계통연계형 마이크로그리드단지에 설치된 에너지관리장치의 최적화에 관한 연구

이재욱 경상대학교 융합과학기술대학원 2019 국내석사

현대 인류의 생활수준과 삶의 질이 비약적으로 향상되었지만 최근 지구온난화와 더불어 미세먼지에 대한 이슈가 세계적인 문제점으로 대두되고 있다. 이러한 문제점의 주요 원인중 하나로 화석연료를 에너지원으로 하는 발전설비의 급격한 증가를 제시되고 있으며, 전 세계적으로 원인해소를 위한 대안으로 신재생에너지 발전설비 증대를 주요 정책으로 채택하고 있다. 이러한 추세에 따라 대용량 발전설비의 비중은 줄이고 분산전원형태의 신재생에너지 발전설비의 연계기술에 대한 관심이 높아지고 있다. 본 논문에서는 높은 비율의 신재생에너지 공급이 가능한 마이크로그리드에서 태양광 및 풍력 등 신재생에너지 발전설비의 전력공급 불확실성에 따른 문제점을 최소화하고, 안정적인 전력공급을 위한 에너지관리시스템(EMS)의 최적화를 진행하였다. 신재생에너지의 공급 비율이 높을 경우에는 에너지저장장치(ESS)에 전력을 저장하고, 공급 비율이 낮을 경우에 에너지저장장치와 연계 계통(한전공급 전력)으로 전력을 공급하기 위해 태양광 및 풍력 발전설비의 전력공급 패턴을 분석하였다. 그리고 마이크로그리드에서 에너지관리시스템의 최적화를 통해 복합시스템(전력생산/소비/저장)에서 신재생에너지의 효율적인 활용과 안정적인 전력공급의 가능성을 확인하였다.

地熱 및 太陽熱에너지 熱 竝合 시스템 構成에 관한 硏究

박민수 경상대학교 융합과학기술대학원 2019 국내석사

우리나라의 신재생에너지 정책에 의거 공공기관 건물의 경우 신재생에너지 공급의무화 비율에 따라 2020년에는 30%까지 확대 적용해야 한다. 따라서 정부의 신재생에너지 정책방향에 부응하고 이산화탄소 배출을 줄이기 위해서는 신재생에너지 활용방안을 적극적이고 집중적으로 기술 연구를 해야 할 것이다 본 연구에서는 냉난방용 화석연료를 줄이고 재생에너지 활용 다원화를 하기 위해 재생에너지를 활용중인 실증모델 건물의 지열히트펌프 시스템 실제운전 데이터 분석을 통해 지중열교환기의 열교환 성능을 분석해보고 신재생에너지와 병행하여 사용하고 있는 열 공급시스템 설비를 태양열에너지 시스템과의 병합으로 대체할경우 설비규모 및 경제성 연구를 통해 신재생에너지 활용방안을 제시하고자 한다

전문가 집단과 일반 대중간 비교를 통한 재생에너지 선택 결정요인 : AHP를 이용한 정성적 접근에 집중

김선웅 호서대학교 산학융합대학원 2023 국내석사

Fossil fuel-based energy resources such as oil, coal, and natural gas have been the driving force for global economic development. However, these fossil fuel-based energy production and consumption activities cause global warming problems by increasing global greenhouse gas emissions. In addition, due to the Fukushima nuclear accident in 2011, the Gyeongju earthquake in 2016, and severe fine dust, the public's negative perception of traditional fossil energy is increasing, and interest in new and renewable energy sources is increasing. In addition, public interest in power facilities that are increased or reduced according to the government's energy mix plan is growing. In this process, the importance of social acceptance is being emphasized in which energy source the people actually choose and accept. The reason is that the conversion process to renewable energy due to the decrease in the use of fossil fuels, a traditional energy source, may lead to unexpected increases in production costs or various negative results. There are various sources of renewable energy around us, such as wind power, hydropower, solar power, biomass, geothermal power, and tidal power. However, in order to select such an energy source, various criteria must be considered. This study confirmed the priorities of renewable energy sources considered most suitable for Korea in consideration of technical, economic, social, political and environmental aspects for the expert group and the general public.

