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          2050년 탄소 사회로의 전환을 위한 경제성장, 산업구조, 효율개선, 전력 탈탄소화와 연료 대체의 효과

          박년배(Nyun-Bae Park), 홍성준(Sungjun Hong), 박상용(Sang yong Park) 한국에너지학회 2014 에너지공학 Vol.23 No.4

          전 세계 2℃ 기후변화 목표에 부합하기 위한, 한국의 저탄소 사회로의 전환 경로를 분석하였다. 경제 성장률의 감소, 산업구조 변화, 에너지수요관리 강화, 발전부문 탈탄소화, 저탄소 연료로의 대체를 통해 2050년까지 연료연소 부문 온실가스 배출량을 2011년 대비 67%, 기준 전망 대비 74% 감축할 수 있는 것으로 분석되었다. 2011~2050년 기간 기준 전망과 저탄소 사회 시나리오 간 연료연소 부문 온실가스 누적 감축량에서 경제 성장률의 감소, 산업구조 변화, 에너지수요관리 강화, 발전부문 탈탄소화, 저탄소 연료로의 대체 등이 차지하는 비중은 각각 13%, 9%, 72%, 5%, 1%이었다. 2050년까지 최종에너지 소비는 2011년 대비 50%, 기준 전망 대비 59% 감축이 필요하다. 발전량 중에서 원자력, 석탄, 신재생이 차지하는 비중은 2011년 각각 31%, 40%, 2%에서 2050년에 38%, 2%, 32%, CCS 23%로 바뀐다. 발전 부문에서 CCS와 재생에너지의 비중이 증가하면서, 2050년 전력 배출원단위는 2011년 대비 81%, 기준 전망 대비 76% 감소하였다. 2050년에 1차 에너지는 2011년 대비 36% 감소, 기준 전망 대비 56% 감소하였다. 1990~2011년 동안 한국의 최종에너지 소비와 1차에너지, 연료연소 부문 온실가스 배출량은 각각 176%, 197%, 146% 증가하였다. 2050년 저탄소 사회로 전환하기 위해 서는 과거의 패턴에서 급격한 변화가 요구되며, 이를 달성하기 위한 경제와 산업구조의 변화, 에너지 수요 관리 및 저탄소 에너지 공급 기술 등 혁신적인 에너지 기술 개발과 보급, 전기와 재생에너지 중심의 에너지 소비 구조로의 전환 등이 요구된다. This paper analyzed transition pathways toward a low carbon society in Korea to meet global 2℃ climate target. Lower economic growth, industrial structure change, enhance of energy demand management, decarbonization of power sector, and replacement of low carbon fuel could reduce greenhouse gas (GHG) emission from fuel combustion in 2050 by 67% against in 2011, or by 74% against in BAU (Business-As-Usual). Lower economic growth contributes to 13% of cumulative emission reduction relative to BAU, industrial structure change 9%, enhance of energy demand management 72%, decarbonization of power sector 5% and replacement of low carbon fuel 1% respectively. Final energy consumption in 2050 needs to be reduced to 50% relative to 2011, or to 41% relative to BAU. Nuclear, coal and renewable energy represent 31%, 40%, 2% respectively among electricity generation in 2011, but 38%, 2%, 32% in 2050. CCS represents 23% of total generation in 2050. Emission intensity of electricity in 2050 was decreased to 19% relative to 2011, or to 24% relative to BAU. Primary energy in 2050 was decreased to 64% compared to 2011, or to 44% compared to BAU. Final energy consumption, primary energy supply and GHG emission from fuel combustion from 1990 to 2011 increased by 176%, 197%, 146%. Radical change from historical trend is required to transit toward a low carbon society by 2050. Appropriate economic growth, structural change to non-energy intensive industries, energy technology research, development and deployment (RD&D) in terms of enhancement of energy efficiency and low carbon energy supply technologies, and fuel change to electricity and renewable energy are key instruments.

