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Water-Energy-Food Nexus 해석을 위한 데이터베이스 구축 및 모형개발 원문보기

물과 미래 : 한국수자원학회지 = Water for future, v.49 no.11, 2016년, pp.40 - 47  

강두선 (경희대학교 사회기반시스템공학과) ,  정기문 (경희대학교 사회기반시스템공학과)

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문제 정의

  • 예를 들어, FAO(Food and Agriculture Organization of the United Nations)에서는 가상수 데이터베이스 구축을 위해 몇 가지 주요 농작물의 재배 과정에서 소비되는 물 자원의 규모(m3/ha)를 국가별로 수집한 바 있으며, USGS(United States Geological Survey)에서는 공공, 농·축산업, 에너지 생산 등 다양한 용도로 소비되는 물 자원의 규모(m3/day)를 국가별로 수집하는 등 전 세계적으로 많은 데이터베이스의 구축 사례가 존재한다 (표 1 참조). 본 연구에서는 이처럼 여러 기관에 산재해 있는 관련 자료를 수집하여 엑셀(Excel) 기반의 데이터베이스를 구축하였으며, 이를 통해 W-E-F Nexus의 관련정보에 쉽게 접근할 수 있고 또한 개발 중인 W-E-F Nexus 해석모형의 입력 자료로 활용하도록 기획하고 있다.
  • 필자는 물과 미래 2015년 4월호에 게재된 “WaterEnergy-Food Nexus 기술이란?” 제목의 학술기사에서 W-E-F Nexus의 기본 개념과 관련 연구의 필요성을 언급한 바 있다. 본고에서는 W-E-F Nexus의 기술적인 개념을 소개하고, 자원 간 연계 및 정량적인 해석 방법을 소개하고자 한다. 특히 다양한 정보 및 데이터의 수집과 분석을 통한 국가별 W-E-F 자원의 데이터베이스 구축 방안과 해석모형의 개발방안을 제시하였으며, 국내에서 W-E-F Nexus 해석 모형을 개발할 경우, 그 방향성과 가능한 적용 방안에 대하여 제시하였다.
  • 본고에서는 W-E-F Nexus의 기술적인 개념을 소개하고, 자원 간 연계 및 정량적인 해석 방법을 소개하고자 한다. 특히 다양한 정보 및 데이터의 수집과 분석을 통한 국가별 W-E-F 자원의 데이터베이스 구축 방안과 해석모형의 개발방안을 제시하였으며, 국내에서 W-E-F Nexus 해석 모형을 개발할 경우, 그 방향성과 가능한 적용 방안에 대하여 제시하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
W-E-F Nexus 기술이란 무엇인가? W-E-F Nexus 기술이란, 인류생존에 가장 중요 한 물, 에너지, 식량 자원의 연계성을 파악하고, 이들 자원을 안정적으로 확보하여 효율적으로 이용하기 위한 통합 관리 기술의 총칭이다. 예를 들어, 물과 에너지 자원 간의 연계를 설명하자면, 에너지를 생산하기 위하여 냉각수, 플랜트 설비 운용 등의 목적으로 물 자원이 소모되며, 반대로 용수를 처리하고 수요지로 공급하기 위해서는 에너지가 소모된다.
W-E-F자원 측면에서 타 자원의 현황을 파악함에 따른 장점은 무엇인가? 이렇게 각각의 자원을 생산, 공급함에 있어서 다른 자원들이 밀접하게 연관되어 있음을 알 수 있다. 따라서 실제로 각각의 자원을 생산, 공급하기까지 소모되는 타 자원의 현황을 정량화하여 파악할 수 있다면, 세 가지 자원의 생산, 공급, 소비를 한눈에 분석하여 효율적인 관리가 가능할 것이다. 이러한 해석 결과를 통해 국가별 혹은 지역별 정책 시나리오, 그리고 더 나아가서 국가 간 자원의 이동 및 분배 전략을 결정하기 위한 기초 자료로 활용하여 각각의 자원을 효율적으로 관리할 수 있도록 한다.
개발된 데이터베이스가 모형해석을 위한 입력자료 공급 역할을 하는 이유는 무엇인가? 또한, 개발된 데이터베이스는 사용자에게 자료공급의 용도뿐만 아니라 모형해석을 위한 입력자료 공급의 역할도 수행한다. 이는 향후 W-E-F Nexus 해석 모형이 고도화될수록 자료 입력 방식이 복잡해 져 데이터베이스에 대한 의존도가 높아질 수 있기 때문이다. 따라서, 데이터베이스는 해석모형과의 뛰어난 연동 능력을 갖춰야 할 필요가 있으며, 본 연구에서는 역시 Excel 기반의 Input Data Sheet 형태를 거쳐 자동적으로 Nexus 해석모형의 요구에 맞는 입력 자료를 구성할 수 있도록 데이터베이스 개발 방안을 고려하였다 (그림2b 참조).
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참고문헌 (10)

  1. Electric Power Research Institute, 2002. Water & Sustainability (Volume 4): U.S. Electricity Consumption for Water Supply & Treatment-the Next Half Century, 1006787, Topical Report, March 2002. 

  2. FAO, 2015. "Food Balance". FAOSTAT website (http://faostat3.fao.org/download/FB/BL/E). Accessed on August 4th, 2015. 

  3. FAO, 2015. "Water Resources". Available online at AQUASTAT website (http://www.fao.org/nr/water/aquastat/water_res/index.stm). Accessed on July 22nd, 2015. 

  4. IEA(International Energy Agency), 2012, "Water for Energy: Is energy becoming a thirstier resource?", OECD/IEA. 

  5. Mekonnen, M.M., and Hoekstra, A.Y., 2010. "The green, blue, and grey water footprint of farm animals and animal products". Value of Water Research Report Series No. 48. UNESCO-IHE, Delft, the Netherlands. 

  6. The World Bank, 2015. "Annual Freshwater Withdrawals". Available online at http://data.worldbank.org/indicator/ER.H2O.FWTL.K3. Accessed on July 17th, 2015. 

  7. The World Bank, 2015. "Total Population (in number of people)". Available online at http://data.worldbank.org/indicator/SP.POP.TOTL. Accessed on July 16th, 2015. 

  8. U.S. Energy Information & Administration, 2015. "International Energy Statistics". Available online at http://www.eia.gov/beta/international/data/browser/. Accessed on August 6th, 2015. 

  9. 정기문, 강두선, 2015. "Water-Energy-Food Nexus 기술이란?." 한국수자원학회지 물과 미래, 48(4), 45-51. 

  10. 한국과학기술기획평가원 2014. "美 NIC Global Trends 2030 주요 내용 및 시사점", 한국과학기술기획평가원 조사자료 2014-001. 

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