전력수급계획 변경에 따른 온실가스 감축 목표 달성과 경제적 효과 분석에 관한 연구

조헌일 경상국립대학교 융합과학기술대학원 2023 국내석사

본 연구는 한국의 전력 시스템 내 다양한 에너지원의 기후변화를 위한 온실가스 배출량 감축에 대한 기여를 분석하는 것을 목표로 한다. 기후변화에 대한 우려가 커짐에 따라, 에너지 부문에서 온실가스 배출을 완화하기 위한 가장 효과적인 전략을 식별하는 것이 중요하다. 이 분석은 태양광과 풍력 등 재생에너지원의 역할뿐만 아니라 화석 연료 기반 발전으로 인한 배출 저감에 대한 과제에도 초점을 맞추고 있다. 이 연구는 전력 시스템의 현재 상황을 분석하고, 보다 지속 가능한 에너지 혼합물로의 전환의 잠재적인 경제적 및 환경적 이점을 평가한다. 다양한 에너지원의 기여와 한계를 밝힘으로써, 이 연구는 한국의 더욱 환경 친화적이고 지속 가능한 전력 시스템 달성을 위한 의사 결정 과정에서 정책 결정자 및 이해 관계자에게 정보를 제공하고자 한다. This study aims to analyze the contribution of different energy sources in South Korea's power system to the reduction of greenhouse gas emissions. With the growing concern over climate change, it is essential to identify the most effective strategies for mitigating greenhouse gas emissions in the energy sector. The analysis focuses on the role of renewable energy sources, such as solar and wind power, as well as the challenges associated with reducing emissions from fossil fuel-based power generation. The study examines the current status of the power system and evaluates the potential economic and environmental benefits of transitioning to a more sustainable energy mix. By providing insights into the contributions and limitations of various energy sources, this research aims to inform policymakers and stakeholders in their decision-making processes towards achieving a greener and more sustainable power system in South Korea.

