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문제 정의
- 관리대상 업체들은 온실가스 배출량, 에너지 소비량 등에 대한 명세서를 작성하고, 제 3의 검증기관을 거친 후 관련 정부기관에 최종 보고한다. 목표치를 만족시키지 못한 경우는 페널티가 주어지고, 목표치를 초과 달성한 경우 가산점 및 인센티브를 얻는다.
- 따라서 본 연구에서는 김수영(2012)의 서울대학교 온실가스 감축 시나리오 연구를 발전시켜, 서울대학교에 적용 가능한 에너지 감축기술 및 재실자의 행동패턴을 고려한 실천 프로그램을 도출한다. 먼저 서울대학교 관악캠퍼스의 실 용도별 소비전력량, 전력기기, 사용패턴 등을 조사한다.
- 본 연구는 서울대학교 온실가스·에너지 목표관리제 수행을 위한 연구의 일부로서 감축 계획 수립을 위한 온실가스 감축 잠재량 산정을 위해 실 레벨에서 적용 가능한 감축기술 및 실천프로그램을 제시하였다.
- 본 연구는 현실성을 고려, 실 레벨에서 쉽게 적용 가능한 프로그램을 제시하고 감축잠재량을 정량화했다는 점에 의의가 있다. 기존 연구들은 캠퍼스 전체 및 건물 전체 레벨로 접근하였기에 구체적이면서도 거시적인 감축잠재량 연구가 미비하였다.
제안 방법
- 실을 구성하는 전력기기 각각의 에너지 소비량을 구하고자 용도별 표준모형을 구축한다. 1동과 39동 각 실에 대해 수행한 계수조사, 행정기록조사, 설문, 인터뷰를 근거로 바닥면적(㎡), 평균 사용인원(명), 일평균 운영시간(h), 월간 사용일수(일), 전력기기, 개수, 소비전력(kW)을 조사 하였으며, 1동과 39동 해당 실의 데이터를 평균함으로써 표6과 같은 표준모형을 구축하였다. 환기팬·스피커·TV·전자식 지우개 털이와 같이 간헐적으로 사용하는 기기는 사용패턴이 간헐적으로 불규칙하고 전력사용량이 적기 때문에 제외하였다.
- 각 실을 구성하는 전력기기의 종류, 개수, 소비전력, 사용패턴 등을 조사하여 실용도별 표준모형을 구축하고, 이를 기반으로 전력기기들의 현 소비전력량을 산정한다.
- 각 실의 데이터를 관악캠퍼스 전체로 확대 적용하기 위해 1동과 39동의 소비전력량 실측값을 일반화하였다. 즉, 3.
- 본 연구는 온실가스·에너지 목표관리제 의무 이행 사업장인 서울대학교 관악캠퍼스를 대상으로 한다. 관악캠퍼스의 에너지 소비 데이터를 바탕으로 실 레벨에서 적용 가능한 에너지 감축 기술 및 재실자의 행동 패턴을 고려한 실천 프로그램을 도출하고 이에 따른 최대 감축량을 산정한다. 이를 위해, 1) 국내·외 선행연구 분석, 2)서울대학교 에너지 사용현황 조사 및 2012년 1월부터 7월까지의 소비전력량 데이터 분석, 3)실레벨에서 적용 가능한 에너지 감축 기술 및 재실자의 행동 패턴을 고려한 실천 프로그램 도출, 4)서울대학교 온실가스 최대 감축량 산정을 수행하였다.
- 다음으로, 표준모형에 해당 감축기술을 적용하였다. 기술 간의 중복이 있는 경우 감축비율의 값이 더 큰 프로그램을 우선 적용하였다. 이 때, 기존에 이미 같은 프로그램을 적용·운영하고 있는 경우가 있으므로, 이것을 고려하여 최종 감축비율을 재산정하였다.
- 이를 위해 먼저 프로그램 각각의 감축비율을 구하였으며, 감축방법이 소비전력을 줄이는 것에 기인할 경우 참고자료 및 실측을 통해 감축비율을 구하였고, 사용시간을 줄이는 것에 기인할 경우 계산을 통해 감축비율을 구하였다. 다음으로, 표준모형에 해당 감축기술을 적용하였다. 기술 간의 중복이 있는 경우 감축비율의 값이 더 큰 프로그램을 우선 적용하였다.
