유럽연합의 북극 지역 블랙카본 감축을 위한 노력과 전망

정혁 한국외국어대학교 EU연구소 2021 EU연구 Vol.- No.57

This research is purposed to delve into the EU’s policy efforts in reducing black carbon emissions in the Arctic region, and to identify and analyze and discuss the policy challenges so as to come up with potential solutions and to present the prosepct for the policy in the region. The black carbon, the second greatest contributor to the global warming in the Arctic region following carbon dioxide, is accelerating the melting of ice and snow in the region. The European Commission, well aware of the gravity of impacts from black carbon in the region, emphasizes complying the Gothenburg Protocol to the Convention on Long-Range Transboundary Air Pollution in the ‘An Integrated European Union Policy for the Arctic’, the most recent EU’s Arctic Policy. The EU’s National Emissions Ceiling Directive is established with the primary contents of the Protocol reflected in. However, with the Directive in effect from the year of 2020, it is too early for one to assess the effects of the policy at present. Hence, the European Union created fund for EUABCA project aimed to reduce emissions of black carbon in the Arctic region, And the intermediate result shows that enforcing obligation to report emissions of black carbon at national level in the Arctic, importance of estimation methodology with regard to build-up of the inventory, and the weakness of legal ground regarding the reduction of black carbon emissions. are the challenges with first priority to overcome. Hence, the European Commission needs to include in the EUETS Directive and the EU Effort Sharing Decision the provisions requiring the reporting of reduced emissions of black carbon. Along with that, adding provisions with reference to estimation methodology of black carbon emissions into the National Emissions Ceiling Directive should be another policy option to take into account. In addition to the considerations, enhancing the EU status to be formal observer in the Arctic Council helps EU raise its voice in the policy decision making process relevant to reducing emissions of black carbon in the Arctic. But, above all, it is unquestionably urgent for EU to set up the legal ground and framework at EU level, which requires the member states of the EU to set goals to reduce emissions of black carbon in primary black carbon emission areas, and to put in place adequate measures to implement them. 본 연구는 유럽연합의 북극 지역에서의 블랙카본 배출량 감축을 위한 정책상의 노력과 과제들을 파악, 분석 및 논의하면서 잠재적인 해결안들과 향후 관련 정책상의 전망을 제시하는 데 그 목적을 둔다. 북극 지역에서 블랙카본은 이산화탄소 다음으로 지구온난화 기여도가 높은 기후변화 가중원으로서 북극지역 빙설들의 해빙을 가속화시키고 있다. 유럽연합 집행위원회는 북극 지역에서의 블랙카본의 영향에 대한 심각성을 주지하면서 ‘장거리 초국경성 대기오염에 관한 협약의 괴텐버그의정서’ 준수를 유럽연합의 최근 북극정책인 ‘유럽연합의 북극종합정책’ 에서 강조한다. 유럽연합의 ‘특정 대기오염원 국가 배출량 최대 한계 지침’은 그 내용을 반영하면서 제정되었다. 하지만 2020년부터 발효 예정인그 지침의 효력은 현 시점에서 유럽연합의 북극 지역에서의 정책 효과를평가하기에는 다소 이른 감이 있다. 이에 유럽연합은 EUABCA 프로젝트기금을 조성하여 북극 지역에서 블랙카본 배출량 감축을 위한 프로젝트를 추진하고 있다. EUABCA 프로젝트의 중간 결과와 평가는 북극 지역국가들의 국가 차원에서의 블랙카본 배출량 보고의 의무화 강화, 인벤토리 구축 관련 배출량 산정 방법론의 중요성, 배출량 감축에 대한 법적 근거 미흡 등을 북극 지역 블랙카본 배출량 감축을 위한 우선 해결과제로제시한다. 이에 유럽연합 집행위원회는 블랙카본 관련 언급이 부재한 ’유럽연합 배출권거래제도 지침‘과 ’유럽연합 온실가스 감축 노력 분담 결정‘ 의 내용에 블랙카본 배출 감축량 보고의 공식적인 의무화 조항 마련을 추가해야 한다. 이와 함께 유럽연합의 ’특정 대기오염원 국가 배출량 최대한계 지침‘ 내 블랙카본 배출량 관련 산정 방법론에 관한 추가적인 조항마련도 필요할 것으로 판단된다. 아울러서 북극이사회 내에서의 유럽연합의 공식 옵서버로서의 지위 향상도 유럽연합의 북극 지역 블랙카본 배출량 감축과 관련한 정책의사결정과정에서 힘을 실어줄 수 있을 것으로 판단된다. 그러나 무엇보다도, 회원국 내 주요 블랙카본 배출부문들의 구체적인 블랙카본 배출량 감축 목표 설정과 적절한 조치 마련을 통한 그 목표 달성의 의무화를 위한 유럽연합 차원의 관련 법적 기반과 그 기본 틀 마련이 시급하다고 할 수 있을 것이다.