에너지전환 학교협동조합 활동 분석을 통한 기후에너지 교육 연구

정미숙 세종대학교 대학원 2024 국내박사

근래 기후변화가 더욱 빠르게 진행되는 가운데 인류에게 가장 큰 현실적인 위협이 되고 있다. 2018년 스웨덴 소녀 그레타 툰베리에 의해 촉발된 세계 청소년들의 '미래를 위한 금요일(Fridays for Future)'의 기후행동 시위는 기 후위기 해결에 대한 미래세대의 진지함과 절박함을 잘 보여준다. 이러한 위기 상황과 관련하여, 'OECD 교육 2030'과 '유네스코 2050'과 같 은 국제적 교육 담론들은 기후 위기를 비롯한 시대적 핵심 과제에 대해 교육 이 적극적으로 개입해서, 학생들이 현재와 미래의 사회적 과제에 효과적으로 대비할 수 있도록 교육의 목적과 역할을 재정립해야 한다고 강조하고 있다. 특히, 학생들이 복잡한 글로벌 문제를 탐색하고 해결할 수 있는 역량을 갖출 수 있도록, 학생의 행위주체성과 변혁적 역량 육성에 중점을 둔 교육과정 재 구성의 필요성이 강조된다. 이를 위해서는 교사를 포함한 모두가 변혁적 주체가 되어야 하기 때문에, 교육은 '협력과 연대의 교육', '진화하는 지식의 공동재'로 새롭게 방향 정립 되어야 하며, 기후위기, 불평등, 민주주의 등 현대 사회의 복합적 문제들을 다룰 수 있는 '교과 간 공통교육과정(범교육과정)'을 통해 '공유된 학습경험 과 필수적 지식, 기능, 가치 교육'이 필요하다고 주장된다. 그러나 오랜 기간 분과적 교과 지식 전달과 입시 중심의 교육체계에 익숙 해진 국내 중고교와 교사들에게 이러한 변화는 현실적으로 매우 어려운 과 제이다. 특히 국제적 담론에서 강조하고 있는 실제적 삶의 맥락과 연결된 실 천적 지식 그리고 통합적이면서도 실행적 특성이 강한 역량함양 교육과정으 로의 전환은 거의 불가능에 가까운 도전으로 여겨진다. 본 연구는 국내 교육현장의 어려운 여건을 극복할 수 있는 전략으로서, 교 사, 학생, 학부모, 마을주민의 교육 4주체가 자발적 협력을 통해 공동의 문제 해결을 실천해가는 학교협동조합 설립에 주목하였다. 특히 전국 최초로 설립 된 에너지전환 학교협동조합의 설립과정과 학교협동조합을 매개로 한 참여 주체들의 활동 경험과 학습 발달, 학교 교육활동체계와의 상호작용 과정 및 결과를 분석하였다. 이를 통해 기후위기 대응 및 에너지전환을 위한 지속가 능발전교육의 관점에서 마을 연계 학교협동조합이 지닌 교육적 가능성과 함 의를 도출하였다. 이 연구에서는 질적 사례연구 방법을 채택하여 심층 인터뷰를 중심으로 문 헌 분석과 참여관찰을 병행하였다. Engeström의 3세대 문화역사 활동이론 (Cultural-Historical Activity Theory)에서 제시된 '상호작용하는 집단적 활동 체계 모형'과 '확장학습' 개념을 적용하여, 10여 년에 걸친 마을과 대상학교 의 기후에너지교육협력의 역동적 변화과정을 단계별로 분석하였다. 각 시기 별 중심활동의 변화에 따른 단계 구분과 특성 변화, 그러한 변화를 일으킨 활동체계 내외의 갈등과 모순, 그리고 모순 해결 과정에서 나타난 주체들의 변혁적 활동과 확장학습을 통해 참여 주체들이 경험한 학습 발달과 역량의 변화를 고찰하였다. 연구 결과, 마을과 학교의 독립적인 교육운동이 시작된 태동기를 포함하 여, 마을 연계 기후에너지교육의 변화를 도입기, 성장기, 성숙기, 도약기의 5 단계로 구분하여 분석할 수 있었다. 첫 번째 단계인 태동기는, 열악한 마을 교육환경이라는 모순을 해결하기 위해 마을주민들이 자발적으로 어린이도서관을 설립해 도서관지킴이 자원봉 사 활동을 하면서 마을공동체 활동을 시작하였고, 학교에서는 소수의 교사들 이 부적응 학생들의 수업 지도의 난관을 극복하기 위해 대안교실을 운영하 면서 대안교육 연구 활동을 실행하는 시기이다. 도입기에는 '마을이 학교다'라는 학교혁신 프로젝트를 통해 국어수업의 하 나로 시작된 ‘그림책 읽어주기와 이야기극 공연’ 협력 활동을 계기로 마 을의 환경동아리 수업 지원 활동이 시작되었다. 2011년 후쿠시마 원전사고에 대응해 마을도서관을 중심으로 시작한 가정과 마을의 ‘에너지 학습과 에너 지 절전소' 운동이 2012년 ‘학교 절전소 활동’과 ‘에너지사용 효율화 체 험수업 개발’로 확장되면서 마을 연계 기후에너지교육이 본격적으로 도입 되었다. 성장기에는 마을공동체가 ‘서울시 에너지자립마을 공모사업’ 지원을 받 게 되면서 전문성을 크게 향상시킨 시기다. 마을공동체는 전문적인 기후에너 지 학습, 실험, 국내외 탐방 활동 등을 통해 얻은 지식과 경험을 바탕으로, ' 에너지자립 집짓기'라는 34차시의 창의적 주제탐구 정규교육과정 수업을 운 영하며 질적 전환을 이루었다. 그 결과 20여 개의 적정기술을 적용한 ‘에너 지 카페’가 학교 안에 생태건축물로 만들어졌고, 학교-마을 연계 기후·생 태·에너지 관련 40여 개 주제의 활동 결과물이 발표되었다. 