, and CP biofilters were 95, 69, and 66 g/m3(filling material)/hr, respectively. Microbial number of P-Bio, which the number was the lowest at start-up, was 3 orders increased on operational day 48. CO2 was generated greatly in order of P-Bio, CP-Bio, and CP biofilters.

최근 ｢녹색성장기본법｣과 RPS 제도 등의 시행으로 화석연료에 의존하는 기존의 에너지 시장이 신･재생에너지 시장으로 변화되어감에 따라 국내 신･재생에너지 시장의 확대가 이루어지고 있다. 또한 에너지 자립의 측면에서 국내･외적으로 유기성폐자원 바이오가스화에 대한 관심이 증가하고 있는 실정이다. 이에 따라 각 정부부처는 유기성폐자원의 바이오가스화 처리의 확대를 추진 중에 있다. 하지만 다수의 자자체 및 단체에서 바이오 가스화 시설의 설치를 예정하고 있으나 설치 및 운영 인력들의 대한 바이오가스화 시설에 대한 전문성이 확보되지 않은 상태에서 설치 및 시설 운영으로 가동률 저하가 발생하고 있는 실정이다. 본 연구에서는 유기성폐자원 바이오가스화 부문 산업현황 조사와 바이오가스화 부문 업체 및 종사자 인원을 조사 및 전문인력 대상 설문조사를 통해 교육체계 개발의 타당성을 입증하였다. 또한 NCS 및 전문인력의 수행 및 요구 직무를 분석하여 유기성폐자원 바이오가스화 시설의 기획단계, 설계단계, 시공단계, 운영단계까지의 필요 교육내용과 교육체계를 단계별로 도출하였다. 유기성폐자원의 바이오가스화를 주도할 수 있는 전문인력을 양성하는 프로그램을 개발하는 것으로 목적으로 하고 있다. 현재 운영되고 있는 바이오가스 산업분야에 대한 현황을 조사, 분석하여 교육체계 프로그램을 개발하여 전문인력의 전문성 제고 방안을 마련하였다. 이로 인하여 유기성폐자원 바이오가스화 부문의 전문성이 확보되고 안정적인 유기성폐자원 바이오가스화 처리가 가능하여 바이오가스화 산업의 확대가 기대된다.

화석연료는 가격의 변동이 심하고 그 매장량이 한정되어 있고 지나친 화석연료의 사용은 환경적으로 심각한 악영향을 미칠 수 있다. 전 세계적으로 화석연료의 고갈과 더불어 지구온난화 등의 환경문제에 대한 대응방안으로 지속가능한 청정 에너지자원에 대한 필요성이 대두되고 있으며, 관련된 연구개발이 활발히 진행 중이다. 탄소 중립적 친환경에너지인 바이오에너지 분야는 최근 각광받는 신재생 에너지 분야 중 하나이다. 현재 국내 폐목재 발생량은 지속적으로 증가하여 처리 및 활용방안이 필요한 실정이다. 이에 본 연구에서는 폐목재를 활용하여 생산 된 급속열분해 오일을 가스화하여 고품질 합성가스를 생산함으로써 기존의 바이오매스 직접 가스화의 단점을 극복하고자 하였다. 바이오매스를 이용한 가스화 공정은 원료인 바이오매스의 낮은 에너지 밀도로 인하여 가스화 플랜트와 바이오매스 원산지간 거리에 따라 경제성이 감소한다. 이러한 경제성 문제를 극복하기 위한 방안으로 바이오매스 원산지에서 바이오매스를 급속열분해 하여 생산된 고 에너지 밀도의 열분해오일을 가스화 플랜트로 이송하여 에너지를 생산하는 방안이 대두되고 있다. 따라서 본 연구에서는 폐목재를 원료로하여 최적조건에서 생산 된 급속열분해 오일을 원통형 가스화기(0.1 m diameter × 1.4 m height)를 사용하여 E/R ratio, 반응온도 등을 운전변수로 하여 가스화 실험을 수행하였다. 생산되는 합성가스의 조성을 Micro GC를 이용하여 분석하여 고품질 합성가스를 생산할 수 있는 최적 조건에 대한 연구를 진행하였다.

In accordance with the 1996 London Protocol, the marine dumping of wastewater generated from food was totally banned from 2013. Therefore, establishing a food wastewater bio-gasification facility for stable and continuous food wastewater treatment is necessary. The biogas produced from the wastewater can be used as fuel for electricity generation or for heating in power plants and can be sold as gas in cities as well as fuel for vehicles after undergoing a refining process. Thus, the South Korean government is trying to expand the bio-gasification facility of wastewater generated from food. In this study, we try to obtain information about the public value of such an expansion. For this purpose, the household willingness to pay (WTP) for the expansion is determined by applying the contingent valuation (CV) approach. A total of 1,000 South Korean households were involved in the CV survey, which had questions with dichotomous choices. The mean yearly public value WTP for expansion is estimated at 2,564 KRW per household. If this WTP is extrapolated from the sample to the nation’s population, the expansion in the national value is worth 50.1 billion KRW per year. These results indicate that the expansion of food wastewater bio-gasification facility is supported by Korean households.

국내 하수처리장의 바이오가스화 시설은 낮은 농축율로 인한 저농도 유입수, 공정 흐름별 운영기술에 대한 노하우 부족 및 관리 미숙으로 인하여 혐기소화 효율이 미국 등 선진국 대비 약 54.2 %에 불과한 실정이다. 환경부는 바이오가스화 효율을 증진하고 하수슬러지를 바이오매스로 활용하기 위하여 2010년부터 전국적으로 에너지자립화 사업을 추진하였다. 특히 혐기소화조가 미설치된 하수처리장을 대상으로 음식물류폐기물과 병합소화시 연계 하수처리장의 유입 수질 등을 사전에 검토한 후 신규 소화조를 건설을 진행하고 있다. 하수슬러지 단독 및 병합처리 시설의 혐기소화조 내부 유출액에 대한 최우점 미생물 종을 분석하고 바이오가스화 시설의 주요 운전인자(유기물부하율, 메탄가스 발생량, C/N 비 등) 간의 정준상관분석을 실시하였다. 하수슬러지 단독 및 병합처리 시설의 상관관계 분포가 뚜렷이 구분되었으며, 메탄가스 생성율은 음폐수의 영향으로 VFAs, C/N비, VS/TS 등과 비례관계를 보임과 동시에 Mesotoga, Methanosaeta 미생물 군이 우점하는 경향을 보였다. 또한 하수슬러지 단독처리 바이오가스화 시설의 혐기소화조에서는 Copro-thermobacter, Methanosarcina 등의 미생물 분포가 높게 나타났다.