[논문]소나무 부위별 연소에 따른 탄소배출량 분석

박영주; 김민중; 이해평

소나무 부위별 연소에 따른 탄소배출량 분석
Analysis of Carbon Emissions According to Combustion of Tree Branch, Bark and Living Leaf in Pinus Densiflora 원문보기

박영주 (강원대학교 화학공학연구소) , 김민중 (강원대학교 소방방재학부) , 이해평 (강원대학교 소방방재학부)

본 연구에서는 산불발생 시 온실가스의 배출량을 추정하기 위한 기초 연구로서 산림연료의 연소에 따른 탄소배출량을 분석하였다. 산림연료는 소나무를 대상으로 생엽, 가지, 수피 등 부위별로 연소실험을 수행하였으며, 콘칼로리미터를 이용하여 일산화탄소와 이산화탄소의 배출량을 분석하였다. 중량 50g의 연료 기준, 일산화탄소의 배출량은 1.8~4.0g 정도였으며, 이산화탄소의 배출량은 49.3~84.7g 정도를 나타냈다. 부위별로 큰 차이를 나타냈는데 수피는 생엽과 가지보다 상대적으로 많은 일산화탄소와 이산화탄소를 배출하는 것으로 나타났다.

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

따라서, 본 연구에서는 산림 바이오매스 연소 시 배출되는 온실가스 배출량을 추정하기 위한 기초 연구로서 소나무의 부위별 연소 시 배출되는 탄소배출량을 분석하였다. 콘칼로리 미터를 이용하여 부위별 이산화탄소 및 일산화탄소 배출량을 고찰함으로써 산불발생 시 개체별 연소효율에 따른 온실가스 배출량을 추정하는데 필요한 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

제안 방법

연구대상지는 대형 산불 피해지인 강원도 영동지역을 대상으로 산불에 가장 취약한 침엽수의 대표수종인 소나무를 선정하였다. 개체별 탄소배출량 추정을 위하여 생엽, 가지, 수피부위를 분류하여 시료를 채취하였다. 연료의 형태는 실제 산불발생 시 연료의 형태와 동일한 조건을 적용하기 위하여 원형 상태로 사용하였다.
소나무의 부위별 탄소배출량을 분석하기 위하여 콘칼로리미터³⁾를 사용하여 일산화탄소와 이산화탄소 배출량을 분석하였다. 결과값은 3회 측정한 결과의 평균값을 사용하였으며, 실험조건은 Table 1에 제시하였다.
연소실험을 수행하기 전에 소나무의 부위별(낙엽, 생엽, 수피) 생재함수율(moisture content of green wood)을 측정하였다. 연소실험은 생재상태로 연료를 준비하여 실험하였으며, 탄소산화물인 일산화탄소와 이산화탄소 배출량을 분석하였다.
연소실험을 수행하기 전에 소나무의 부위별(낙엽, 생엽, 수피) 생재함수율(moisture content of green wood)을 측정하였다. 연소실험은 생재상태로 연료를 준비하여 실험하였으며, 탄소산화물인 일산화탄소와 이산화탄소 배출량을 분석하였다.

대상 데이터

연구대상지는 대형 산불 피해지인 강원도 영동지역을 대상으로 산불에 가장 취약한 침엽수의 대표수종인 소나무를 선정하였다. 개체별 탄소배출량 추정을 위하여 생엽, 가지, 수피부위를 분류하여 시료를 채취하였다.

데이터처리

에 따라 200g의 양을 정량하여 105℃의 건조기에서 건조시키면서 4시간 단위로 중량변화가 없을 때까지 중량을 측정하였다. 결과값은 3회 측정한 결과의 평균값을 사용 하였다.

이론/모형

연료의 생재함수율 측정은 ASTM D 2016(American Society for Testing and Material)²⁾에 따라 200g의 양을 정량하여 105℃의 건조기에서 건조시키면서 4시간 단위로 중량변화가 없을 때까지 중량을 측정하였다. 결과값은 3회 측정한 결과의 평균값을 사용 하였다.

