에너지자원의 안정적인 확보는 국가발전을 위한 가장 중요한 요소 중 하나이다. 본 연구는 혁신시스템 관점에서 우리나라의 에너지관련 정책결정시스템을 분석하고 그 문제점을 도출하였다. 혁신시스템의 구성요소 중 혁신주체 측면에서는 에너지의 안정적인 수송을 위한 전략적인 강화방안이 미흡하다는 한계를 가지고 있었으며, 연계측면에서는 국방영역을 제외한 혁신주체들 간의 연계는 비교적 양호하였으나 안보적 관점에서 중요한 역할을 담당하는 국방영역과 타 혁신주체들 간의 연계는 미흡한 것으로 분석되었다. 하부구조 측면에서는 에너지안보 관점에서 국방영역의 하부구조인 전력건설 논의가 미흡한 것으로 나타났으며, 마지막으로 제도적 측면에서는 에너지안보에 관한 국방영역의 역할에 대한 제도적 정립이 미흡하여 향후 국가 에너지안보와 관련된 거버넌스에서 국방영역의 참여가 제도적으로 명시될 필요가 있는 것으로 분석되었다.

Importance of alternative energy has been increasing due to environmental issues and lack of fossil fuels. In addition, heating cost that occupies from 30 to 40 % of the total production cost in Korean protected cultivation needs to be reduced for profitability and global competition. Therefore, this study was conducted to develop energy model and regional resource for recycling of resource in greenhouse. Based on the results of the theoretical and statistical investigations, energy model of regional resource was developed. This results was shown with a new standard 2,000 heads of pigs. Livestock manure was originated 8.6 kg/day/one head, and the average biogas yield was 1.23 Nm3/day occurred. The biogas reactor and engine showed that scale of 300 m3 was 25kW respectively. Agricultural and Forest Residual-products Biomass quantity in heating road of 200,000kcal/h were 1,224 kg, 912 kg respectively.

본 연구는 기상자료모델 (Atmospheric Data Model, ADM) 중 한국의 중규모 수치기상모의에 자주 사용되는 WRF (Weather Research and Forecasting) 모델을 재생에너지 연구에 활용할 수 있도록 시각적으로 표출하고 이를 웹 기반의 공간정보 자료와 매시업 (mesh-up) 하였다. WRF 모델 포맷인 NetCDF 자료로부터 풍속, 풍향, 시간 정보를 읽어 바람의 시각화 표출 및 풍속을 시각적으로 전달하기 위한 형태 및 색상 정의 등 바람기호 (wind barb)를 설계하였다. 이를 위해 바람기호로 시각화에 사용되는 자료량을 최소화하고 웹 표출 DB 변환을 최적화 하였다. 본 연구는 재생에너지 활용과 더불어 도시 및 국토 연구에 활용함으로써 관련 활동의 기상학적 이해를 높이고 신뢰도 높은 의사결정 수립에 기여할 것이다.

최근에 자원, 에너지문제, 환경문제, 도시문제등 인간생존과 번영을 저해하는 문제가 속출하고 있어 이러한 제 문제를 해결 할 수 있는 혁신적인 기술 개발이 요구되고 있다. 농업생산에 있어서 에너지 절약 및 대체에너지(자연에너지, 바이오에너지 및 폐기물에너지)의 기술개발은 화석에너지 사용에 따른 지구환경 악화 방지 뿐만 아니라, 자연과 조화된 고품질, 고부가가치의 농축산물 생산활동에 크게 기여 할 것으로 사료된다.(중략)

