Bioenergy is classified to one of the renewable energy resources such as solar, wind, hydro and tidal energies. It should be noted that all the renewable energies contribute to the reduction of greenhouse gases emission. In some cases, energy from wastes was also categorized as a renewable energy in our country even though it has only negligible effect on the emission reduction. In this paper, we tried to identify the bioenergy in order to follow the global indices of the renewable energy. The indices evaluated here were whether a resource is renewable, iogenic, biodegradable, combustible and organic. Biogenic and combustible were selected as the indices to identify the bioenergy. It was also suggested that combustible as an index can be exchangeable to organic.

지구온난화와 화석연료의 고갈이라는 심각한 위기 속에 세계 모든 나라들이 탄소배출 감소와 대체에너지 확보방안 마련에 노력하고 있다. 스웨덴은 자연자원 특히 산림자원을 이용한 바이오에너지 생산에 모범을 보이는 나라이다. 해외에너지의존도가 과거 70%가 넘는 수준에서 30% 미만으로 낮출 수있었던 그들의 성공요인을 분석하여 국내 바이오에너지 산업화 활용자료로 이용하고자 한다. 1. 스웨덴의 바이오에너지 정책은 1997년 처음 입안되어 대폭적인 예산지원과 바이오에너지 지원체제가 구축되었다. 전기인증제, 세금면제, 특별자금지원(연구개발 및 산업화) 등 다양한 형태로 건강과 환경, 기후에 미치는 영향은 최소화하면서 저비용으로 에너지를 생산하고 효율적으로 소비하는 정책을 성공적으로 만들어냈다. 2. 바이오에너지 개발을 위해 스웨덴은 면세, 세금부과 등의방법을 적절히 부과하였는데 기존의 에너지 자원에 대한 세금부과, 바이오매스, 풍력, 수력발전으로부터 생산되는 에너지에대한 면세 또는 보조금 지급 등 다양한 혜택을 주고 있다. 3. 스웨덴은 국가 전체적으로 막대한 산림을 이용해 생산된바이오매스를 화력발전시스템으로 전기, 난방 등의 에너지를만들어 공급하는 저비용 고효율 시스템이 잘 정착되어있다. ENKöPING이라는 회사의 우드칩(woodchips, sawdust(톱밥), willow(버드나무), bark)을 이용한 난방과 전기 생산으로 인구 2~3만의 조그만 시의 에너지 자립도를 이룬 지역난방 모범사례가 된다. 4. 스웨덴의 대학, 연구소에서는 버드나무류로 대표되는 관목의 우수품종 개발, 파종, 수확, 잡초방제 등에 대한 재배기술이 개발하여 자연자원뿐만 아니라 바이오매스의 농업적 생산에도 성과를 보이고 있으며 여기서 생산된 단기순환 관목의 용도를 다양화하여 수익 창출에도 연구노력을 하고 있다.

본 연구는 GIS․RS를 기반으로 무주군 산림의 이산화탄소 (CO2) 흡수량 및 바이오에너지 공급 잠재량을 추정하기 위하여 수행하였다. 추정 결과, 무주군 산림은 7,800,130 tCO2를 흡수한 것 으로 추정되었으며, 이용 가능한 전체 바이오에너지 공급 잠재량은 11,868,202,837 M㎈인 것으 로 추정되었다. 또한, 연간 바이오에너지 공급 잠재량은 314,876,637 M㎈/year이었으며, 이는 겨울철 난방용 바이오에너지로 무주군 전체 가구수 10,902 가구보다 많은 11,214 가구에 공급할 수 있는 것으로 추정되었다. 본 연구는 국가단위 산림의 CO2 흡수량 및 바이오에너지 공급 잠 재량 추정에 있어서 그 방법론을 제시하였으며, GIS․RS 등의 최신 기법을 기반으로 정밀한 산림 정보를 이용한 국가단위의 추정은 신뢰도를 더욱 높일 수 있을 것으로 판단되었다.

In this study, we conducted to select the promising crops for both uses in the bioethanol and forage production in Korea. The result indicated t㏊t Natsukaje (guinea grass), Gwangpyeongok (corn), Jumbo (sorghum×sudangrass hybrid), SS405 (sorghum×sorghum hybrid), Millex32 (pearl millet), Jeju barnyard grass), Alamo (switch grass) and Selection75 (klein grass) showed the production of biomass from the highest to the lowest in order. However, the order of the production of quality forage was, from the highest to the lowest, Natsukaje (guinea grass), Jumbo (sorghum×sudangrass hybrid), SS405 (sorghum×sorghum hybrid), Gwangpyeongok (corn), Millex32 (pearl millet), Selection75 (klein grass), Jeju (barnyard grass), and Alamo (switch grass). We concluded the Natsukaje (guinea grass) was the best bioethanol crop, and also the Natsukaje (guinea grass) was the best for forage production.

