그린뉴딜 확대를 위한 산촌형 에너지자립마을 최적화 연구 A Study on Optimization of Energy System for Mountain Village-type Energy - independent Town for Expanding the Green New Deal원문보기
정부는 2020년 7월 14일 한국판 그린뉴딜 정책을 발표하였다. 이것은 지역 분산형 재생에너지 생산 확대와 저탄소·친환경 그린경제로 전환을 가속하겠다는 의지의 표현이다. 우리나라는 63%가 산으로 이루어진 나라로서, 1970년대 이후 녹화사업으로 벌거숭이 산이 울창한 숲으로 바뀌었다. 근래 노령화된 숲을 대상으로 숲 가꾸기가 진행되면서 미이용 산림바이오매스가 쌓여가고 있다. ‘산촌형 에너지자립마을’은 이러한 미이용 산림바이오매스를 활용하여 친환경 에너지를 생산하고 이를 지역에서 소비하는 마을 공동체로서 ‘그린 뉴딜’ 사업의 좋은 사례가 될 것이다. 본 연구에서는 미이용 산림바이오매스를 활용하는 열병합발전시설과 산촌지역에서 가용할 수 있는 재생에너지의 ...
정부는 2020년 7월 14일 한국판 그린뉴딜 정책을 발표하였다. 이것은 지역 분산형 재생에너지 생산 확대와 저탄소·친환경 그린경제로 전환을 가속하겠다는 의지의 표현이다. 우리나라는 63%가 산으로 이루어진 나라로서, 1970년대 이후 녹화사업으로 벌거숭이 산이 울창한 숲으로 바뀌었다. 근래 노령화된 숲을 대상으로 숲 가꾸기가 진행되면서 미이용 산림바이오매스가 쌓여가고 있다. ‘산촌형 에너지자립마을’은 이러한 미이용 산림바이오매스를 활용하여 친환경 에너지를 생산하고 이를 지역에서 소비하는 마을 공동체로서 ‘그린 뉴딜’ 사업의 좋은 사례가 될 것이다. 본 연구에서는 미이용 산림바이오매스를 활용하는 열병합발전시설과 산촌지역에서 가용할 수 있는 재생에너지의 최적화 조합방안을 모색하였다. 이를 위해 산촌형 표본마을에 적용 가능한 재생에너지원으로 '계통전기+열병합발전(Combined Heat and Power, CHP)+첨두부하보일러(Peak Load Boiler, PLB)'로 구성된 에너지 공급시스템을 「기준 시나리오」로 설정하고, 대안 시나리오로서 기준 시나리오에 태양광(PV) 추가한 것을 「시나리오 2(PV)」, 시나리오 2(PV)에 에너지저장장치(Energy Storage System, ESS) 추가한 것을 「시나리오 3 (ESS)」, 시나리오 3(ESS)에 풍력발전(Wind) 추가한 것을「시나리오 4(Wind)」로 구성하고, 최적화 시스템의 모형 중에서 세계적으로 잘 알려진 HOMER(Hybrid Optimization of Multiple Energy Resources)를 이용하여, 경제성과 기후 환경성을 비교·분석하였다. 그 결과, 대안 시나리오 중 「시나리오 2(PV)」가 비용최적화시스템인 것으로 밝혀졌다. 시나리오 3 (ESS)」의 경우에 ESS는 비용의 증가에 따른 경제성이 떨어지고 있었으며, 시나리오 4(Wind)」의 경우에는 풍력을 추가에 따른 초기자본의 증가와 관리비 부담으로 경제성이 떨어지는 것으로 평가되었다. 주요 요인변화에 따른 영향을 분석한 결과, 전기 판매가격과 목재칩 가격 변화는 영향을 크게 미쳤다. 특히, 전력 판매가격에 직접적인 영향을 미치는 신재생에너지공급인증서((Renewable Energy Certificate, REC)의 가중치 크기에 따라 경제성이 크게 좌우되는 것을 확인하였다. 미이용 산림바이오매스에 대한 REC 가중치를 적용하지 않을 때는 모든 시스템에서 경제성이 떨어지는 결과를 보여줬다. 반면에, REC 가중치를‘ 4’로 확대할 경우에는 모든 시나리오에서 경제성이 높게 나타났다. 시나리오별 전력의 생산량 차이가 미미하여 기후환경 영향평가 결과는 큰 차이를 보이지 않았다. 그린뉴딜 확대를 위한 에너지자립마을 활성화 방안에 대해, 에너지자립마을 관련자 대상으로 심층 면담을 진행하였다. 면담자 상당수는 산촌형 에너지자립마을의 성공을 위해서는 주민들의 능동적인 동의와 기초 지방자치단체의 적극적인 지원이 필요하다는 의견을 피력했다. 일부 전문가는 인근 지역에서 생산하는 미이용 산림바이오매스를 활용하는 경우, 정부에서 더욱 적극적으로 지원을 확대하는 정책이 필요하다고 응답하였다. 또한, 미이용 산림바이오매스 활용하는 열병합발전을 설치할 경우, 목재칩 생산시설과 성형탄이나 바이오차((biochar) 생산시설 등 부수적으로 경제효과를 가져올 수 있는 연관 사업과 동시에 추진할 것을 추천하였다. 산촌형 에너지자립마을의 활성화를 위해서는 지역주민에 대한 지속적인 교육과 기초 지방자치단체의 추진 의지가 가장 중요하다는 점을 확인하였다. 기후변화 대응을 비롯한 환경정책이 항상 경제성장과 상충되는 것은 아니다. 국내에서 강력히 추진하고 있는 그린뉴딜은 환경정책이면서 경제정책이다. 본 연구는 미이용 산림바이오매스를 활용한 산촌형 에너지 분권과 그린뉴딜 활성화를 연계한 학술연구라는 점에서 의의가 있다. 세계적으로 검증된 HOMER 모형을 이용하여 과학적이고 객관적으로 산촌형 에너지자립마을의 에너지 공급시스템에 대한 최적화 모형을 정형화하였다. 아울러 산촌형 에너지자립마을 관련자들의 대상으로 심층 면담 등 질적 연구를 통해 성공적인 정책 방향을 제시하고자 하였다. 본 논문이 정부의 그린뉴딜 정책과 산림자원을 이용한 탄소중립 관련 연구에 디딤돌이 되기를 바란다.