성숙기는, 학교와 마을이 함께 발전시켜온 기후에너지교육협력을 구조화 하기 위한 플랫폼으로서 에너지전환 학교협동조합 설립을 추진하고, 학년별 창의적 주제탐구 과정으로 2학년의 생태 교육과정을 안착시킨 시기다. 그리 고 친환경매점과 북카페를 먼저 개소하면서 기후에너지교육을 위한 다양한 활동들이 시작되었다. 그러나 이러한 교육활동을 주도했던 교사들의 정기 이 동과 새로 전입해 온 교사들의 다른 목소리 속에 혁신학교 교사들의 업무과 중 문제가 대두되면서, 2학년 특색 생태 교육과정과의 충돌(모순)이 발생했 다. 그 결과 새롭게 안착시킨 생태 교육과정을 1년 만에 중단하고 새로운 해 결책을 모색해야 하는 상황을 맞았다. 도약기에는 새롭게 제안된 햇빛학교 프로젝트를 통해 중단되었던 2학년 생태교육과정이 전 학년 주제탐구 공통교육과정의 한 중심축으로 자리잡게 되고, 학교협동조합의 중심 목적이었던 햇빛발전소 건립에 교육 4주체가 적 극적으로 참여하면서 새로운 질적 확장이 이루어졌다. 교육 4주체가 참여하 는 학교협동조합의 생태축제와 모의창업 활동과 연계한 교과 연계 또는 교 과 융합 프로젝트 수업들이 활성화되면서, 기후에너지 주제의 범교육과정 운 영과 학교전체적 접근의 교육활동이 구현되었다. 이러한 상황에서 치뤄졌던 지방선거의 기후·환경 관련 공약 분석 수업을 통해 학생들은 마을과 학교의 노력과 달리 기후 대응 정책 공약이 전무한 정책 차원의 모순에 무력감의 위기를 경험하였다. 학교협동조합은 이러한 모 순의 타개책으로 청소년 기후소송의 가능성을 검토하면서, 사회적 연대와 실 천의 네트워크 확장을 통해, 국가적 차원에서의 적극적인 기후대응 정책 수 립을 요구하는 청소년 기후소송 캠프와 기후행동의 사회적 실천 활동과 확 장학습을 전개하였다. 마을 연계 에너지전환 학교협동조합 활동을 통한 학교 기후에너지교육의 교육적 함의와 시사점은 다음과 같다. 첫째, 교육의 4주체가 참여하는 공동체로서 학교협동조합의 집단적인 협력 활동은 개인이 해결할 수 없는 공동체의 필요나 딜레마 해결에 필요한 변혁 적 확장학습과 역량함양을 가능하게 한다. 특히 학생들은 어른세대와의 수평 적 협력관계 속에서 이루어지는 다양한 활동 경험을 통해 행위주체성을 발 달시켰다. 둘째, 기후위기 대응과 에너지전환은 K중학교의 햇빛학교 프로젝트와 같 이 학교전체적 접근을 통해 해결가능한 문제임을 시사한다. 이러한 접근은, 학교가 여러 관련 기관과 공동체와의 협력뿐만 아니라 학교 관리, 교육내용 및 방법, 교정 및 시설 관리를 포함한 모든 측면에서 기후변화를 줄이기 위 해 행동을 한다는 것을 의미한다. 셋째, 기후위기 대응을 위한 기후에너지교육은 학교의 창의적 체험활동뿐 만 아니라 전체 교과 교육과정과 연계할 때 전체 교사들과 학생들의 총체적 인 인식과 내면화를 더욱 촉진할 수 있다. 넷째, 기후에너지교육은 가정과 학교공동체, 마을공동체와 함께하는 문제 해결 활동과 연계되어야 한다. 기후위기 대응을 위한 에너지전환의 문제는, 개인들이 자신들이 속한 공동체로서의 정체성과 책임감을 느낄 수 있을 때 공동의 문제를 해결하기 위한 참여와 책임감 있는 행동을 할 수 있다. 따라 서 학교와 마을의 관계 중심적 마을교육공동체로서의 회복 활동이 결합될 필요가 있다. 다섯째, 학생들은 협동조합 활동을 통해 다양한 어른들과 소통하고 협력하 며, 이들의 지지와 격려 속에서 성취감을 경험한다. 이러한 경험은 학생들의 자존감과 자기효능감을 높이고, 사회와 어른들에 대한 신뢰를 통해 사회적 자본을 축적하며, 긍정적인 자기 역량개발의 기회를 제공한다. 여섯째, 학교협동조합은 경제적 참여와 모의 창업 등 다양한 협력적 활동 을 통해, 전 세계적 과제인 기후위기 대응과 에너지전환, 그리고 사회적 가치 실현을 위한 사회적경제를 체험할 수 있는 효과적인 교육적 도구로 기능할 수 있다. 본 연구 결과는 마을과 연계한 에너지전환 학교협동조합 활동이 학교 전체 적 접근의 기후에너지교육 활동체계를 이끌면서, 기후위기 대응과 에너지전 환 교육, 그리고 지속가능발전을 위한 변혁적 역량함양의 핵심 메커니즘으로 작용할 수 있음을 실증적으로 보여주었다. 이는 교육 4주체가 참여하는 학교 와 지역사회의 협력적 교육 모델이 지속가능한 미래를 위한 실질적인 변화 를 이끌어낼 수 있는 잠재력을 지니고 있음을 시사한다. 더불어 학교협동조 합 활동이 기후위기 대응을 위한 에너지전환 교육과 지속가능발전을 위한 변혁적 역량교육의 핵심 지렛대로 작동할 수 있는 기제와 가능성을 제시했 다는 점에서 의의를 갖는다. 주요어 :학교협동조합, 기후에너지교육, 문화역사 활동이론, 확장학습, 집단적 변 혁학습, 협력적 행위주체성, 학교전체적 접근