This study analyzed whether there are mediating effects of government policies between the inputs and the economic performances of Korean bioenergy companies-this was accomplished by applying a mediating analysis by PROCESS Macro ver 2.16.3 (Hayes, 2013) based on a survey from the bioenergy companies. The analysis found that the increase in inputs of the Korean bioenergy companies affected the increase of performance through the government policies. In addition, comparing the mediating effects of detailed policies, this study found that said effects were greater in the order of RPS(Renewable Portfolio Standard) > the price variation of electricity = the obligation of greenhouse gas reduction > the changes in business scale based on RPS·RFS(Renewable Fuel Standard). However, it was found that the price variation of transportation fuels and RFS did not make a significant difference. There are two political implications of this study. First, to enhance the economic performance of bioenergy companies, the Korean government should keep the expanding trend of the current RPS. Second, the government needs to emphasize the importance of biofuels for transportation and make policies to develop related industries.

2005년부터 음식물류폐기물의 직매립이 금지됨에 따라 이에 따른 처리수단으로 자원화(민간 사료화, 공공퇴비화 위주)시설을 많이 설치하여 운영하였다. 하지만 음식물류폐기물을 이용하여 생산된 사료와 퇴비에 대한 사용자들의 부정적인 인식으로, 생산된 부산물이 다시 폐기물로 되는 악순환이 지속되어 왔다. 또한 런던협약에 의해서 2012, 2013, 2014년에 하수슬러지, 음폐수, 축산분뇨 및 하수슬러지 등 유기성폐기물의 해양배출이 금지됨에 따라 고농도의 유기물을 육상에서 처리해야 했기 때문에 부수적으로 바이오가스를 얻을 수 있는 혐기성 소화에 많은 관심을 갖게 되었다. 그러나 많은 지자체에서 혐기성 소화의 이해와 운전기술의 부족으로 시설 운영에 실패 또는 어려움을 겪고 있는 실정이다. 이러한 문제를 해결하기 위해서, 음식물류폐기물과 음폐수의 혼합소화 운전을 하고 있는 대전광역시 내 바이오 에너지화 시설의 혐기성 소화 효율을 실험적으로 분석하고 향후 유기성폐기물의 혐기소화를 이용한 처리 가능성을 살펴보았다. 음식물류폐기물과 음폐수의 총 반입량은 평균 353.17 ton/day이며 그 중 296.47 ton/day이 혐기성 소화조에 투입되었으며 나머지 56.7 ton/day는 매립처리하는 것으로 측정되었다. 시설 내 중간 저장조, 혐기성 소화조, 안정화조의 경우 평균 TS 제거 표율은 72.5%, VS는 80.2%로 측정되었으며 평균 바이오 가스 발생량은 26,450 Nm3/day, 이중 CH4 함량은 63.83%로 측정되었다. VS당 바이오 가스 및 CH4 발생량은 0.77 Nm3-biogas/kg-VS, 0.49 Nm3-CH4/kg-VS로 측정되었으며, VS/TS 비는 중간 저장조, 혐기성 소화조, 안정화조에서 각각 87.0%, 72.5%, 62.5%로 나타났다. 이와 같은 결과를 기반으로, 바이오 에너지화 시설 내 혐기성 소화조 및 안정화조에서 메탄생성세균이 활발하게 성장하고 있어 소화조 효율이 높은 것으로 판단되었다.

Since 2005 the landfilling of food waste has been prohibited, and many recycling facilities (private, domestic, animalfeed conversion, public composting) have been constructed and operated as waste-treatment centers. However, due to the negative attitude of users on the domestic animal feed and compost produced from food waste, the byproducts of waste have created a vicious cycle, needing treatment themselves. In addition, the London Convention prohibited the discharge of organic waste such as sewage sludge into the ocean in 2012 and of food-waste leachate in 2013. An alternative to landfilling and incineration is to treat biomass with anaerobic digestion. However, the anaerobic-digestion efficiency of the Daejeon City bioenergy facility, which has adopted a mixed digestion process of food waste and food waste leachate, has not been reproduced in other municipalities due to a misunderstanding of anaerobic digestion and a lack of operating skill. Thus, the anaerobic-digestion efficiency of the bioenergy facility in Deajeon is analyzed, and it provides basic information for the anaerobic co-digestion of organic wastes.