우리나라는 인구의 증가 및 도시의 산업화, 소비에 따른 축산업의 발달로 인해 하수처리 및 음식물류와 가축 분뇨폐기물인 유기성폐자원의 처리규모와 발생량이 매년 증가하는 추세이다. 유기성폐기물의 육상처리와 신재생 에너지원으로서 효과적 활용에 대한 정책 추진과 연구가 진행되어왔다. 매립, 소각을 포함한 육상처리 방법 중, 바이오가스화는 혐기소화 과정에서 신재생 에너지원인 메탄가스를 생산하는 시설로 현 상황에 대응하는 새로운 방안으로 각광받고 있다. 국내 유기성폐자원의 바이오가스화 시설은 신규설치가 많이 이루어지는 반면, 시설의 메탄가스 생산량이 아직 미흡하거나 생산된 바이오가스를 이용하지 못하는 경우가 많은 실정이며, 15년도 유기성폐자원 바이오가스화 시설 중 하수슬러지를 이용한 바이오가스 발생량은 10.99 m3/ton이며, 음식물 72 m3/ton, 가축분뇨 14.84 m3/ton, 병합처리 14.51 m3/ton을 생산하고 있어, 혐기소화효율이 미국 등 선진국대비 약 54.2%에 불과한 실정이다. 전국 8개 시설에 대해서 다양한 유기성폐자원의 원료유입에서 기원하는 유입에너지와 바이오가스화 설비 운전을 위한 전력 소비에너지를 유입에너지로 설정하고, 혐기소화를 통한 바이오메탄의 잠재에너지와 미분해 유기물의 잠재에너지를 유출에너지로 산정하여 에너지수지분석을 진행하였다. 음식물/음폐수 시설의 바이오가스 에너지전환율은 80.1%이며, 가축분뇨 86.5%, 하수슬러지 22.8~57.7%로 분석되었다. 유입원료의 생산효율로는 음식물/음폐수 시설이 72.2% 이상으로 분석되었고 일부 유입에너지의 과소평가 및 바이오가스 생산량 과다측정으로 이론적으로 불가능한 수치로도 분석되었다. 따라서 에너지수지분석은 에너지전환효율과 시설 효율과 시설 효율을 평가할 수 있는 중요한 수단이지만 정확한 측정을 위한 유량계측 표준화 및 설비 별 전력사용량을 확인할 수 있는 전력계측 표준화작업이 요구되어진다.

Environmental pollution is the major problem associated with rapid industrialization, urbanization and rise in living standards of people. In order to reduce environmental pollution, therefore, shielding materials using industrial waste resources were developed and the radiation shielding performance was evaluated.

Based on a survey of Korean waste-to-energy (WTE) firms, this article analyzes the R&D effectiveness of the WTE industry, which accounts for the largest proportion of new and renewable energy power generation in Korea, using multiple and logistic regression. A company’s R&D can be considered effective if its R&D inputs (e.g., R&D expenditure/sales, R&D manpower/employees, education/training, and reward systems) or R&D outputs (e.g., patent applications and approvals, the introduction of new products and services, and the redesign of products and processes) contribute to an increase in R&D outcomes (e.g., decrease in production costs, the creation of employment, and market entry). It was found that market entry is not affected by R&D inputs but is positively influenced by R&D outputs, indicating that Korean WTE firms have focused on market entry via the technology transfer of new products and services and/or the redesign of products and processes. In the WTE industry, the creation of employment does not have a statistically significant relationship with R&D expenditure/sales, R&D manpower/employees, or the redesign of products, but it does exhibit a positive relationship with education/training, reward systems, patent applications and approvals, and the introduction of new products and services. Finally, the decrease in production costs is not influenced by R&D expenditure/sales, R&D manpower/employees, reward systems, or patent applications and approvals, but is positively affected by education/training, the introduction of new products and services, and the redesign of products and processes. A policy implication of these results is that market entry show the virtual cycle on expanding R&D expenditure/sales and/or R&D manpower/employees.