폐열을 이용한 바이오가스 증대와 운영방식 개선을 통한 에너지의 효율적 이용에 관한 연구

박세영 신한대학교 대학원 2023 국내석사

Abstract A study on the efficient use of energy by increasing biogas using waste heat and improving operation methods Park Se Young Directed by Professor Hwang Jai-Suk, Ph. D Major in Energy Climate Dept. of Energy, Climate change and Environment The Graduate School of Shinhan University By operating an anaerobic digestion tank, which is a sanitary and stable way to treat food waste, we are working to realize waste-to-energy and create a pleasant urban environment. Korea has four distinct seasons, and the characteristics of food waste for each season are different, so there are many things to consider while operating facilities. Among them, when food waste is collectively collected from apartment complexes or detached houses or individually discharged by individual containers, winter food waste is mostly stored outdoors and collected by a food collection vehicle in a frozen state and put into a food input hopper to be treated on the same day. . When processing in a frozen state, there is a load on the transfer equipment, and there are difficulties such as damage to the equipment and discharge due to clogging. In order to solve this difficulty, if the temperature of food wastewater is raised using surplus steam and supplied to the input hopper, the effect of thawing and supplying frozen food waste can be obtained. It utilizes the specific heat of the energy supplied to the input hopper to the maximum. Steam and heat rays only thaw the surface of the food waste, but the food waste water flows down and supplies heat deep inside, so the specific heat has a great effect on defrosting. It was confirmed that the heated food wastewater was effective in increasing biogas production in the anaerobic digestion tank by maintaining the temperature until the acid fermentation tank. Measures to increase biogas production include securing the number of days in the anaerobic digestion tank, reflecting the digester scum removal device, improving the efficiency of the digester by improving digestion tank agitation, and suppressing the pre-occurrence of precipitate in the acid fermentation tank. Since the lower temperature of the anaerobic digestion tank in this research facility is lower than the upper and middle parts, it is planned to improve the external circulation of the digestion liquid. Since the circulation piping was clogged with foreign substances, a bypass piping was newly installed and acid cleaning was performed for pickling, and the increase in biogas production was confirmed by increasing the digestion liquid circulation from 0.7Q to 1.4Q. Compared to the same period last year, it was confirmed that biogas production increased by 10.4% by September 2022. In this research facility, two deodorization furnaces and two drying facilities are operated for 10 hours during the week and stopped at night, and the anaerobic digestion facility and wastewater treatment facility operate continuously for 24 hours. It is a facility that burns and processes gas power generation and surplus gas at night and requires an operating method