세계적으로 석유 수급의 악화와 산유국의 정세불안으로 유가가 급등하고 매년 에너지 소비 증가와 지구온난화에 대비한 온실가스 배출절감에 대한 전 세계적 노력과 교토의정서로 대변되는 기후변화협약 발효 등으로 화석연료의 대안으로서 바이오에너지에 대한 국제적 관심이 고조되고 있다. 바이오에너지 중 바이오디젤과 바이오에탄올은 수송용 대체연료 중심으로 최근 수년간 연구개발 투자가 집중되고 있는 친환경 녹색성장의 핵심 기술이다. 이 연구는 기술의 개요와 국내외 현황을 살펴보고, 바이오디젤분야 연구논문의 연도별 발표현황, 주제 카테고리, 저널 패턴, 국가별 논문 수, 연구기관별 분석, 키워드 등을 분석하여, 국내 관련 산업 및 기술정책 수립과 연구개발에 유용한 학술자료로 활용될 수 있도록 하였다.
세계적으로 석유 수급의 악화와 산유국의 정세불안으로 유가가 급등하고 매년 에너지 소비 증가와 지구온난화에 대비한 온실가스 배출절감에 대한 전 세계적 노력과 교토의정서로 대변되는 기후변화협약 발효 등으로 화석연료의 대안으로서 바이오에너지에 대한 국제적 관심이 고조되고 있다. 바이오에너지 중 바이오디젤과 바이오에탄올은 수송용 대체연료 중심으로 최근 수년간 연구개발 투자가 집중되고 있는 친환경 녹색성장의 핵심 기술이다. 이 연구는 기술의 개요와 국내외 현황을 살펴보고, 바이오디젤분야 연구논문의 연도별 발표현황, 주제 카테고리, 저널 패턴, 국가별 논문 수, 연구기관별 분석, 키워드 등을 분석하여, 국내 관련 산업 및 기술정책 수립과 연구개발에 유용한 학술자료로 활용될 수 있도록 하였다.
Biodiesel is an important new alternative transportation fuel and it can be produced by chemically reacting a fat or oil with an alcohol, in the presence of a catalyst. The product of the reaction is a mixture of methyl esters, which are known as biodiesel, and glycerol, which is a high value co-pro...
Biodiesel is an important new alternative transportation fuel and it can be produced by chemically reacting a fat or oil with an alcohol, in the presence of a catalyst. The product of the reaction is a mixture of methyl esters, which are known as biodiesel, and glycerol, which is a high value co-product. The process is known as transesterification. Biodiesel can be used neat and when used as a pure fuel it is known as BD100. However, it is often blended with petroleum-based diesel fuel and when this is done the blend is designated BD5 or BD20(BD20 is a blend of 20% biodiesel and 80% petroleum diesel fuel). Adherence to a quality standard is essential for proper performance of the fuel in the engine and will be necessary for widespread use of biodiesel. In this study, we analyzed 4,144 papers of biodiesel by category, country, institution, keyword etc. from 2001 to 2013 years.
Biodiesel is an important new alternative transportation fuel and it can be produced by chemically reacting a fat or oil with an alcohol, in the presence of a catalyst. The product of the reaction is a mixture of methyl esters, which are known as biodiesel, and glycerol, which is a high value co-product. The process is known as transesterification. Biodiesel can be used neat and when used as a pure fuel it is known as BD100. However, it is often blended with petroleum-based diesel fuel and when this is done the blend is designated BD5 or BD20(BD20 is a blend of 20% biodiesel and 80% petroleum diesel fuel). Adherence to a quality standard is essential for proper performance of the fuel in the engine and will be necessary for widespread use of biodiesel. In this study, we analyzed 4,144 papers of biodiesel by category, country, institution, keyword etc. from 2001 to 2013 years.
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제안 방법
이 연구에서는 바이오디젤분야 연구논문의 연도별 발표현황, 주제 카테고리, 저널 패턴, 국가별 논문수, 연구 기관별 분석, 키워드 등을 분석하였으며, 또한 저자의 주소 정보를 이용해 협력유형을 구분했다. 연구자의 주소 정보에 한 개 국가만 있는 경우 단독 논문으로 정의했다.
81% 이었고, 2020년에는 35%까지 끌어 올릴 계획이다. 이러한 문제를 해결하는데 일조하기 위해 바이오디젤 관련 학술정보 분석을 실시하였다.
여러 국가의 연구자들이 저자로 참여하고 있는 논문을 국제 공동연구 논문으로 정의했다. 키워드 분석에서는 저자가 생성한 키워드와 KeyWords Plus를 분석했다. SCI-E 데이터베이스에서 KeyWords Plus는 참고문헌이나 각주에 있는 논문으로, 저자가 인용한 문헌의 제목에서 추출한 용어들로 구성된다.