지속 가능한 신재생 에너지에 대한 수요는 전 세계적으로 증가하는 반면 공급은 제한적인 상황이다. 본 논문에서는 대전광역시 내에서 발생하는 가연성 생활폐기물로부터 생산되는 고형연료(SRF)를 전용 소각로에서 소각하여, 생산된 스팀을 터빈 발전기를 이용하여 전기를 생산하고 잉여스팀을 대덕산업단지에 공급하고, 음식물류폐기물 및 음식물 쓰레기 침출수의 혐기성 소화로 인해 발생기는 바이오가스를 대전열병합발전(주)에 공급하는 방안에 대한 경제적 타당성을 분석하였다. 잉여 바이오가스 공급의 경우 음식물류폐기물 및 음식물 침출수 재활용 과정에서 발생하는 바이오가스 26,300m³/day 가운데 23,200m³/day를 대전열병합발전(주)에 공급하도록 하고 잉여스팀 공급의 경우 2023년에 약 204,000ton/yr까지 수요가 꾸준히 증가할 것으로 예상되므로 25.7ton/hr의 증기를 155day/yr 기준으로 공급할 것으로 예상된다. 대덕산업단지의 추가 증기 수요는 연간 101,537ton으로 추정된다. 바이오가스 구매 비용은 생산 단가의 30%로 계획하고 잉여 바이오가스의 예상 공급량은 23,200m³/day로 대전열병합발전(주)의 기존 소비량인 18,627m³/day보다 많으나, 대덕산업단지에 공급되는 잉여스팀의 연간 예상 공급량은 96,000ton/yr로 대덕산업단지의 추가 증기 수요인 101,537ton/yr보다 적다. 이것은 잉여 자원의 순환이 대전의 에너지 수요의 균형을 이룰 수 있는 가능성을 나타낸다. 이를 통해, 잉여스팀 활용 측면에서 대전광역시는 50%의 매출 발생, 대전열병합발전(주)은 40%의 부가적 이윤 창출, 대덕산업단지와 인근 지역사회는 10% 비용 절감 효과를 기대할 수 있으며, 잉여 바이오가스 활용 측면에서 대전광역시는 30%의 매출 발생, 대전열병합발전(주)은 60%의 부가적 이윤 창출, 대덕산업단지와 인근 지역 사회는 10%의 비용 절감 효과를 기대할 수 있다. 또한 화석연료 사용 절감을 통하여 그에 대한 에너지 의존도를 줄이고 온실가스 감축 효과로 인한 국가 환경에너지 정책에 기여하여 환경적인 측면으로 우수한 성과를 얻을 수 있으며, 지역 기업의 경쟁력 강화를 도모하고 에너지 자금 사용에 따른 법인세 감면 및 온실가스 감축 사업을 통한 수익창출을 기대할 수 있다. 본 연구는 지역난방을 지역 사회에 공급하고 스팀을 에너지원으로 대덕산업단지에 공급하기 위한 에너지 네트워크를 구축하기 위해 수행되었다. 잉여스팀 및 바이오가스의 사용과 관련된 초기 투자비용, 운영 및 유지 보수비용이 계산되었고 NPV 및 IRR 분석 결과 경제적으로 실현 가능함이 밝혀졌다.

신기후체제에 대한 이행체계 구축을 위해 부문별 온실가스 감축 강화에서 폐자원에너지가 기여하는 역할에 대해 조명 받고 있다. 그 이유는 폐자원에너지가 다른 재생에너지 대비 비용 효율적이고 지역에너지로서 기능과 분산형 발전이 가능하다는 점이다. 뿐만 아니라 지속가능한 개발을 위해 추진 중인 EU의 자원효율 정책과 그 전략으로 전개되는 순환경제에서도 폐자원에너지가 물질재활용과 함께 중요하게 다뤄지고 있는 점을 고려한다면 앞으로 폐자원에너지를 보다 활성화하기 위한 시책(施策) 마련이 필요하다. 2018년부터 시행예정인 자원순환기본법에서 매립이나 소각시 폐기물처분부담금을 부과하도록 한 점은 제도적으로 폐자원에너지를 회수하고 유효 이용하도록 하는 유인책으로 역할을 담당하는 것은 자명하다. 그러나 제도적으로 부과금을 부과한다고 하여 폐자원에너지를 활성화하기에는 한계점이 있다. 이 같은 배경을 토대로 본 연구는 기후변화와 자원순환사회 구축에 선도적으로 대응해 온 EU나 일본의 사례를 살펴봄으로써 부과금 제도의 후속 조치로 폐자원에너지 활성화 요소 및 방안을 위한 토대를 마련하고자 한다. EU는 28개 회원국으로 구성되어 있기에 주로 유럽집행위원회(EC)에서 폐자원에너지를 회수하도록 하는 전략을 기후･에너지패키지 및 순환경제패키지 등을 연계하여 수립하고 있다. 일본은 폐자원에너지를 보다 많이 회수할 수 있도록 에너지 회수효율을 국고보조금 제도와 연계하여 집행하고 있는 점이 특징이다. 결론적으로 EU와 일본을 대상으로 폐자원에너지를 회수하고 유효 이용하도록 하는 정책적 활성화 방안을 살펴본 결과, 국내도 폐자원에너지를 활성화하기 위해서는 부과금 제도 이외에 다양한 시책을 마련할 필요가 있음을 확인하였다.