생물전기화학시스템은 미생물 연료전지로 불리며, 연료전지의 음극, 양극, 분리막으로 구성된 시스템에서 미생물의 활동을 기반으로 유기물을 분해 및 전력생산을 동시에 할 수 있는 장치이다. 생물전기화학시스템을 이용한 전력생산 및 오염물질의 분해의 측면에서 액상 기질을 이용한 많은 연구가 이루어졌다. 액상의 기질은 미생물이 이용하기 쉬운 유기물질을 포함하여 쉽게 전력을 생산할 수 있으나 슬러지의 경우 전처리를 통하여 기질을 미생물이 쉽게 이용할 수 있는 장점이 있다. 그럼에도 불구하고 슬러지를 직접적으로 이용하는 생물전기 화학시스템의 연구는 여전히 초기단계에 있다. 본 연구에서는 하수슬러지를 이용하여 생물전기화학시스템에서 직접적으로 전력을 생산하고 동시에 슬러지 감량화를 이루고자 하였다. 슬러지를 직접적으로 기질로 사용한 경우, 기존의 액상기질을 사용한 반응조와 비교하여 장시간 일정한 전력생산을 기대할 수 있었으며 기질의 충진시간 간격을 길게 하는 장점을 보였다. 그러나, 완전한 기질의 제거는 기대할 수 없었으며 생물전기화학시스템으로 1차적으로 에너지 및 슬러지 감량화를 하여 2차적인 처리가 필요할 것으로 판단되었다.

The objective of this study was to examine the torrefaction process of three lignocellulose biomasses (rice husks, coffee shell, and wood) produced in Vietnam. Three different torrefaction temperatures ranging from 200oC to 300oC and three residence times of 20, 40, and 60 min were considered. The result showed that temperature had a higher effect on torrefaction process of biomass than residence time. Based on the findings of this study, a residence of 40 min could be suggested for an effective and proper torrefaction process to recycle the agricultural biomass and wood at 300oC. The torrefied products become fuel sources which can be applied to replace with fossil fuels.

The rice stem borer (Chilo suppressalis Walker) was one of the most destructive pest of rice for the 1960s and 1970s in Korea. Recently, it is newly recognized as a potential risk factor to the biomass yield of bioenergy crops. The current research was firstly conducted to investigate overwintering larvae population density and pattern of rice stem borer attacking Miscanthus sacchariflorus cv. Geodae 1 which is referred to as an ideal lignocellulosic bioenergy crop in Korea. Population density of larvae per 1 m2 in stems and rhizomes at the Miscanthus experimental plots and rates of damage (wormhole, abscission) of M. sacchariflorus cv. Goedae 1 were investigated from October 2012 to March 2013. The population of larvae per 1 m2 in stems of Miscanthus were 23, 4, 1, and 1 in October, November, December 2012, and January 2013, respectively. Over the same period, the population of larvae in basal stem rots and rhizomes were increased, whereas decreased in stems. Interestingly, the positions of larvae for overwintering in Miscanthus were confirmed to 5~10 cm below the soil surface such as basal stem rot and rhizome, whereas the most common overwintering position known in rice is a part of stem on the ground such as rice straw and rice stubble. It would suggest that the larvae gradually moved to bottom of stems and rhizomes in soil in line with decline in temperature. Moreover, the damage rates of stems per 1 m2 were up to more than 50% in some places. In conclusion, this might be the first report that rice stem borer could affect the productivity of biomass of Miscanthus in case of mass cultivation. Moreover, it should be necessary to make a decision in insect control management for this bioenergy feedstock and other related crops.

1. 각 시험구에서 재배 2년째 시기별 에너지작물의 초장을 조사한 결과, 하수슬러지 고화물을 처리한 시험구에서의 에너지작물 중 거대 1호의 생육이 가장 우수하였으며 원지반토에서는 생육이 미비하였다. 2. 원지반토의 거대 1호 초장은 재배 1년차 97 cm에서 2년차 229 cm로 141% 증가하여 성장폭이 하수슬러지 고화물을 처리한 두 시험구의 거대 1호에 비해 우수하였다. 3. 각 시험구의 토양 pH는 하수슬러지 고화물을 처리한 후 2년이 경과하여도 일정하게 pH 7.2~8.4의 수준을 유지하고 있었다. 원지반토의 염농도는 하수슬러지 고화물을 처리한 두 시험구에 비해 월등히 높은 것으로 나타났으며 원지반토의 평균 염농도(0.27%)는 1년차의 염분 농도(0.31%)와 비교하여 조금 감소한 것으로 나타났다. 4. 원지반토의 평균 치환성 나트륨(Ex. Na) 함량은 8.99 cmol+kg1으로 하수슬러지 고화물 혼합구의 평균치(0.7 cmol+kg1)에 비해 약 12배 높았으며, 하수슬러지 고화물을 처리한 두 시험구에 비해 월등히 높았다. 5. 하수슬러지 고화물 처리 후 에너지작물 재배 1년차와 2년차 동일시기(5월, 11월)의 토양 유기물 함량은 1년차에 비해 2년차 증가하였음을 알 수 있었고, 특히 하수슬러지 고화물 복토구의 유기물 함량의 증가폭이 가장 우수하였다. 6. 간척지 토양에 하수슬러지 고화물 처리는 토양 무기양분의 공급, 염류의 상향이동 완충 효과, 작토층 및 근권확대로 인한 지하경의 정상적인 번식이 이루어져 원지반토에 비해 에너지작물 생육이 우수하여 하수슬러지 고화물처리는 토양복토재로써 간척지 토양의 화학성 및 물리성 개선에 효과적이었음이 확인되었다.