정부는 2020년 7월 14일 한국판 그린뉴딜 정책을 발표하였다. 이것은 지역 분산형 재생에너지 생산 확대와 저탄소·친환경 그린경제로 전환을 가속하겠다는 의지의 표현이다. 우리나라는 63%가 산으로 이루어진 나라로서, 1970년대 이후 녹화사업으로 벌거숭이 산이 울창한 숲으로 바뀌었다. 근래 노령화된 숲을 대상으로 숲 가꾸기가 진행되면서 미이용 산림바이오매스가 쌓여가고 있다. ‘산촌형 에너지자립마을’은 이러한 미이용 산림바이오매스를 활용하여 친환경 에너지를 생산하고 이를 지역에서 소비하는 마을 공동체로서 ‘그린 뉴딜’ 사업의 좋은 사례가 될 것이다. 본 연구에서는 미이용 산림바이오매스를 활용하는 열병합발전시설과 산촌지역에서 가용할 수 있는 재생에너지의 최적화 조합방안을 모색하였다. 이를 위해 산촌형 표본마을에 적용 가능한 재생에너지원으로 '계통전기+열병합발전(Combined Heat and Power, CHP)+첨두부하보일러(Peak Load Boiler, PLB)'로 구성된 에너지 공급시스템을 「기준 시나리오」로 설정하고, 대안 시나리오로서 기준 시나리오에 태양광(PV) 추가한 것을 「시나리오 2(PV)」, 시나리오 2(PV)에 에너지저장장치(Energy Storage System, ESS) 추가한 것을 「시나리오 3 (ESS)」, 시나리오 3(ESS)에 풍력발전(Wind) 추가한 것을「시나리오 4(Wind)」로 구성하고, 최적화 시스템의 모형 중에서 세계적으로 잘 알려진 HOMER(Hybrid Optimization of Multiple Energy Resources)를 이용하여, 경제성과 기후 환경성을 비교·분석하였다. 그 결과, 대안 시나리오 중 「시나리오 2(PV)」가 비용최적화시스템인 것으로 밝혀졌다. 시나리오 3 (ESS)」의 경우에 ESS는 비용의 증가에 따른 경제성이 떨어지고 있었으며, 시나리오 4(Wind)」의 경우에는 풍력을 추가에 따른 초기자본의 증가와 관리비 부담으로 경제성이 떨어지는 것으로 평가되었다. 주요 요인변화에 따른 영향을 분석한 결과, 전기 판매가격과 목재칩 가격 변화는 영향을 크게 미쳤다. 특히, 전력 판매가격에 직접적인 영향을 미치는 신재생에너지공급인증서((Renewable Energy Certificate, REC)의 가중치 크기에 따라 경제성이 크게 좌우되는 것을 확인하였다. 미이용 산림바이오매스에 대한 REC 가중치를 적용하지 않을 때는 모든 시스템에서 경제성이 떨어지는 결과를 보여줬다. 반면에, REC 가중치를‘ 4’로 확대할 경우에는 모든 시나리오에서 경제성이 높게 나타났다. 시나리오별 전력의 생산량 차이가 미미하여 기후환경 영향평가 결과는 큰 차이를 보이지 않았다. 그린뉴딜 확대를 위한 에너지자립마을 활성화 방안에 대해, 에너지자립마을 관련자 대상으로 심층 면담을 진행하였다. 면담자 상당수는 산촌형 에너지자립마을의 성공을 위해서는 주민들의 능동적인 동의와 기초 지방자치단체의 적극적인 지원이 필요하다는 의견을 피력했다. 일부 전문가는 인근 지역에서 생산하는 미이용 산림바이오매스를 활용하는 경우, 정부에서 더욱 적극적으로 지원을 확대하는 정책이 필요하다고 응답하였다. 또한, 미이용 산림바이오매스 활용하는 열병합발전을 설치할 경우, 목재칩 생산시설과 성형탄이나 바이오차((biochar) 생산시설 등 부수적으로 경제효과를 가져올 수 있는 연관 사업과 동시에 추진할 것을 추천하였다. 산촌형 에너지자립마을의 활성화를 위해서는 지역주민에 대한 지속적인 교육과 기초 지방자치단체의 추진 의지가 가장 중요하다는 점을 확인하였다. 기후변화 대응을 비롯한 환경정책이 항상 경제성장과 상충되는 것은 아니다. 국내에서 강력히 추진하고 있는 그린뉴딜은 환경정책이면서 경제정책이다. 본 연구는 미이용 산림바이오매스를 활용한 산촌형 에너지 분권과 그린뉴딜 활성화를 연계한 학술연구라는 점에서 의의가 있다. 세계적으로 검증된 HOMER 모형을 이용하여 과학적이고 객관적으로 산촌형 에너지자립마을의 에너지 공급시스템에 대한 최적화 모형을 정형화하였다. 아울러 산촌형 에너지자립마을 관련자들의 대상으로 심층 면담 등 질적 연구를 통해 성공적인 정책 방향을 제시하고자 하였다. 본 논문이 정부의 그린뉴딜 정책과 산림자원을 이용한 탄소중립 관련 연구에 디딤돌이 되기를 바란다.
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