대기 중 블랙카본 입자의 변성이 기후변화에 미치는 영향

박영권 ( Young-kwon Park ),박성훈 ( Sung-hoon Park ) 한국환경기술학회 2011 한국환경기술학회지 Vol.12 No.1

본 연구에서는 블랙카본의 변성이 기후변화에 미치는 영향에 대한 연구를 수행하고자 블랙카본의 변성 과정을 설명할 수치모델을 포트란 서브루틴의 형태로 개발하고 이를 대기질 모델과 결합하였다. 대기질 모델링 결과에 따르면, 변성이 진행됨에 따라 소수성이던 블랙카본이 친수성 입자의 일부로 편입되고 이에 따라 구름 형성 과정에 참여함으로써 습식침적률이 크게 증가하며, 대기 중 블랙카본 농도는 감소하는 것으로 나타났다. 블랙카본 입자를 소수성 및 친수성으로 가정했을 때 예측된 블랙카본의 직접복사강제력은 각각 0.11, 0.15 W/㎡로 나타났다. 한편, 변성 모델을 적용할경우에는 직접복사강제력이 0.12 W/㎡로 추정되었다. 변성된 블랙카본은 변성되지 않은 경우에 비해 1.36배 높은 직접복사강제력을 보였는데, 이는 문헌상에서 보고된 2배보다 낮은 값이다. 현재 많은 기후 모델에서 사용하고 있는 친수성 가정은 변성과정의 무시로 인해 블랙카본의 평균 직접복사강제력을 27% 과대평가하는 것으로 나타났다. A computational scheme for aging of black carbon developed as a set of Fortran subroutines was incorporated into a regional air quality model in order to investigate the impact of black carbon aging on its climate impact. Aging converted hydrophobic black carbon into an ingredient of hygroscopic particles so that they could participate in cloud processes. Wet deposition rate of black carbon significantly increased as a result of aging leading to lower atmospheric burden of black carbon. The average direct radiative forcing of black carbon over the spatial domain of this study was estimated to be 0.11 and 0.15 W/㎡ when black carbon particles were assumed to be hydrophobic (not aged) and hygroscopic(aged), respectively. When the aging scheme was applied, the direct radiative forcing was estimated to be 0.12 W/㎡. The direct forcing of aged black carbon was 1.36 times larger than that of non-aged black carbon, which is smaller than the factor of 2 reported in the literature. The hygroscopic assumption, which is frequently employed in climate modelling, led to a 27% overestimate of the averaged direct radiative forcing of black carbon because of the neglect of aging.