        • KCI등재후보

          한국 해안에서 유동유발진동 현상을 이용한 조류에너지 발전기술의 이론적 연간 발전량 산정연구

          김은수,오광명,박홍래 한국에너지학회 2019 에너지공학 Vol.28 No.1

          The Korean government is aiming to produce 20% of the electricity using renewable energysources by 2030. Ocean renewable energy sources which are abundant in South Korea can do an importantrole to achieve the goal. This paper introduces a tidal current energy converter utilizing flow inducedvibrations which can efficiently work even in the currents slower than 1.0m/s and suggests optimal designsof the tidal energy converter based on speeds of the tidal currents in seven different coastal regions inSouth Korea. Moreover, the theoretical annual energy production by the tidal converter is estimated attheses costal areas. The total amount of the annual energy production by the tidal energy converter ispredicted as 221.77 TWh which is equivalent to 42.3% of the electric consumption of South Korea in2013. The result shows that the tidal current energy converter can be an important role to achieve thegoal of the Korean government. 한국정부는 재생에너지를 이용한 발전량 비중을 2030년까지 총 발전량의 20%까지 높이겠다는 목표를 제시하였다. 풍부한 해양 신재생에너지 자원은 한국정부가 이 목표를 달성하는데 중요한 역할을 할 수 있을 것이다. 이논문은 1.0 m/s의 낮은 유속에서도 높은 효율을 달성할 수 있는 유동유발진동 현상을 이용한 조류에너지 발전기술을 소개하고 한국 7개 해안의 평균유속을 바탕으로 높은 효율을 달성할 수 있는 유동유발진동 발전기의 최적설계를 제안하고자 한다. 또한, 이를 바탕으로 각 해안에서 발전할 수 있는 이론적 잠재량을 산정하고자 한다. 유동유발 발전기술을 이용한 연간 이론적 최대발전량은 221.77 TWh로 예측되었고 이는 2013년 한국의 총 전력소비량의 42.3%에 해당한다. 본 연구결과는 유동유발진동을 이용한 발전기술을 이용한 조류발전기술이 한국 정부가제시한 목표를 달성하는데 중요한 역할을 할 수 있음을 보여준다.

        • KCI등재후보

          월간 냉방도일, 월간 난방도일, 건물에너지사용량, 보정기법

          김동일,이병호 한국태양에너지학회 2018 한국태양에너지학회 논문집 Vol.38 No.6

          It is difficult to check the exact building energy consumption reduction such as when green remodeling of buildings, because it is due to outdoor air temperature over the years. And in Korea although Big Data of building energy consumption is collected and managed through『The Information System of the Building Energy and Greenhouse Gases』 it is underutilized because of non calibration of outdoor air temperature change. Therefore, this study aims to develope calibration method of building energy consumption by outdoor air temperature according to micro climates, and building use types. As a result of analysis, Regression equations of Building energy consumption and HDDm/CDDm are derived and calibration method is developed by Regression coefficient. 파리기후협정을 통해 한국은 2030년까지 국가 온실가스 배출전망치의 37%, 건축부문에서 18.1% 감축하기로 하였고, 국내 690만동이 넘는 기존건물 중 30년 이상 된 노후건축물이 270만동(39%)에 달하고 있는 현황을 고려했을 때 기존건물에서의 온실가스 배출량 감축량은 그 양이 신축건물에 비해 높아 그린리모델링 등 기존건물에 대한 온실가스 배출 감축은 국가 온실가스 배출 목표 달성에서 매우 중요하다. 하지만 그린리모델링 전/후 등 여러 해에 걸친 에너지사용량 및 온실가스 감축량을 확인하거나 비교자료로 활용하고자 할 때, 냉난방 등 건물에너지 사용량이 외부기온 변화에 따라 크게 영향을 받고 있으므로 정확한 에너지사용량 확인을 위해서는 외부기온의 변화에 따른 냉난방 에너지 사용량의 증감량에 대해 합리적인 보정이 필요하다. 이를 위해 국내 전체 건축물 에너지사용량 정보를 수집 및 관리하는『국가 건물에너지·온실가스 정보체계』와 함께 기상청 기상데이터 등 관련 데이터를 분석하여 기온변화에 따른 에너지사용량을 보정하고 그린리모델링 등 관련 정책에 반영하여 정확한 효과 검증을 통한 기존건물 온실가스 배출량 감축을 활성화할 필요가 있다. 또한 건물에너지에 영향을 미치는 외부기온 등 기상조건은 지역별 미기후 요소에 따라 크게 달라지며 건물 용도별로 변화추이가 상이하므로 이에 대한 고려가 필요하다. 따라서 본 연구는 소지역 사례를 통해 건물용도별로 구별하여 외부기온 변화에 따른 대표적 지표인 냉·난방도일과 건물에너지 원별 사용량에 대한 회귀분석을 통한 회귀계수를 제시하고 이를 바탕으로 보정기법을 제안하는 것을 목적으로 한다.