인류의 문명이 점점 고화됨에 따라 부수적으로 폐기물 또한 증가 하고 있는 실정이다. 최근 이러한 폐기물의 발생억제(reduce), 재사용(reuse), 재활용(recycle), 에너지자원화(recovery)에 국내를 비롯한 전 세계적인 노력이 활성화 되고 있다. 폐기물 에너지화(Waste to Energy, WTE) 기술이란 폐기물을 에너지 공급에 사용할 수 있는 다양한 연료로 전환시키는 기술이다. 도시고형폐기물(Municipal Solid Waste, MSW)을 활용한 발전보일러는 폐기물의 매립을 최소화하고, 환경 오염물질 배출을 감소시킬 뿐만 아니라, 전기나 증기와 같은 열에너지를 얻을 수 있어 각광 받고 있다. 하지만 MSW는 일반적으로 종이류, 플라스틱류, 고무류, 섬유, 가죽, 나무, 음식물 및 금속류 등 다양한 재료로 구성되어 있으며, 지역에 따라 구성요소 또한 차이가 난다. 이러한 다양 구성요소로 이루어진 MSW는 염소(Cl)등의 여러 가지 부식성 물질과 카드뮴(Cd), 납(Pb), 아연(Zn), 비소(As)등의 물질을 함유하고 있다. 이들 물질들은 연소 중에 서로 반응하여 염화물을 형성하여 탄소강 또는 Cr-Mo의 저합금강으로 제작된 폐라이트계 보일러 튜브의 심각한 부식을 야기시킨다. WTE 보일러의 열교환 튜브(Water Wall Panel & Super Heater Tube)를 염화물과 같은 부식성 물질로부터 보호하기 위하여 주로 사용되는 기술이 클래딩 기술이다. 클래딩이란 강재의 한 면에 다른 금속을 중합시켜 완전히 결합시켜 복합 금속 층을 형성하는 것을 의미한다. WTE 보일러의 경우 인코넬 625와 같은 Ni-Cr-Mo로 구성된 합금을 주로 사용한다. 인코넬 625는 고온에서 기계적 성질이 우수하고, 내식성이 우수한 특징이 있다. WTE 보일러에서는 인코넬 625합금을 이용한 오버레이 용접기술이 주로 적용되며, 부식성 염화물로부터 부식을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 연소 중 발생하는 고온의 연소 유동에 의한 유동 회분(Fly Ash) 및 슈트 블로어(Shot Blower)에 의한 튜브의 침식/부식 또한 방지 할 수 있다. 이러한 인코넬 625 오버레이 용접 클래딩은 자동 GMA용접으로 이루어지며, 오버레이 두께와 Fe 희석율(Dilution Rate)을 제어하기 위하여 수직 하진(3G-Vertical Down)으로 용접한다. 이에 본 연구에서는 WTE 보일러 열교환 튜브의 내 부식성을 향상시키기 위해 오버레이 용접 클래딩 전용 JIG 및 용접자동화 장비를 개발하여 GMAW 자동 용접에 따른 열교환 튜브 제작의 여러 가지 문제점에 관하여 알아보았다.

IEA의 에너지 전망 시나리오에 따르면 세계의 에너지 수요는 점차 증가할 것으로 나타나고 있다. 이에 따라 세계적으로 에너지 수요 증가에 따른 이산화탄소 배출량 증가를 제한하기 위한 에너지와 기후 정책이 시행 되고 있다. 파리협정은 2020년 만료 예정인 교토의정서를 대체하기 위해 2015년 채택 된 신기후체제로, 적극적인 온실가스 감축을 목표로 한다. 이에, 유럽에서는 이미 폐기물을 이용한 재생연료의 바이오매스 함량을 측정하여 이를 온실가스 배출량에서 차감하는 정책을 수행하고 있다. 국내에서도 신재생에너지를 사용하여 온실가스를 감축하기 위한 정책이 시행 중이다. 산업통상자원부의 제4차 신재생에너지 기본계획에 따르면, ‘35년까지 1차 에너지의 11.0%를 신재생에너지로 공급하여 전체 전력량의 13.4%를 신재생에너지로 공급하는 것이 목표이다. 신재생에너지로서 폐기물에너지의 정책 목표 비중은 14년 67%에서 25년 38.8%, 35년 29.2%로 점차 줄어들지만, 신재생에너지의 전체 공급 목표량이 증가하므로 폐기물에너지의 연평균 증가율은 2%를 목표로 하고 있다. 2016년 신재생에너지 백서에 따르면 폐기물에너지의 이론적 잠재량은 2013년 기준 13,977,173 toe/yr 에 이른다. 따라서 본 연구에서는 국내외의 신재생에너지로서 폐기물에너지의 가치를 평가하고 효과적인 활용을 위한 정책 개선 방향에 대하여 검토하였다.