- 두 개 동에 실별로 계량기를 설치하고 2012년 1월 1일부터 7월 31일까지 총 213일간 매일 오전 9시에 값을 확인하였다. 이 측정값을 해당 실의 연면적으로 나누어, 실별 단위면적당 소비전력량을 구하였다.
- 예를 들어, 두 동의 단위 소비전력량이 모두 실측된 강의실의 경우, 냉방 중앙제어 여부가 하절기 전력소비패턴을 결정한다. 따라서 관악 캠퍼스 전체 강의실 중, 하절기에 엄격한 중앙제어가 있었던 건물의 강의실과, 그렇지 않은 건물의 강의실을 분류하고, 각 분류군의 면적비를 고려하여 두 실측치 사이의 대푯값을 잡아주었다. 표 4는 이와 같은 방법으로 11개실의 단위면적당 소비전력량 값을 일반화 한 것이다.
- 2에서 보듯, 같은 용도의 실임에도 불구하고 상이한 전력소비 패턴을 보이는 실이 있다. 먼저 그 차이가 기인한 원인요소를 파악하고, 이 요소를 기준으로 관악캠퍼스 전체 실을 분류한다. 예를 들어, 두 동의 단위 소비전력량이 모두 실측된 강의실의 경우, 냉방 중앙제어 여부가 하절기 전력소비패턴을 결정한다.
- 따라서 본 연구에서는 김수영(2012)의 서울대학교 온실가스 감축 시나리오 연구를 발전시켜, 서울대학교에 적용 가능한 에너지 감축기술 및 재실자의 행동패턴을 고려한 실천 프로그램을 도출한다. 먼저 서울대학교 관악캠퍼스의 실 용도별 소비전력량, 전력기기, 사용패턴 등을 조사한다. 이를 바탕으로 전력기기별 소비전력량을 산출하고, 그에 따른 에너지 감축기술 및 실천프로그램을 도입하며, 최대 감축 잠재량을 산정한다.
- 본 연구는 실용도별로 뽑힌 표본실들의 단위면적 당 소비전력량을 실측·분석하고, 캠퍼스 내 동일용도 실의 전체 면적으로 확대 적용함으로써, 관악캠퍼스 실 용도별 월간 소비전력량을 산정한다.
- 실을 구성하는 전력기기 각각의 에너지 소비량을 구하고자 용도별 표준모형을 구축한다. 1동과 39동 각 실에 대해 수행한 계수조사, 행정기록조사, 설문, 인터뷰를 근거로 바닥면적(㎡), 평균 사용인원(명), 일평균 운영시간(h), 월간 사용일수(일), 전력기기, 개수, 소비전력(kW)을 조사 하였으며, 1동과 39동 해당 실의 데이터를 평균함으로써 표6과 같은 표준모형을 구축하였다.
- 위의 기술 및 프로그램 적용 시 예상되는 관악캠퍼스 최대에너지 감축량을 산정하였다. 이를 위해 먼저 프로그램 각각의 감축비율을 구하였으며, 감축방법이 소비전력을 줄이는 것에 기인할 경우 참고자료 및 실측을 통해 감축비율을 구하였고, 사용시간을 줄이는 것에 기인할 경우 계산을 통해 감축비율을 구하였다.
- 이 때, 기존에 이미 같은 프로그램을 적용·운영하고 있는 경우가 있으므로, 이것을 고려하여 최종 감축비율을 재산정하였다.
- 두 개 동에 실별로 계량기를 설치하고 2012년 1월 1일부터 7월 31일까지 총 213일간 매일 오전 9시에 값을 확인하였다. 이 측정값을 해당 실의 연면적으로 나누어, 실별 단위면적당 소비전력량을 구하였다. 이와 병행하여 재실자 설문 및 인터뷰를 실시하여 사용패턴을 조사하였다.
- 이를 기반으로 감축기술 및 실천프로그램을 작성·선택하여 실 표준모형에 적용함으로써 관악캠퍼스 온실가스 최대감축 잠재량을 산정하였다.