        • KCI등재

          해양바이오에너지 개발사업의 온실가스 저감편익 추정

          김태영(Tae-Young Kim), 표희동(Hee-Dong Pyo), 김혜민(Hye-Min Kim), 박세헌(Se-Hun Park) 한국해양환경·에너지학회 2013 한국해양환경·에너지학회지 Vol.16 No.3

          환경문제가 심각해지고, 에너지안보에 대한 관심이 높아지면서 화석연료를 대체할 신재생에너지개발은 더욱 절실해지고 있다. 정부는 2030년까지 바이오에너지부분의 50%를 해양바이오에너지에서 생산한다는 계획을 발표하였다. 본 연구는 해양바이오에너지 개발사업으로 인하여 저감되는 온실가스의 저감편익을 조건부가치측정법을 이용하여 추정하고자 한다. 단일경계 양분선택형 모형에 스파이크 모형을 적용하였으며, 그 결과 해양바이오에너지 개발사업의 온실가스 저감편익은 단일경계 양분선택형에서는 가구당 평균 지불의사액이 4,190원으로 추정되었다. 이를 설문을 진행한 지역으로 확장하면 연간 501억원에 달한다. 이와 같은 연구결과는 해양바이오에너지 개발사업의 시행여부를 결정하는 비용편익분석이나 해양바이오에너지 개발사업정책에 있어서 편익의 유용한 정보로 활용할 수 있다. It is time to develop new renewable energy that could fundamentally replace fossil fuel, which has been increasingly needed due to environmental pollution and energy security. Korean marine bio-energy development project is planned to produce 50% of total bioenergy. This study attempts to measure the greenhouse gas emission reduction benefits of marine bio-energy development project through contingent valuation method. Single bounded dichotomous choice (SBDC) is applied with spike model. The results show that the average willingness to pay are estimated to be KRW 4,190 at SBDC, per household per year. If the result has been expanded to the region which is survey conducted, KRW 50.1 billion annually. These quantitative information can be usefully utilized in the cost benefit analysis to implement project and policy-making for the industrialization of marine bio-energy development project.

        • KCI우수등재

          파력발전 연계형 마이크로그리드를 위한 에너지저장장치 운용 알고리즘 검증에 관한 연구

          노찬,임창혁,김경환,홍기용,신승호 한국해양환경·에너지학회 2020 한국해양환경·에너지학회지 Vol.23 No.2

          Since wave energy converter is highly volatile due to the nature of input energy, difficulties may arise in directly connecting to the system. In particular, in an unstable system such as an island region, the instability of the system may be increased by directly linking renewable energy with high volatility. Accordingly, in order to apply wave power to island systems, an energy storage system capable of reducing output variability is required. In this paper, we verify the operation algorithm of the energy storage system in connection with wave energy converter linked microgrid for application to the island region. First of all, in order to verify the operation algorithm of the energy storage system connected to the wave power generation for the island area, we conducted system modeling for the island area, power load modeling, energy storage device modeling, and modeling of the wave power generation device and simulated using Matlab/Simulink. Proceeded. In addition, the characteristics of microgrid linked to wave energy converter were analyzed through various operational algorithms for optimal operation of the distribution network in connection with wave power generation, suitability for accidents, failure simulation, and wave power generation. The operating algorithm of the energy storage device for the wave power-linked microgrid was constructed based on StateFlow of Matlab, and OPAL-RT was applied for real-time simulation. 파력발전은 입력에너지 특성상 변동성이 크기 때문에 직접적으로 계통에 연계하는 것에 대해서 어려움이 발생할 수 있다. 특히 도서지역과 같이 불안정한 계통에서는 변동성이 큰 재생에너지를 직접적으로 연계하면 계통의 불안정성이 더욱 커질 수 있다. 이에 따라 도서지역 계통에 파력발전을 적용하기 위해서는 출력 변동성을 저감시킬 수 있는 에너지저장장치가 필요하다. 본 논문에서는 도서지역에 적용하기 위한 파력발전을 연계한 마이크로그리드의 에너지저장장치의 운용 알고리즘에 대해서 검증한다. 우선적으로 도서지역에 대한 파력발전 연계형 에너지저장장치의 운용 알고리즘을 검증하기 위해서 도서지역 계통 모델링, 전력 부하 모델링, 에너지저장장치 모델링, 파력발전장치 모델링을 진행하였고, Matlab/Simulink를 이용해서 시뮬레이션을 진행하였다. 또한 파력발전 연계의 적합성, 사고 및 고장 모의, 파력발전을 연계한 배전망 최적 운용을 위한 다양한 운용알고리즘을 수행을 통해 파력발전을 연계한 마이크로그리드의 특성을 분석하였다. 파력발전 연계형 마이크로그리드를 위한 에너지저장장치의 운용 알고리즘은 Matlab의 StateFlow기반으로 구성하였고, 실시간 시뮬레이션을 위해서 OPAL-RT를 적용하였다.