2016년 11월 4일 신기후체제인 파리협약이 발효되었다. 국내도 자체적으로 온실가스 감축을 위한 노력을 기울여 왔으나 2020년 이후 국제협약에 의해 감축을 이행한다는 점을 고려하면 구체적이고 신뢰성 있는 방안 마련이 필요하다. 산업이나 발전부문 이외에 폐기물부문도 감축을 위한 방안 마련이 필요하다. 제1차 기후변화대응 기본계획에 폐기물부문은 발생억제와 재활용 그리고 에너지화에 의한 감축 방안이 담겨있다. 그러나 실질적으로 어느 정도의 감축효과가 있는지 그리고 신뢰성이 있는지에 대해서는 객관적으로 검증한 바 없다. 이러한 점에서 앞서 교토의정서에 의해 온실가스 감축을 체계적으로 감축해 온 EU의 폐자원에너지가 온실가스 감축에 기여하는 정도와 역할에 대해 살펴보고자 한다. 앞으로 폐기물부문의 온실가스 감축 방안을 보다 신뢰성이 있는 방향으로 전개하기 위해서는 선도적으로 대응해 온 국가의 대응 방안을 살펴보는 것도 의미가 있기 때문이다. 한편 EU는 지속가능한 발전을 위해 자원효율(Resource Efficiency) 정책을 펼치고 있다. 그 동력원으로 순환경제를 추진하고 있는데 시책으로 2015년 12월 순환경제패키지를 책정하였다. 순환경제는 EU의 경제 성장을 유지하면서도 자원이용으로 인한 환경영향은 증가시키지 않기 위한 디커플링(Decoupling) 실현을 목표로 하고 있다. 순환경제에서 폐기물을 2차원료나 물질로 우선적으로 이용하고 재활용이 가능하지 않은 폐기물에 대해서는 최대한 에너지로 회수하기 위한 시책도 함께 이뤄지고 있다. 기후변화 대응과 순환경제로의 이행을 위한 폐자원에너지의 역할을 EU 중심으로 살펴본 결과, 국내도 기후변화 대응과 순환경제 사회를 구축하기 위해서는 폐기물관리 정책부문에서 폐자원에너지에 대한 역할을 조명하고 폐자원에너지 산업을 활성화하기 위한 방안마련이 필요함을 확인하였다.