본 연구는 수도권 매립예정 간척지 중 대규모의 유휴지에 농촌진흥청 국립식량과학원에서 특허 출원한 물억새의 일종인 거대억새1호, 간척지 자생 물억새 및 자생 갈대의 에너지 작물을 바이오에너지 생산 목적으로 쓰레기 매립 예정지에서 재배한 최초의 연구로서 매립예정 간척지의 적응성 및 활용가치가 높은 에너지 작물을 선정함과 동시에 간척지 토양의 하수슬러지 고화물 처리로 인한 에너지 작물의 생육 상태 모니터링 및 토양화학성의 변화를 조사하였다. 1. 각 시험구의 토양 pH범위는 6.7~8.3이었으며 하수슬러지 고화물을 처리한 시험구는 원지반토보다 낮은 pH를 나타내었다. 원지반토의 염농도는 하수슬러지 고화물을 처리한 시험구에 비해 높은 치환성 나트륨 함량을 보이며 높은 염농도를 나타내었다. 2. 하수슬러지 고화물 처리구의 토양 유기물 함량은 재식 초기에는 원지반토에 비해 4배와 7배 높았고, 생육후기에도 2.9~5.6%로 원지반토의 0.75%에 비해 많았다. 3. 각 시험구의 에너지 작물 생육조사결과 거대억새1호가 다른 에너지 작물에 비해 간척지 토양에 하수슬러지 고화물을 투입한 시험구에 대한 적응력이 우수한 것으로 판단되었다. 4. 간척지에 하수슬러지 고화물의 투입으로 인하여 염해 완충능이 향상되는 등 토양이화학성이 개선되었으며, 에너지 작물의 생육이 원지반토에 비해 양호했던 점을 보아 매립예정 간척지의 토양 복토제로서 활용 가능성을 확인하였다. 5. 각 시험구의 에너지 작물 수확 후 마른줄기 수량을 조사한 결과 거대억새1호는 타 에너지 작물에 비해 가장 높은 바이오매스량을 나타내며, 거대억새1호는 바이오에너지 생산을 위한 최적의 에너지 작물임을 확인하였다.

There are many species as bioenergy crops and have different cold sensitivity in each. Cold-tolerant camelina and rapeseed, -sensitive jatropha, were used to investigate the cold stress response. Various physiological parameters such as leaf length, width, electrolyte leakage, stomatal conductance and chlorophyll fluorescence were measured to determine the growth rate treated with cold (2℃) for 5 days. Cold treated jatropha was damaged seriousiy but camelina and rapeseed were withstand. In order to investigate the cold-response on plasma membrane H+-ATPase activity isolated from leaves and roots of camelina, rapeseed and jatropha crops were exposed to cold stress. There were an increase in the activity of leaves and roots plasma membrane in cold-tolerant crops (camelina, rapeseed) while decreased the activity in cold-sensitive crop (jatropha). By western-blot analyses, the protein expression of plasma membrane H+-ATPase isolated from leaves and roots of camelina and rapeseed was increased in the presence of cold stress, but not in jatropha. These results may suggest that increased plasma membrane H+-ATPase of crops are closely related with cold-tolerant.

Miscanthus is a rhizomatous perennial C4 grass and has been studied as a lignocellulosic biomass energy crop in Europe and USA. Although Korea has many native Miscanthus species, however, Miscanthus has never been considered as a potential bioenergy crop and not much studied. Therefore, we collected Miscanthus spp (M. sinensis and M. sacchariflorus) in Korea and overseas and conducted a field experiment during 2008-2010 to investigate their agronomic characteristics related to biomass yield and thus to select genotypes with a high biomass yield potential. The agronomic characteristics assessed are plant height, leaf area, stem thickness, stem density, flowering time, dry weight and so on. Some Korean genotypes particularly collected in Jeju and Gyeonggi showed very high biomass yield, suggesting that they can be used for breeding a new Miscanthus cultivar for biomass production. Correlation analyses showed that plant height, stem thickness and density are closely related with biomass yield. Flowering times vary with genotypes and their collection sites. Phenotypic information of Korean Miscanthus we present herein may be useful for further studies on Miscanthus as a bioenergy crop.