        • KCI등재

          다양성지수를 통한 에너지안보수준 분석

          장용철(Jang, Yong-Chul), 방기열(Bang, Ki-Yual), 이관영(Lee, Kwan-Young), 김경남(Kim, Kyung Nam) 한국에너지학회 2014 에너지공학 Vol.23 No.2

          본 논문은 최근 대두되고 있는 에너지안보의 문제를 지수화 방식으로 한국사례를 분석하고 그 의미를 고찰한다. 에너지안보는 화석연료의 수요 급증, 중동정세 불안, 화석연료고갈 등 다양한 문제점 및 우려로 인해 국가적 주요 쟁점으로 자리 잡았다. 에너지안보는 유용성, 접근성, 환경용인성, 가격적 절성으로 구분 설명될 수 있다. 특히 접근성은 생산과 소비의 공간적 불균형에 관한 의미를 담고 있다. 본 논문에서, 연료의 다양성이 높아지면 일부 에너지원에 의한 취약성을 분산시켜 에너지안보의 안정 성을 증대시킬 수 있다는 가설에 의거, 접근성 차원에서의 에너지안보를 연구대상으로 정했다. 연료 다양성 수준의 측정은 Shannon-Wiener식을 사용했다. 분석 결과 2012년 기준 한국의 다양성지수(H지 수) 성장률은 18.38%로 주요 선진국들에 비해 높았다. 그러나 한국의 다양성 지수값 자체는 1.93으로 선진국 대비 낮은 수치를 나타냈다. 가장 큰 이유는 선진국 대비 전체 에너지에서 신재생에너지가 차지하는 비중이 상대적으로 낮았기 때문이다. 화석연료자원이 없는 한국이 에너지안보 수준을 높이 기 위해서는 독일과 같은 강력한 신재생에너지 보급정책을 바탕으로 에너지믹스의 구성을 변화시키는 적극적인 다양성 제고 노력이 필요하다. How to determine the extent of national energy security? In this paper, we estimate it by comparative analysis of South Korea and other OECD countries in terms of energy diversity (fuel diversity). Energy security consists of 4 key factors such as availability, accessibility, acceptability, affordability. Especially the importance of accessibility can grow as local imbalance of supply and demand increases. As a proxy of the accessibility, fuel diversity can be a significant indicator to estimate a measure of energy security. In this paper, we use Shannon-Wiener index to measure energy diversity. If fuel diversity increases, the stability of energy security also should increase, because of the smoothing effect to lessen dependence on key energy sources. In 2012 Korean growth rate of H-index (energy diversity) is 18.38%, which is higher than other OECD countries. However, Korean H-index itself is 1.93, lesser than other countries. Shift from oil to coals/gas within fossil fuels has more impact on H-index than weight transition from fossil fuels to renewable energies in Korea. We conclude that more renewable energy is an effective solution to achieve higher energy diversity and ultimately higher energy security as the same as the German case.

        • KCI등재

          공동주택의 에너지사용량 실태 분석 및 각종 인자가 에너지사용량에 미치는 영향 분석

          김용인(Kim Yong-In), 송승영(Song Seung-Yeon) 한국태양에너지학회 2014 한국태양에너지학회 논문집 Vol.34 No.6

          The aim of this study is to analyze the influence of various factors on energy consumption of apartment buildings. Energy consumption data of the Green Together, integrated building energy management system maintained by the government were used, and end-use and primary energy consumption data of 2012 were analyzed for 181 apartment complexes completed between 2004 and 2011 in Seoul. Energy consumption by use, source and heating type were analyzed. Then, energy consumption trends were analyzed and suggested according to energy efficiency ratings, number of households, areas for exclusive use, number of floors, core types, building types, orientations and completion years.

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