교외지역 블랙카본 농도 측정

이기웅(Ki Woong Lee),한승철(Seung Cheol Han),이정훈(Jeonghoon Lee) 대한기계학회 2014 大韓機械學會論文集B Vol.38 No.1

본 연구에서는 교외지역 대기 에어로졸의 특성을 파악하기 위하여 지구온난화와 밀접한 관련이 있다고 알려진 블랙카본 농도를 측정하였고, 그 결과들을 기상 요소들과 비교하였다. 필터 기반 측정 장치인 MAAP (Multi Angle Absorption Photometer)를 이용하여 측정된 블랙카본 농도와 황사농도, 습도, 온도 및 풍속을 비교하였다. 블랙카본 농도는 4~5월에 높으며 6~9월에 낮은 경향을 보였다. 블랙카본 농도는 PM10 (직경 10㎛ 이하 입자상 물질) 농도 및 습도와는 비례관계를 보였으며 온도 및 풍속과는 반비례 관계를 보였다. 또한 디젤엔진에서 발생한 블랙카본의 직경 및 광흡수 계수 및 수농도를 측정하여 흡수 단면적을 도출 하였고 이를 통하여 교외 지역 블랙카본의 수준을 평가 할 수 있는 방법을 소개하였다. We measured black carbon concentration in rural area to understand the characteristic of atmospheric aerosol by comparing the black carbon concentration and meteorological factors such as PM10 concentration, relative humidity, temperature and wind velocity. A MAAP (Multi Angle Absorption Photometer) which is one of filter based equipments was used to measure black carbon concentration. Black carbon concentration was measured to be high from April to May and low from June to September. Black carbon concentration was proportional to PM10 concentration. Black carbon concentration was correlated to relative humidity. Black carbon concentration was inversely proportional to wind velocity and temperature. Finally, we suggest that the volume fraction of black carbon in the atmosphere can be estimated from the size, number concentration and absorption coefficient measured using the MAAP.

음식 부산물 혼합 가축분퇴비 사용 시 블랙카본과 유용 미생물 적용에 따른 상추 생육 및 토양환경 평가

정영재,이승하,나홍식,김성헌,권순익,심재홍 경상국립대학교 농업생명과학연구원 2022 농업생명과학연구 Vol.56 No.6

Food waste has been widely used to recycle resources for compost and feed because of landfill and ocean disposal were prohibited. Among the recycling methods, the food waste compost produced by composting method is applied to agricultural lands due to improves crop productivity. However, the concentration of salt in food waste compost should be considered because of the effect on crop growth. To reduce the effect of salt, treat with black carbon and Plant-Growth-Promoting Bacteria (PGPB) was considered when the application of food waste compost in agricultural land. Therefore, this study was conducted to investigate changes in the quantity of lettuce (Lactuca sativa L.) and soil characteristics when fertilized black carbon (type of biochar) and PGPB with food waste compost. Treatments were conducted non-fertilizing (NF), inorganic fertilizer (NPK), inorganic fertilizer + food waste compost (NPKF, control), inorganic fertilizer + food waste compost + black carbon (NPKFC), inorganic fertilizer + food waste compost + PGPB (NPKFB), inorganic fertilizer + food waste compost + black carbon + PGPB (NPKFCB). The result of lettuce growth, day after transplanting (DAT) 21, the leaf length was 20.7 cm, leaf width was 20.2 cm and SPAD was 32.0 in NPKFCB and it was highest among the treatment. Also, productivity of lettuce, total leaf numbers were highest at 28.8 in NPKFCB. The quantity index NF was lowest at 84.1 and the highest at 128.7 in NPKFCB. It is observed that nutrients such as K, P and Ca supplied from black carbon and microbial activation helped improve crop productivity. The pH in soil was highest at 6.9 for NPKFB and EC was highest at 1.7 ds m-1 in NPKF. 음식물류폐기물 직매립, 해양투기 등이 금지됨에 따라 음식물류폐기물은 대부분 자원화를 통해 처리되며 퇴비화하여 생산한 음식물류혼합퇴비(이하, 음폐퇴비)는 작물 생산성을 향상 등을 위하여 농경지에 퇴비로 사용한다. 하지만, 염분 집적에 의한 작물 생육이 우려되며 이에 따른 피해를줄이기 위하여 음폐퇴비와 블랙카본, 유용 미생물을 함께 사용하면 염분에 의한 피해를 줄일 수 있을 것으로 기대된다. 이에 본 연구는 음폐퇴비와바이오차의 한 종류인 블랙카본, 유용 미생물을 처리 시 상추의 수량과 토양 특성 변화를 알아보고자 하였다. 처리구는 무비구(NF), 무기질 비료(NPK), 무기질 비료 + 음폐퇴비 (NPKF, 대조구), 무기질 비료 + 음폐퇴비 + 블랙 카본 (NPKFC), 무기질 비료 + 음폐퇴비 + 미생물 (NPKFB), 무기질 비료 + 음폐퇴비 + 블랙카본 + 미생물 (NPKFCB)이다. 상추 생육 조사 결과, 생육 후기인 21일째에 NPKFCB 처리구에서 엽장 20.7 cm, 엽폭 20.2 cm, SPAD-502 32.0으로 가장 생육이 좋았으며, 수량 조사 결과 또한 NPKFCB 처리구에서 주당 총 엽수가 28.8개로 가장많았다. 수량지수는 무처리가 84.1로 가장 낮았고 NPKFCB 처리구에서 128.7로 가장 높았다. 이는 블랙카본에서 공급되는 K, P, Ca 등의 양분과미생물 활성화가 작물 생산성 향상에 도움을 준 것으로 판단된다. 토양 화학성 분석 결과 pH는 NPKFB 처리구에서 6.9로 가장 높았으며, EC는NPKF에서 1.7 dS m-1로 가장 높았다.