that can efficiently use energy. By changing one deodorization furnace and one drying facility to a 24-hour continuous operation method, it was improved to a facility that uses biogas constantly for 24 hours, reducing surplus gas throughput by 45.3% as of September 2022 compared to September 2021 , an operation method that uses energy efficiently was applied. Using the waste heat of surplus steam, wastewater is heated to defrost food, and by improving the anaerobic digestion tank circulation piping, the agitation efficiency is increased and the sediment is discharged, resulting in biogas production of more than the design value of 4,800m3/day, reduce the amount of greenhouse gases that affect climate change by reducing the operation rate of surplus gas burners by improving the operation method through continuous operation. Regarding greenhouse gas reduction, the biogasification method has recently been increasing rather than the composting method for food waste treatment, and this is to utilize biogas as a new and renewable energy. When surplus gas is generated due to process problems in the anaerobic digestion tank, an surplus gas burner is operated for safe treatment. Through operational improvement, surplus gas and increased biogas were used as process energy sources, resulting in a reduction in greenhouse gas emissions as a result of reduced LNG consumption. 국문요약  폐열을 이용한 바이오가스 증대와 운영방식 개선을 통한 에너지의 효율적 이용에 관한 연구 음식물류폐기물을 위생적이고 안정적으로 처리하는 방안인 혐기성소화조를 운영하여 폐자원에너지화 실현 및 쾌적한 도시환경을 조성하기 위해서 노력하고 있다. 우리나라는 4계절이 뚜렷하고 계절별 음식물류폐기물의 특성이 달라 시설을 운영하면서 고려해야 할 사항이 많다. 그 중에서도 겨울철 음식물류폐기물은 공동주택단지나 단독주택에서 집단수거하거나 개인 용기에 의한 개별 배출할 때 대부분 옥외에서 보관하다 결빙된 상태로 음식물 수거 차량에 의해 수거되어 음식물투입호퍼에 투입되면 당일 처리하게 된다. 결빙된 상태로 처리시 이송설비에 부하가 생겨 설비손상 및 막힘에 따른 비상배출 등 어려움이 있어 투입호퍼에 증기공급이나 열선시공 등 해동을 위한 노력을 하였으나 큰 효과는 없었다. 이러한 어려움을 해결하기 위해 잉여증기를 이용하여 음폐수를 승온하고 투입호퍼에 공급하면 결빙된 음식물류폐기물을 해동하여 공급하는 효과를 얻을 수 있었다. 투입호퍼에 공급하는 에너지의 비열을 최대한 이용하는 것으로 증기와 열선은 음식물류폐기물의 표면만 해동하지만 음폐수는 아래로 흘러내리며 내부 깊숙이 열을 공급해서 해동하는데 비열이 큰 역할을 했다. 승온된 음폐수는 산발효조까지 온도를 유지하여 혐기성소화조에서 바이오가스 생산 증대에도 효과가 있음이 확인되었다. 바이오가스 생산량을 증대하기 위한 방안으로는 혐기성소화조 체류일수 여유확보, 소화조 스컴제거장치 반영, 소화조 교반 개선을 통한 소화조 효율개선, 산발효조 침전물 사전발생 억제 등이 있다. 본 연구시설 내 혐기성소화조의 하부온도가 상부, 중부 보다 낮은 관계로 소화액의 외부순환 개선을 계획하였다. 순환배관이 이물질로 인해 폐색되어 있어 산세정을 위해 bypass 배관을 신설하고 산세정을 실시 하였으며, 소화액 순환량을 0.7Q에서 1.4Q로 증가시켜 바이오가스 생산량의 증대를 확인하였다. 작년 동기간 대비 2022년 9월까지 바이오가스 생산량이 10.4% 증가하였음을 확인하였다. 본 연구시설은 탈취연소로와 건조시설 각각 2대는 주간 10시간 가동하고 야간에는 가동중지하며, 혐기성소화시설 및 폐수처리시설은 24시간 연속운전으로 가동되는 시설로 주간에 바이오가스 이용시설의 가동이 집중되고 야간에는 가스발전 및 잉여가스를 연소 처리하는 시설로 에너지를 효율적으로 이용할 수 있는 운영방식이 필요하다. 탈취연소로 및 건조시설 각 1대를 24시간 연속운전 방식으로 변경하여 24시간 일정하게 바이오가스를 이용하는 시설로 개선됨으로 잉여가스 처리량을 2022년 9월 기준으로 2021년 9월 대비 45.3%까지 절감하여 에너지를 효율적으로 이용하는 운영방식이 적용되었다. 잉여증기의 폐열을 이용해서 음폐수를 가온하여 음식물을 해동하고 ,혐기성소화조 순환배관에 개선으로 교반효율을 높이고 퇴적물을 배출하는 효과를 얻어 바이오가스 생산량을 설계값인 4,800m3/일 이상으로 생산하며, 연속운전으로 운영방식의 개선으로 잉여가스연소기의 가동율을 감소하여 기후변화에 영향을 주는 온실가스량을 감축한다. 온실가스 감축과 관련해서 음식물류폐기물처리는 퇴비화공법 보다 바이오가스화공법이 최근 늘어나는 추세이며 이는 신재생에너지로서 바이오가스를 활용하기 위해서이다. 혐기성소화조에서 공정상의 문제로 잉여가스가 발생되면 안전한 처리를 위해 잉여가스연소기를 가동하게 된다. 운영개선을 통해 잉여가스와 늘어난 바이오가스를 공정 에너지원으로 사용하게 됨으로써 LNG 사용량이 줄어 온실가스 배출량이 감소되는 결과를 얻었다.