- 먼저 서울대학교 관악캠퍼스의 실 용도별 소비전력량, 전력기기, 사용패턴 등을 조사한다. 이를 바탕으로 전력기기별 소비전력량을 산출하고, 그에 따른 에너지 감축기술 및 실천프로그램을 도입하며, 최대 감축 잠재량을 산정한다.
- 김수영(2012)은 실용도 표준모형에 따라 적용 가능한 설비 기술을 도출하였다. 이를 서울대학교 전체로 확대 적용한 후 시나리오 기법을 이용하여 연도별 총 온실가스 감축량 가이드라인을 제시하였다. 그러나 비용 효율적인 가이드라인 설계가 미흡하고, 구체화된 전력 소비량 데이터의 부재로 인해 재실자의 기존 실제 사용 패턴에 의거한 실천적 감축방안은 제시하지 못했다는 한계가 있다.
- 위의 기술 및 프로그램 적용 시 예상되는 관악캠퍼스 최대에너지 감축량을 산정하였다. 이를 위해 먼저 프로그램 각각의 감축비율을 구하였으며, 감축방법이 소비전력을 줄이는 것에 기인할 경우 참고자료 및 실측을 통해 감축비율을 구하였고, 사용시간을 줄이는 것에 기인할 경우 계산을 통해 감축비율을 구하였다. 다음으로, 표준모형에 해당 감축기술을 적용하였다.
- 본 연구는 서울대학교 온실가스·에너지 목표관리제 수행을 위한 연구의 일부로서 감축 계획 수립을 위한 온실가스 감축 잠재량 산정을 위해 실 레벨에서 적용 가능한 감축기술 및 실천프로그램을 제시하였다. 이를 위해 실용도별 소비전력량을 실측하고 설문과 인터뷰를 통해 현 전력소비 실태를 분석하였다. 이를 기반으로 감축기술 및 실천프로그램을 작성·선택하여 실 표준모형에 적용함으로써 관악캠퍼스 온실가스 최대감축 잠재량을 산정하였다.
- 이를 위해, 1) 국내·외 선행연구 분석, 2)서울대학교 에너지 사용현황 조사 및 2012년 1월부터 7월까지의 소비전력량 데이터 분석, 3)실레벨에서 적용 가능한 에너지 감축 기술 및 재실자의 행동 패턴을 고려한 실천 프로그램 도출, 4)서울대학교 온실가스 최대 감축량 산정을 수행하였다.
- 이 측정값을 해당 실의 연면적으로 나누어, 실별 단위면적당 소비전력량을 구하였다. 이와 병행하여 재실자 설문 및 인터뷰를 실시하여 사용패턴을 조사하였다.
- 최종적으로, 기기별 총 소비전력량에(표7) 최대감축비율을(표9) 곱해 기기별 최대감축량을 유도함으로써, 실별 최대감축량과 관악캠퍼스 최대감축잠재량을 산정하였다.
대상 데이터
- 3.2에서 정한 연구대상별로 에너지 사용량을 분석하기 위해, 인문계열과 이공계열의 특성, 구관과 신관의 특성을 모두 보여주며, 학생들의 이용 패턴이 보편화 되어있는 1동(인문관 1)과 39동(대학원연구동)을 표본 건물로 설정하였다.
- 본 연구는 온실가스·에너지 목표관리제 의무 이행 사업장인 서울대학교 관악캠퍼스를 대상으로 한다.
- 본 연구의 대상은 다수에 의해 자율적으로 운용되는 11개실, 즉, 연구실·실험실·강의실·사무실·교수 연구실·도서관·화장실·회의실·학생실·멀티미디어실·운동실로 정한다.
성능/효과
- 표 5는 관악캠퍼스의 실별 총 월간 소비전력량을 예측한 것이다. 분석 결과, 불특정 다수가 사용하는 용도보다는 특정 인원이상주하는 용도인 실험실, 연구실, 사무실, 교수실에서 전체 에너지 사용량의 대부분인 81.11%를 기록하였으며, 단위 소비전력량 역시 높음을 알 수 있었다. 이에 이들 실에 대한 적극적인 에너지 감축 방안이 필요할 것으로 판단된다.