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 폐자원(또는 폐기물)에너지와 관련하여 “자원의 절약과 재활용촉진에 관한 법률(이하 자원재활용법)”에서 ‘폐자원에너지’는 폐기물을 이용하여 만든 고형연료, 기체연료(매립가스, 바이오가스, 합성가스 등), 액체연료 (정제연료유, 재생연료유 등)와 소각열 에너지로 규정하고 있으며, “신에너지 및 재생에너지 개발･이용･보급 촉진법(이하 신재생에너지법)”에서는 ‘폐기물에너지’를 폐기물을 이용하여 만든 연료들과 이들 연료를 연소 또는 변환시켜 얻어지는 에너지 그리고 소각열을 변환시킨 에너지까지로 정의하고 있다. 즉 “자원재활용법”은 주로 폐기물을 이용한 연료제조까지를 규정하고 있지만 “신재생에너지법”에서는 연료제조와 이를 통한 생산된 에너지까지로 보다 폭 넓게 규정하고 있다. 소각열의 경우는 “자원재활용법”에서는 소각열에너지만을 포함하고 있는데 반하여 “신재생에너지법”에서는 소각열을 변환시킨 에너지까지로 규정하고 있어 효율적인 에너지 관리측면에서는 상호 법률간 연계를 위한 노력이 필요할 것으로 사료된다. 환경부의 폐자원에너지관련 법률체계는 기본법인 “환경정책기본법”과 폐기물관련 개별법을 묶어주는 일반법인 “자원순환기본법(2018.1.1. 시행예정)”이 총괄을 하며, 개별법인 “폐기물관리법”에서 세부 관리기준이 제시되어 있다. 하지만 “자원순환기본법”의 경우 단순 폐기물 소각 시 부과되는 부담금을 감면 받기위한 목적으로 에너지회수를 권장할 뿐 폐기물로부터 에너지 회수를 목적으로 하고 있지는 않는다. 따라서 국가차원의 온실가스 발생량 감축과 화석연료 사용절감이 요구되는 효율적인 에너지 관리측면에서 관련 법률을 분석하여 보면 환경부의 폐기물에너지관련 정책이 비교적 제한적임을 알 수 있다. 에너지 관련법류를 살펴보면 ‘폐기물에너지’라는 용어는 신·재생에너지관련 초기법령인 “대체에너지개발촉진법(1988.1.1. 시행) 제2조”에 언급되어 있으며 이후 “신재생에너지법”에 이르기 까지 재생에너지의 한 분야로 폐기물에너지 활용에 중점을 두고 있다. 따라서 관련용어의 통일(폐자원에너지 vs. 폐기물에너지)을 통하여 폐기물과 에너지관련 법률의 연계성을 높이고, 기저열원으로서의 효율적인 폐기물에너지 관리를 위하여 폐기물을 이용한 연료제조부분(재활용)과 소각열을 포함해서 폐기물을 이용한 연료들로 부터 생산되는 에너지를 활용하는 부분(폐기물에너지)으로 구분하여 관리할 필요가 있을 것으로 판단된다.

최근 폐자원에너지를 이용한 신재생에너지의 활용에 대한 관심이 늘고 있는 추세이다. 유기성 폐자원의 경우 생성되는 메탄가스 및 가연성 가스를 이용한 가스발전이 가장 대표적인 활용 예이다. 그러나 폐자원으로부터 생성되는 가스는 생산량 조절이 어려움이 있다. 또한 가스 발전은 계속적으로 가동되어야 하기 때문에 전기사용량이 적은 심야에는 버려지는 가스가 존재한다. Energy Storage System (ESS)은 낭비되는 전기를 저장하였다가 필요한 요구가 있을 때 사용하는 장치로서 폐자원 에너지와 같은 신재생에너지 산업에 없어서는 안될 부분이다. 또한 에너지를 저장하는데 있어 어떠한 환경오염이나 CO2가 발생되지 않는 청정의 에너지 저가 요구된다. 이러한 ESS 중의 하나로, 바나듐 레독스 흐름 전지(Vanadium Redox Flow Batter)는 차세대 에너지 저장장치로서 기존의 리튬전지를 이용한 저장보다 에너지 수명이 10배 이상 길고, 환경에 무해한 물질을 사용하는 친환경적이 물질이다. 그러나 VRFB의 경우 낮은 에너지 밀도와 값비싼 분리막등 보완해야할 점들이 있다. 현재 사용되고 있는 Nafion 계열의 분리막의 경우 값비싼 가격과 활물질의 Crossover 현상을 막아주지 못하는 단점을 가지고 있는데 이를 polybenzimidazole로 구성된 분리막을 사용함으로서 분리막의 표면에 positively charged functional groups을 달아주어 Crossover를 막아주어 에너지효율과 밀도 모두 향상시킬 수 있었다.

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.

Most of countries are trying to increase the supply of renewable energy as the substitute of the fossil energy for reducing greenhouse gas emissions. However, renewable energy sources account for only about 3.86% of the total Korea primary energy supply. To increase the rate of renewable energy in Korea’s energy consumption, various policies for expanding the use of renewable energy should be applied. Also these policies should be consider renewable energy resources distribution and regional inequality. In this study, the potentials of photovoltaic, wind power and bioenergy from rice straw, livestock waste and food waste are calculated and the distribution characteristic and regional inequalities are analyzed using Gini’s coefficient and Gini decomposition method. As the results, technical potentials of photovoltaic and wind power of city region(Gu) has more potential rate than theoretical potentials. Livestock waste has the most unequal distribution (Gini’s coefficient: 0.617) among renewable resources.