신재생에너지 발전시설 수용지역 주민들의 갈등 사례 연구

김지환 호서대학교 산학융합대학원 2022 국내석사

Globally, environmental problems such as climate change and extreme weather events caused by increased greenhouse gas emissions of carbon dioxide and methane have become urgent issues among national leaders, stimulating interest in the conversion of eco-friendly energy sources. The Korean government also confirmed a reduction plan to achieve the national targets for cutting down on greenhouse gas emissions by 37% compared to the greenhouse emission forecast(BAU), increasing the proportion of renewable energy consumption by 20% of total use by 2030. As the use and supply of renewable energy are recognized as important factors for the global environment, investment and interest in renewable energy are also increasing. However, there have been various complaints at the actual workplace of renewable energy development, which may disrupt the construction plan or raise problems with residents’ acceptance. This study analyzed the local residents’ opinions and factors of conflict on new and renewable energy generation projects promoted by Dangjin-si, such as solar and wind power, focusing on a location conflict, As a result of the analysis of conflict cases, the main factors can be classified as ①unclear restrictions and regulations ②lack of communication between stakeholders ③information asymmetry and the spread of inaccurate information, followed by the detailed factors of conflict analyzed in this paper. Through the analysis of those conflict cases, this report suggests regulations related to stakeholders (the range of stakeholders and consulter, compensation methods) and to resident participation(ways and procedures) as alternatives.

新再生 에너지와 ESS를 結合한 最適 電源構成에 관한 硏究

김학현 慶尙大學校 2017 국내석사

The purpose of this paper is to derive the optimal combination of renewable energy and Energy Storage System(ESS) for power system stabilization. In this study, to solve the problems of the distributed power source including the renewable energy source and to stabilize the power system, the power planning models for the power system optimal power configuration that links the renewable energy power source and Energy Storage System(ESS). We analyzed the optimization problem considering economics according to each situation and constraint factors. In addition, for the flexible power structure, various constraints such as load supply and demand, energy usage by each power source, facility capacity in the first year were reviewed and formulated. Recently, the power system stabilization program has been emerging due to the increase of various new renewable power sources in accordance with the policy of expanding renewable energy. Renewable energy generation has the advantage of using clean energy, but it is difficult to forecast and it is difficult to produce stable electric power, so there is a disadvantage that additional reserve power of capacity corresponding to new renewable energy source is required. Especially, many distributed power sources including new and renewable energy sources connected to power distribution system act as voltage imbalance and frequency fluctuation factors, which may interfere with maintaining stable electric quality. In order to construct an optimal power portfolio, a case study was carried out through a scenario-specific simulation considering the rate of increase in the construction cost of wind power and solar power generation among renewable power sources. In the meantime, we conducted a mid-to long - term prediction of power generation considering the renewable energy sources while varying the fuel cost inflation rate of the coal-fired power and LNG combined power, which are responsible for the peak load from the base of the power system. A case study combining wind power and Energy Storage System(ESS) was conducted assuming a system that includes a wind farm and an Energy Storage System(ESS) in a model system similar to a real power system. As a result of comparing the reliability index according to the maximum capacity change of the energy storage device(ESS) according to the capacity of the wind power source in the power system, it was found that an appropriate Energy Storage System(ESS) capacity exists according to the capacity of the wind power source. Through these results, the composition ratio and power generation characteristics of the Energy Storage System(ESS) were analyzed. It is found that Multi-ESS is more effective than Single-ESS in terms of reliability when each ESS is installed in a wind turbine. This study has difficulties in deriving detailed results due to limitations of short - term studies. It is expected that more detailed results will be obtained through more continuous and systematic research in the future and contribute to stabilization of power system.

전원 유연성 확보를 위한 다종 에너지저장시스템에 대한 검토

이오성 경상국립대학교 융합과학기술대학원 2023 국내석사

Energy storage systems play a critical role in achieving carbon neutrality goals by enabling the integration of renewable energy sources and providing reliable and flexible electricity supply. By storing excess energy generated from renewable sources during low demand periods, energy storage systems can ensure a stable supply of energy during peak demand periods. Additionally, they can reduce the need for conventional fossil fuel-based power plants, which can help to reduce greenhouse gas emissions. The development and deployment of cost-effective energy storage systems are crucial for the transition towards a sustainable, low-carbon energy system. By applying various types of batteries including lithium-ion batteries to energy storage systems(ESS), the diversification of power-based ESS was achieved. After integrating them into the power grid, further research on performance analysis was conducted to reduce the investment cost and enhance the stability of ESS. By considering the performance and cost-effectiveness based on specific requirements for different applications and environmental conditions, including lithium-ion batteries, NaS batteries, rechargeable Redox flow batteries, and commercially available ESS, appropriate ESS systems can be established for various purposes in the power industry. This will contribute to the realization of carbon neutrality and the implementation of a combined ESS for power applications.