성능/효과

1) 소나무 부위별 일산화탄소 배출량 결과, 중량 50g에 대하여 1.76∼4.01g 정도 배출하는 것을 알 수 있었으며, 수피는 생엽과 가지보다 상대적으로 많은 일산화탄소를 배출하는 것으로 나타났다.
2) 이산화탄소 배출량 결과, 49.31∼84.74g 정도 배출하여 부위별 큰 차이가 있는 것을 알 수 있었으며, 이산화탄소 배출량 또한 수피가 생엽과 가지보다 상대적으로 많은 일산화탄소를 배출하는 것으로 나타났다.
3) 수피의 구체적 함량에 따른 차이는 확인할 수 없었지만 pentosan과 hemicellulose, lignin 성분에 따른 완전연소와 불완전 연소가 크게 작용하여 산불발생 시 생엽과 가지보다 탄소배출량이 많을 것으로 사료된다.
이러한 일산화탄소 배출량의 차이는 주요 성분인 cellulose, hemicellulose, lignin 의 생엽, 가지, 수피부위별 함량 차이와 추출성분인 유지, 수지, 정유, 무기물, 단백질 등의 부성분, 회분, 다량의 수분 등에 의한 차이로 나타나게 되며, 또한, 같은 수종 내에서도 개체와 채취부위에 따라서 그 조성이 다르게 나타난다⁶⁾. 따라서 수피는 구체적 함량에 따른 차이는 밝힐 수 없지만 pentosan과 hemicellulose, lignin 성분에 따른 완전연소가 크게 작용 하여 산불발생 시 가장 많은 이산화탄소를 배출할 것으로 사료된다.
3에는 소나무 생엽, 가지, 수피의 이산화탄소 배출량을 나타내었다. 중량 50g에 대한 이산화탄소 배출량을 살펴보면, 생엽 49.31g, 가지 54.02g, 수피 84.74g 정도 배출하는 것으로 나타났으며, 수피는 생엽과 가지보다 상대적으로 많은 일산화탄소를 배출하는 것으로 나타났다. 이러한 일산화탄소 배출량의 차이는 주요 성분인 cellulose, hemicellulose, lignin 의 생엽, 가지, 수피부위별 함량 차이와 추출성분인 유지, 수지, 정유, 무기물, 단백질 등의 부성분, 회분, 다량의 수분 등에 의한 차이로 나타나게 되며, 또한, 같은 수종 내에서도 개체와 채취부위에 따라서 그 조성이 다르게 나타난다⁶⁾.
2에는 소나무 생엽, 가지, 수피의 일산화탄소 배출량을 나타내었다. 중량 50g에 대한 일산화탄소 배출량을 살펴보면, 생엽 3.33g, 가지 1.76g, 수피 4.01g 정도 배출하는 것으로 나타났으며, 수피는 생엽과 가지보다 상대적으로 많은 일산화탄소를 배출하는 것으로 나타났다. 따라서 수피는 산불발생 시 가장 많은 일산화탄소를 배출할 것으로 예측된다.
1에는 소나무의 부위별 함수율을 측정한 결과를 나타내었다. 함수율은 생엽의 경우 167.08%, 가지 117.14%, 수피 27.06%로 측정되어 부위별 함수율의 차이는 큰 것으로 나타났으며, 수피는 생엽과 가지에 비하여 함수율이 현저히 낮은 것으로 나타났다. 이러한 함수율의 차이는 동일 개체 내에서도 심재와 변재, 수고부위, 수간과 가지 등 생장부위에 따라 다를 뿐만 아니라 지리적 입지와 계절에 따라서도 차이를 나타내며, 이에 따른 연소특성은 부위별로 차이를 보인다.

후속연구

따라서, 본 연구에서는 산림 바이오매스 연소 시 배출되는 온실가스 배출량을 추정하기 위한 기초 연구로서 소나무의 부위별 연소 시 배출되는 탄소배출량을 분석하였다. 콘칼로리 미터를 이용하여 부위별 이산화탄소 및 일산화탄소 배출량을 고찰함으로써 산불발생 시 개체별 연소효율에 따른 온실가스 배출량을 추정하는데 필요한 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증

소나무 부위별 연소에 따른 탄소배출량 분석
Analysis of Carbon Emissions According to Combustion of Tree Branch, Bark and Living Leaf in Pinus Densiflora 원문보기

초록
AI-Helper

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

제안 방법

대상 데이터

데이터처리

이론/모형

성능/효과

후속연구

이 논문을 인용한 문헌

관련 콘텐츠

원문 보기

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

선택된 텍스트

연합인증

소나무 부위별 연소에 따른 탄소배출량 분석 Analysis of Carbon Emissions According to Combustion of Tree Branch, Bark and Living Leaf in Pinus Densiflora 원문보기

초록 용어보기논문에서 용어와 풀이말을 자동 추출한 결과로, 시범 서비스 중입니다. AI-Helper

AI 본문요약 엑셀 다운로드 AI-Helper

문제 정의

제안 방법

대상 데이터

데이터처리

이론/모형

성능/효과

후속연구

이 논문을 인용한 문헌

관련 콘텐츠

원문 보기

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

선택된 텍스트

소나무 부위별 연소에 따른 탄소배출량 분석
Analysis of Carbon Emissions According to Combustion of Tree Branch, Bark and Living Leaf in Pinus Densiflora 원문보기

초록
AI-Helper

AI 본문요약
AI-Helper