카본블랙을 혼화재료로 사용한 콘크리트의 특성 분석

류현기,권용주 한국건축시공학회 2010 한국건축시공학회지 Vol.10 No.2

The purpose of this study is to determine the possibilities of blending carbon black, which is known for its permeability as well as its strong heat and fire resistance, into concrete, in a manner that reinforces its strengths mentioned above. Experiments show that in non-solidified, fresh-mixed concrete, the addition of carbon black effectively reduced slump level and air content due to its absorptiveness and minute particle size. It also showed good results in terms of coagulation time, penetration resistance and bleeding level. In solid concrete, it showed better strength than plain concrete. Due to the pozzolanic reaction, its strength became more pronounced over time. At approximately 850 degrees Celsius, the heat and fire resistance level increased in parallel to the level of chemical substitution (by carbon black). Drying shrinkage level appeared to be optimal, and environmental assessment test results related to CO, CO2 and formaldehyde also scored better than plain concrete. In summary, with the appropriate use of AE water-reducing agents, carbon black can prove to be a strong candidate as an ingredient for industry-grade concrete. 본 연구에서는 흡착 및 내열, 내화성이 우수한 카본블랙을 이용하여, 콘크리트의 제반성능을 파악하여, 콘크리트용 혼화재료로써 활용가능성 여부를 판단하고자 함이 본 연구의 목적이다. 실험결과 굳지 않은 콘크리트에서는 흡수율 및 미립분의 카본블랙의 충전효과로 인하여 슬럼프증가 및 공기량 감소를 나타내었으며, 블리딩, 관입저항에 의한 응결시간은 양호한 결과로 나타났다. 또한 경화콘크리트의 강도 특성에는 Plain보다 높은 강도를 나타내었으며, 포졸란 반응에 의해 장기강도로 갈수록 강도 발현이 높게 나타났다. 또한 약 850℃내외의 가열 후의 압축강도에서 치환율이 증가할수록 내화, 내열성이 높게 나타났으며, 건조수축 역시 양호하게 나타났고, CO, CO2, 포름알데히드의 환경성 평가도 Plain보다 양호한 결과로 나타났다. 이상 결과를 종합하면, 고강도의 배합설계를 고려한 적절한 AE감수제를 사용할 경우 카본블랙이 콘크리트용 혼화재로써 사용이 가능할 것으로 판단된다.

