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그린 철도운행을 위한 에너지 재활용 효율 분석
Analysis of the energy recycling efficiency for railway operation 원문보기

대한안전경영과학회 2012년 춘계학술대회, 2012 Apr. 21, 2012년, pp.159 - 166  

김동희 (한국철도기술연구원, 융복합연구단) ,  이철규 (한국철도기술연구원, 융복합연구단)

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Recently, by the whole world paradigm shift to "Low Carbon Green Growth", it is required to renovate National Transportation and Logistics System. Transportation accounts for 21% of the total energy consumption and 20% of the total $CO_2$ emission, and also places its main reliance on fos...

AI 본문요약
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문제 정의

  • 그러나 혼용시스템의 경우 실제 노선 특성과 운영조건, 그리고 다수 열차간의 실시간 운행상황에 따라 그 효과가 달라질 것이다. 다음 장에서 운행단계를 고려하여 회생에너지 활용을 극대화할 수 있는 방안을 제시한다.
  • 실제로 철도시스템(차량)의 전과정 단계별로 에너지 저감 효율분석 결과를 보면 운행단계에서의 에너지 저감효과가 가장 큰 것으로 나타났다. 본 논문에서는 운행단계의 특성을 고려하여 회생저장장치의 도입효과를 수치사례와 함께 추정제시 하였으며, 에너지 효율화 극대화를 위해 하드웨어시스템 도입과 함께 설치계획 및 운행최적화 운영이 병행 추진되어야 함을 제시하였다. 이들 개념이 향후 녹색철도 추진에 있어 설계 단계에서부터 운행 전단계에 걸쳐 활용되기를 기대하는 바이다.
  • 본 논문에서는 철도운영 계획 및 운행단계에서 전철화 기반 철도시스템의 특징인 회생에너지를 최적으로 활용함으로서 소요에너지를 최소화할 수 있는 철도녹색운행시스템의 개념과 효과를 수치사례와 함께 분석·제시하고자 한다.
  • 본 절에서는 앞에서 강조된 바와 같이 철도차량 전과정 단계 중에서 절대적 에너지 소모량이 가장 크고 에너지 절감효과 또한 가장 큰 철도차량 운행단계에서의 에너지 절감을 위해 회생에너지 저장장치를 활용할 경우 실제 운행환경에서의 에너지절감 효과를 분석·제시한다.

가설 설정

  • 먼저 지금까지 실제 운행상황을 정확히 반영한 저장장치 도입의 효과를 분석한 사례가 없으므로 분석조건과 데이터를 최대한 단순화하여 저장장치 도입 사례별 에너지 효율특성을 시뮬레이션하여 결과를 제시한다. 우선 에너지 효율성의 실험적 추정을 위하여 다음의 사항을 가정하여 탑재/정치용 장치 모두 부재(Case1), 탑재장치만 존재(Case2), 정치장치만 존재(Case3), 탑재/정치용 장치 모두 존재(Case4)하는 4가지 경우에 대해 다음의 가정 하에 실험하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
녹색교통 관점에서 철도시스템은 어떤 특징을 가지고있는가? 녹색교통 관점에서 전철화 기반의 철도시스템은 화석연료 기반인 타 교통수단에 비해 단편적으로는 우월하다고 할 수 있으나 접근성, 연계성 등의 전통적 단점과 국민의 이동성 보장을 위한 서비스제공이라는 특성을 가지고 있다. 따라서 향후 지속가능 교통시스템으로서 그 역할과 기능을 확대해 나가야하는 필연성을 가지고 있고 이를 위해서는 보다 획기적인 고효율 저에너지 체계로의 기술개발이 필요하다.
지속가능한 발전의 개념은 무엇인가? 1987년 UN환경개발위원회 보고서에서는 지속가능한 발전의 개념을 “미래세대의 역량으로 그들의 필요를 충족시키는 것을 저해하지 않으면서 현재의 필요를 충족시키는 개발”로 정의하였으며, 지속가능한 교통물류체계는 “환경의 질을 저해함이 없이 경제성장과 사회발전을 이루면서 사람, 장소, 물건, 서비스에 대한 접근성과 이동성을 증진시켜 국가경쟁력을 강화할 수 있는 교통체계”로 해석되고 있다. UN에서는 2010년 까지 SOx65%, NOx43%, VOCs40%, 암모니아17% 감축 협약을 함에 따라 온실가스 배출감축 책임량을 규정하여 할당을 하였으며, 세계 각국은 전 산업분야에 걸쳐 이의 이행을 위한 제도와 기술개발을 추진 혹은 계획을 수립하고 있다.
친환경 철도로 저탄소, 녹색성장 견인 보도자료에서 철도의 수송 분담율이 향상될 경우 에너지 및 CO2 절감효과를 추정한 내용은? com)에서 철도의 수송분담율과 타 교통수단 대비 에너지소비량 및 CO2 배출량을 분석하고 분담율 향상 시나리오별 에너지 및 CO2 절감효과를 제시하였다. 현재의 여객과 화물의 철도 수송 분담률을 각각 선진국 수준인 35%로 높일 경우, 에너지 비용과 이산화탄소배출 비용을 연간 약 14조 원 가량 절감되는 것으로 추정하였다. 이한민 등(2007)(이한민, 김길동, 이 장무(2007), “도시철도시스템용 에너지저장시스템 용량설계에 관한 연구", 2007년 한국 신재생에저니학회 추계학술대회 논문집)의 연구에서는 도시철도 변전소에서 회생에너지를 측정한 후 이에 적합한 에너지저장장치의 용량을 계산하여 에너지저장장치를 설계하는 내용을 다루고 있다.
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