대상 데이터
2001년부터 2004년까지 발표된 141편의 논문에서 301개의 저자키워드가 사용되었고, 2005년부터 2008년 사이에 발표된 916편의 논문에서 저자키워드가 1,449개 사용되었다. 이 가운데 75%에 달하는 1,093개 저자 키워드가 단 1회만 사용되었다.
2001년부터 2013년 2월까지 총 4,144편의 바이오디젤 관련 논문이 발표되었다(Fig. 2). 2001년 30편에서 2012년 866편으로 논문의 수가 대폭 증가했다.
이 가운데 75%에 달하는 1,093개 저자 키워드가 단 1회만 사용되었다. 2009년부터 2012년까지 발표된 3,009편의 논문에서 4,660개의 저자키워드가 사용되었으며, 74.4%에 달하는 저자키워드가 단 1회만 사용되었다. 단 한번만 사용된 저자 키워드가 많다는 것은 바이오디젤 분야의 연구가 연속성이 결여되어 있거나, 다양한 분야에서 바이오디젤에 관해 연구되고 있음을 의미한다(Table 5).
문헌 제목을 대상으로 ‘biodiesel’ 이라는 키워드를 사용해 2001년부터 2013년 2월까지 발표된 바이오디젤 분야 문헌을 검색하였고, 검색된 문헌은 총 4,771편이었다.
바이오디젤 학술정보 분석을 위해 Web of Science의 Science Citation Index Expanded(SCI-E)에서 2013년 2월 데이터를 수집하였다. 문헌 제목을 대상으로 ‘biodiesel’ 이라는 키워드를 사용해 2001년부터 2013년 2월까지 발표된 바이오디젤 분야 문헌을 검색하였고, 검색된 문헌은 총 4,771편이었다.
바이오연료의 원료는 제 1세대 바이오디젤의 원료인 식량 또는 식용작물(당분, 전분, 유지)로 옥수수, 사탕수수, 사탕무, 카사바, 대두, 유체, 팜유 등이고, 제 2세대 원료는 비식용작물-셀룰로오스(목재, 작물 부산물), 자트로파 등이고, 제 3세대 원료로는 해조류, 미세조류 등으로 구분할 수 있다. 이러한 변화는 바이오디젤의 원료로 식용작물이 이용되므로서 농산물의 가격이 급등하게 되어 이를 탈피하고, 농산물 가격 변동과 무관하게 원료물질을 대량 공급할 수 있는 해조류와 미세조류가 각광을 받게 되었다.
그 다음으로 Meeting Abstract가 324편, Review 논문이 269편, News Item이 195편, Proceedings paper가 181편, Editorial material이 46편, Letter가 34편, Correction이 27편, Reprint가 1편이었다(분석 tool에서 수집 가능함). 이 연구에서는 원저논문, 프로시딩논문, 리뷰논문 등 총 4,144편만을 분석대상으로 정했다.
문헌 제목을 대상으로 ‘biodiesel’ 이라는 키워드를 사용해 2001년부터 2013년 2월까지 발표된 바이오디젤 분야 문헌을 검색하였고, 검색된 문헌은 총 4,771편이었다. 이 중에서 Article은 3,694편이었다. 그 다음으로 Meeting Abstract가 324편, Review 논문이 269편, News Item이 195편, Proceedings paper가 181편, Editorial material이 46편, Letter가 34편, Correction이 27편, Reprint가 1편이었다(분석 tool에서 수집 가능함).
저자키워드를 분석한 결과 5,684개의 키워드가 4,144편의 논문에 사용되었다. 가장 많이 사용된 저자 키워드는 bio-diesel이었으며, 전체 논문 가운데 2,461편(59.
성능/효과
저자키워드를 분석한 결과 5,684개의 키워드가 4,144편의 논문에 사용되었다. 가장 많이 사용된 저자 키워드는 bio-diesel이었으며, 전체 논문 가운데 2,461편(59.39%)에서 출현했다.
각 국가별 국제공동연구를 살펴보면 미국은 자국을 제외하고 35개 국가와 공동연구를 수행하여 가장 광범위한 국제적 네트워크를 형성하고 있는 것으로 나타났다. 미국은 중국, 인도, 대만, 콜롬비아, 브라질 등과의 공동연구가 많았고, 영국, 프랑스 등 유럽 선진국이나 일본과의 공동연구는 저조했다.
6회였다. 논문 한 편당 피인용 횟수는 2001년, 2002년, 2005년에 각기 116회, 72회, 69회로 논문의 영향력이 다른 연도에 비해 상대적으로 높게 나타났다.