- 66%에 해당되는 양이다. 서울대학교의 2016년까지 필요감축량은 당해 예상배출량의 15%, 즉 21,692tCO2-eq이므로, 본 연구에서 제시한 감축기술 및 실천 프로그램으로 최대 5,311tCO2-eq, 즉 목표치의 24.48%를 감축할 수 있다. 그림 7은 11개실의 최대감축량을 월별로 나타낸 것이다.
- 실별 감축기술 및 프로그램 적용 결과, 표 10에서 나타내듯 1월부터 7월 동안 약 5,311tCO2-eq의 에너지를 감축할 수 있었으며, 이는 동일 기간 관악캠퍼스 전체 에너지 사용량의 12.66%에 해당되는 양이다. 서울대학교의 2016년까지 필요감축량은 당해 예상배출량의 15%, 즉 21,692tCO2-eq이므로, 본 연구에서 제시한 감축기술 및 실천 프로그램으로 최대 5,311tCO2-eq, 즉 목표치의 24.
- 두 그래프의 전체적인 모양을 대조해보면, 1동의 하절기 소비전력량은 동절기에 비해 감소하는데 반해, 39동의 계절에 따른 소비전력량 차이는 미미하다. 인터뷰 결과, 두 동 모두 공통적으로 하절기 재실시간 내내 냉방을 틀어놓고 있었으나, 1동은 엄격한 중앙제어가 이루어져 6월 중순부터 냉방이 가능했던 반면, 39동은 5월 말부터 개별냉방이 가능했으며 7월말에야 엄격한 중앙제어가 이루어졌다. 실제로, 냉난방 외 전력기기의 사용패턴이 유사한 강의실 부문을 대조해보면 1동과 39동이 5월까지는 전력소비패턴이 유사하나, 하절기에 차이를 보인다.
후속연구
- 기존 연구들은 캠퍼스 전체 및 건물 전체 레벨로 접근하였기에 구체적이면서도 거시적인 감축잠재량 연구가 미비하였다. 그러나 본 연구는 실 레벨에서 실측된 소비전력량 데이터를 실용도별, 기기별, 월별로 분석한 후 이 구체화 된 데이터를 캠퍼스 전체로 확대적용 하여 거시적인 감축잠재량 연구가 가능하였다. 이렇듯 온실가스 감축 잠재량 산정 방법론을 시스템화한 점에 의의가 있다.
- 박진관(2010)은 사례분석을 통해 개별식 냉난방기기 제어를 통한 에너지 절감 효과를 연구하였다. 그러나 에너지 감축을 위한 방안으로 냉난방기기만을 대상으로 하였으며, 한 개 실을 대상으로 연구하여, 실용도와 전력소모기기가 다양한 대학캠퍼스 전체로 확장시켜 기존 소비 패턴을 고려한 감축량을 산정하기 어렵다는 한계가 존재한다.
- 실험실, 연구실, 사무실, 교수실의 에너지 소모가 많고 감축잠재량 또한 높은 것을 볼 수 있다. 그러므로 본 연구에서 제안한 프로그램을 적용하여 만족할만한 실효를 거두기 위해서는 4개실 상주인원의 에너지 소비패턴 개선이 필수적이다. 이를 위해, 에너지 절약에 대한 지속적인 교육과 캠페인 뿐 아니라, 매월 실별 에너지사용 고지서를 통해 실 구성원들에게 피드백을 제공하고, 실별 절감량에 따른 상급제도를 도입함으로써 소비패턴 개선을 촉구할 수 있다.
- 따라서 향후 연구에서는, 11개실 외에 다른 용도의 실에도 연구를 확대 적용하고 8월부터 12월에 대해서도 추가적으로 실측 데이터를 조사함으로써, 보다 구체적이고 정확한 감축방안 제안 및 감축잠재량 산정이 필요할 것으로 사료된다. 또한 실제 실천프로그램 적용 시 재실자의 특성을 반영하는 보정계수의 도입 등이 추가적으로 요구된다.
- 앞서 산정한 관악캠퍼스 전력기기들의 현 소비전력량을 바탕으로, 각 실의 특성을 고려한 온실가스 감축기술 및 실천프로그램을 제시하며 적용 시 최대 감축잠재량을 산정한다.
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