블랙 카본 측정을 위한 필터 기반 기법과 그 한계

이정훈(Jeonghoon Lee) 대한기계학회 2013 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2013 No.12

Black carbon is known as potential agent for global warming because it directly heat up the atmosphere by absorbing solar radiation energy. The black carbon heats not only the ambient air but also indirectly affects the global warming or cooling by acting as cloud condensation nuclei. More recently, it is suggested that the black carbon can semi-directly increase the atmospheric temperature by vaporizing the air surrounding the black carbon, resulting in the loss of water contents in the cloud, so that the amount of cloud is reduced. Then, the solar energy easily penetrates the stratosphere. Since 1980, many researchers who drew attention to carbon dioxide are changing their research objectives into the black carbon. In this situation, the most frequently used technique for measuring the light absorption is a filter-based technique. However, previous studies raise issues associated with the overestimation of the black carbon concentration when it is measured using filter-based instruments. In addition to this issue, the limitation of the filter-based technique is discussed from the view point of non-linearity and negative signals at zero level.

카본아미노실리카 블랙 고성능감수제(CASB-SP)를 사용한 블랙콘크리트의 Mock-up Test 및 현장적용

홍석민,한민철 한국건축시공학회 2013 한국건축시공학회지 Vol.13 No.6

This paper presents the result of a mock-up test and field application of concrete that is black in color thanks to theapplication of superplasticizer containing carbon amino silica black (CASB-SP). Mock-up specimen with a size of3000×1500×40 mm was fabricated with black concrete applying 0.5% of CSAB-SP with 27 MPa. After dividing thezone in wall mock-up specimen, three different water repelling agents were applied to verify its effect of efflorescenceprevention. It was found that the use of CASB-SP with 0.5% made the black concrete develop a highly clear blackcolor, and the epoxy type water repelling agent had better performance in efflorescence prevention. Based on mock-uptest, field application was conducted with bridge member. It was also found that the application of CASB-SP showedfavorable results in black color development. 최근에는 생활수준 향상으로 인간친화적인 공간창조 등의장적인 측면에서 다양한 요구가 나타나고 있다. 본 연구에서는 무주태권도원의 2개의 블랙콘크리트 교량에 기존연구에서 얻어진 카본아미노실리카블랙 고성능 감수제(CASB-SP)를 적용하기 위한 Mock up test와 현장적용사항에 대하여 보고하고자 하였다. Mock up test 결과 일반적인 품질 항목은 양호하게 나타났고, 백화방지와 관련한발수제 도포는 에폭시계가 가장 양호한 것으로 나타나 현장적용에 활용하였다. 현장적용 결과 역시 기초적 특성은 모두 양호 하였고, 검정색 색상구현도 양호하였는데, 기존의카본블랙 분말 색소를 이용하는 경우보다 시공성, 품질 모두 양호하면서 30 % 정도의 저렴한 경제성도 확인할 수 있었다.

카본 블랙이 보강된 양면 겹치기 접착조인트의 접착특성에 관한 연구

박상욱(Sang Wook Park),이대길(Dai Gil Lee),김성준(Sung Joon Kim) 대한기계학회 2012 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2012 No.11

In order to improve the tensile lap shear strength of adhesively bonded joint, carbon black particles were dispersed in the adhesive using a 3-roll mill. The dispersion states of carbon black particles in the epoxy adhesive were observed with TEM (Transmission electron microscope) with respect to the mixing conditions, and the effect of carbon black particles on the mechanical properties of adhesive was measured with respect to dispersion state and volume content of carbon black particles. Also the static tensile load capability of the adhesively bonded double lap joint composed of uni-directional glass/epoxy composite and epoxy adhesive was measured to investigate the effect of carbon black particles on the lap shear strength of the joint. From the experimental results, it was found that the carbon black particles in the adhesive improved the lap shear strength of adhesively bonded joint due to increased failure strain of the adhesive.