바이오디젤 관련 연구는 논문 편수나 국제 공동연구면에서나 미국이 선도적인 역할을 하고 있는 것으로 나타났다. 논문의 영향력은 단일 국가 논문은 일본이 가장 큰 것으로 나타났으며, 국제 공동연구 논문의 평균 영향력이 터키가 가장 높게 나타났다. 한편 한국의 경우 단독논문, 국제공동연구 논문의 영향력이 각기 10.
5%)에 달한다. 바이오디젤 분야의 논문 한 편당 영향력은 16.6이며, 국제공동연구의 논문 영향력(13.1)보다 단일 국가의 논문 영향력(17.0)이 더 높은 것으로 나타났다.
48)을 나타냈다. 상위 20개 기관으로 확대하여 살펴본 결과 일본의 Kyoto University가 논문 한 편당 영향력이 57.52로 가장 높게 나타났다.
연구기관이 발표한 논문의 영향력을 분석한 결과, 논문발표수가 많은 상위 10개 연구기관 중 미국의 ARS가 가장 높은 CPP 값(37.48)을 나타냈다. 상위 20개 기관으로 확대하여 살펴본 결과 일본의 Kyoto University가 논문 한 편당 영향력이 57.
저널에 발표된 ‘‘Biodiesel from microalgae’’이었다. 이 논문에 출현한 키워드는 biofuels; biodiesel; microalgae; photobioreactors; raceway ponds 이었는데, 제 3세대 바이오연료에 대한 관심이 많음을 알 수 있다.
후속연구
바이오연료의 생산원료자원은 풍부하지만 플랜트 기술이 없는 동남아시아, 아프리카 등에서 바이오연료 플랜트수요가 증가할 것으로 예상된다. 국내에서 투자비가 낮은 개발도상국형 바이오연료 생산 플랜트기술을 확보한다면 유망 수출 산업으로 육성 가능한 경제산업적 효과를 기대할 수 있을 것이다.
논문의 영향력은 단일 국가 논문은 일본이 가장 큰 것으로 나타났으며, 국제 공동연구 논문의 평균 영향력이 터키가 가장 높게 나타났다. 한편 한국의 경우 단독논문, 국제공동연구 논문의 영향력이 각기 10.71과 7.85로 세계 평균보다 훨씬 낮은 것으로 나타나, 바이오에너지 생산원료 자원이 충분치 않아 원료 확보방안으로 국내자원의 활용, 해외농장 개척, 신규 바이오매스자원(해양 바이오매스)의 발굴 및 대량생산기술 개발이 절실한 우리나라에서는 단독 연구뿐만 아니라 바이오에너지 자원이 풍부한 나라와의 공동 연구가 필요하다고 생각된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
바이오디젤이 화석 연료의 유력한 대안으로 여겨지고 있는 이유는?
바이오디젤은 재생 가능한 연료로서 현재의 엔진 기름을 대체할 수 있고, 기존의 시설을 통해 운반, 판매가 가능하기 때문에, 가장 중요한 교통 에너지 자원인 화석 연료의 유력한 대안으로 여겨지고 있다. 바이오디젤의 수급 전망은 2010년부터 2020년까지 유럽연헙(EU)과 남미(Latin America)가 계속해서 압도적으로 생산할 것으로 예상되며, 다음으로 아시아와 북미가 두번째로 많은 생산을 하여 소비할 것으로 예상된다.
바이오매스 에너지는 어떤 장점 때문에 주목받고 있는가?
바이오매스 에너지(Bioethanol, Biodiesel, Biogas)는 전통적인 에너지이지만 자원잠재력, 오랜 기술적 경험, CO2 배출량 감축특성 등의 여러 가지 장점들 때문에 새롭게 주목받고 있다. 특히 기존의 화석연료 시스템에 큰 변화를 주지 않으면서 대체에너지로 사용할 수 있기 때문에 새로운 미래 에너지원이 개발 될 때까지 주요 에너지원 중 하나로서 큰 역할을 할 수 있다.
바이오디젤을 100%로 사용하는 것보다 경유와 혼합하여 사용하는 이유는?
바이오디젤은 동결점이 경유보다 높아서(약 -5oC) 추운 기후에서 순수한 형태로 사용하는데 제약이 있다. 또한 5oC 이하에서는 유동성이 떨어져 연료 공급이 원활하지 못하다. 이러한 이유로 100%의 바이오디젤(BD100)을 사용하는 것보다 경유와 혼합하여 사용하게 된다.
참고문헌 (9)
BP Statistical Review of World Energy (2008)
Brown Lester R. (2008) Mobilizing to Save Civilization, 495p.
Brown Lester R. (2006) Rescuing a Planet under Stress & a Civilization in Trouble
Global Biofuels Center (2010) Hart Energy Consulting
Kil S.C., Kim S.W. and Oh M.S. (2011) Global Trends of Patents for Biodiesel, Korea Society of Economic and Environmental Geology, v.44, n.3, p.265-272.
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