서울의 블랙카본 특성 연구

박종성,김정호,송인호,김현웅,임형배,박승명,신선아,신혜정,이상보 한국환경영향평가학회 2019 환경영향평가 Vol.28 No.2

The concentration and coating thickness of black carbon (BC) were measured along with fine dust in the fall of 2018, at the Seoul Metropolitan Area Intensive Monitoring Station (SIMS). In fall, the concentration of PM10 and PM2.5 was 23 ± 12.6 μg/m3 and 12 ± 5.8 μg/m3, respectively, lower than that in other seasons. The BC level, measured using an Aethalometer, was 0.73 ± 0.43 μg/m3, while the levels of elemental carbon (EC) and refractory-BC (rBC), measured by semi-continuouscarbon analyzer (SOCEC) and single particle soot photometer (SP2), were 0.34 ± 0.18 μg/m3 and 0.32 ± 0.18 μg/m3, respectively. As such,the concentration level differed according to the measurement method, but its time-series distribution and diurnal variation showed the same trends. The BC concentration at SIMS was primarily affected by automobiles with higherlevels of BC during morning and evening commuting times due to increased traffic congestion. rBC, measured by SP2, had a peak concentration and coating thickness of 84 nm and 43 nm,respectively. Notably,the coating thickness had an inverse relationship with particle size. 2018년 가을철(9월 5일~10일, 6일간) 수도권대기오염집중측정소에서 미세먼지와 함께 블랙카본(BC, black carbon)의 농도 및 코팅두께를 파악하였다. 가을철 PM10은 23±12.6 μg/m3 , PM2.5는 12±5.8 μg/㎥으로 다른 계절보다 낮은 수준이었다. Aethalometer로 측정한 BC는 0.73±0.43 μg/m3, SOCEC로 측정한 EC(elemental carbon)는 0.34±0.18 μg/m3 , SP2로 측정한 rBC(refractory-BC)는 0.32±0.18 μg/m3으로 측정방법에 따른 농도차이를 보여주었으나, 시계열 분포와 일 변동은 동일한 경향을 나타내었다. 수도권대기오염집중측정소에서 측정된 블랙카본은 자동차와 같은 일차오염원의 영향을 강하게 받았고, 주간과 야간의 출퇴근으로 인한 교통 혼잡 시간대에 높은 특징을 보였다. SP2로 측정한 PM1.0 단일입자에 대한 블랙카본의 개수농도는 84 nm에서 최고치로 관측되었으며, 코팅두께는 43 nm로 산정되었다. 특히 블랙카본 입자의 직경이 작을수록 코팅두께는 증가하였고, 입자의 직경이 증가할수록 코팅두께는 작아지는 특성을 나타내었다.

부탄의 직접분해로부터 수소 생산을 위한 카본블랙의 촉매적 작용

윤석훈(Yoon, Suk-Hoon),한기보(Han, Gi-Bo),박노국(Park, No-Kuk),류시옥(Ryu, Si-Ok),윤기준(Yoon, Ki-June),한귀영(Han, Gui-Young),이태진(Lee, Tae-Jin) 한국신재생에너지학회 2006 신재생에너지 Vol.2 No.4

The butane decomposition over the catalyst is an attractive method for the hydrogen production. The objective of the work was investigated the catalysis of carbon black in butane decomposition reaction. The Butane decomposition was performed over carbon black catalyst in a range of 500-1100?C. The butane conversion of thermal decomposition and catalytic decomposition were increased with increasing the reaction temperature The butane conversion of the thermal decomposition was higher than the butane conversion of the catalytic decomposition. Hydrogen and methane were mostly observed in the butane decomposition over 1000?C. Especially, the hydrogen yield was steadily increased with raising the reaction temperature, It could be known that the hydrogen yield of the catalytic decomposition was higher than one of the thermal cracking because the hydrogen productivity was improved by the catalyst. The deactivation of the catalyst was not observed in the reactivity test. The surface and crystalline of the fresh and used catalysts were characterized by TEM, BET surface area and XRD analysis, respectively. The fresh carbon black particles had mostly smoothly round-shaped surfaces. In the surface of the carbon black after the reaction, the deposited carbon was formed as the protrusion-shaped carbon and the cone-shaped. The proper peaks of carbon black appeared in XRD analysis.