기후위기시대 에너지복지 정책 연구

강진희 세종대학교 대학원 2023 국내박사

정부는 2007년을 에너지복지 원년으로 선포하고, 에너지 빈곤층 해소를 목표로 하는‘에너지복지 헌장’을 채택했다. 에너지 빈곤과 에너지 빈곤층 선정기준을 마련해 에너지복지 사각지대를 해소하고, 기본권으로서의 최저 에너지 사용 기준을 정립하겠다는 녹색성장 5개년 계획도 발표했다. 2015년 에너지바우처 제도를 도입하고, 에너지효율 개선사업도 지원 규모와 범위를 확대하는 등 에너지복지 내실화와 전담기관 기능조정, 민간 참여 등으로 지원체계도 효율화하겠다고 밝혔다. 겨울철 난방비는 물론, 폭염으로 어려움을 겪고 있는 취약계층을 위해, 저소득층 주거 환경에 적합한 에너지 절감형 냉방기기도 지원하고 있다. 인간생활을 영위하는 데 있어 필수재인 에너지복지의 필요성이, 사회적 공감대를 이루면서 본격적으로 시작된 국내 에너지복지 정책은, 20년 가까운 기간 동안 예산이나 규모 면에서 지속적으로 확대되어왔다. 본 연구는 여름철 폭염이 일상화되고 혹한도 길어지고 있는 기후위기 시대에, 국내에서 시행되고 있는 에너지복지 정책 및 제도의 발전방안을 도출하고자 하였다. 에너지복지 정책의 우선순위를 파악하기 위하여, 정부와 공공기관, 연구기관, 복지기관, 시민단체에서 에너지복지 업무를 담당하거나 연구한 전문가들을 대상으로, 계층화분석(AHP) 조사와 심층면담을 진행하였다. AHP 분석으로 5개 정책영역과 15개의 하위 소분류 정책의 상대적 우선순위와 중요도를 파악한 결과, ‘에너지복지 지원대상’,‘에너지복지 재원확보’,‘에너지복지 지속가능성’,‘에너지복지 전달체계’,‘에너지복지 제공범위’순으로 나타났다. ‘에너지복지 지원대상’ 정책영역 중 에너지 빈곤과 빈곤계층에 대한 기준을 정립하여 적절한 지원대상을 파악하기 위한, ‘에너지 빈곤과 빈곤층 명확화’는 15개 항목 중 가장 중요도가 높은 것으로 파악하였다. 이어서 2순위로는 에너지복지 재원확보와 관련한‘정부의 에너지복지 예산 확대’였고, 에너지복지 지속가능성 정책영역의‘에너지효율 개선사업 확대’가 우선순위 세 번째였다. 에너지복지 전달체계에 있어서는 ‘에너지복지 사업 주체별 역할 정립’이 가장 중요한 것으로 나타났다. 에너지복지 제공범위에 있어서는‘법적 근거 강화와 입법화’가 우선순위가 높았다. 전문가 심층면담 결과, 최근 난방비 폭탄 상황으로 에너지 지원대상과 금액을 놓고 발생하는 혼선과 관련하여, 에너지 빈곤과 빈곤층에 대한 일관되고 합의된 개념 정립과 적용이 중요하다는 목소리가 높았다. 에너지복지 재원을 확보하기 위해서는, 우선 정부의 예산 집행이 중요하지만, 민간 차원의 기금 조성, 기업의 ESG 경영이나 RE100 등과 연계한 재원 마련도 필요하다고 제안하였다. 저소득층의 주거 에너지효율 개선사업은, 에너지 빈곤의 원인을 근본적으로 해결할 수 있는, 탄소중립 정책에 부합한 미래지향적인 에너지복지 정책이라는 의견이었다. 가구당 지원 한도와 대상 가구를 확대하고, 체계적이고 제도적인 기반을 구축해야 한다고 강조했다. 중앙정부, 지자체, 에너지복지 전담기관 및 에너지 공급자, 사회복지기관과 시민사회단체 등이 협조하는 통합 거버넌스 체계 구축의 시급성도 지적하였다. 여름철 폭염 대비 실질적인 냉방 에너지복지 대책의 필요성과 함께, 에너지복지 정책의 사회적 공감대를 형성하는 것도 중요하다고 보았다. AHP 분석과 심층면담을 통해 도출된 결과를 바탕으로, 에너지복지 정책의 발전방안을 5가지로 제시하고자 한다. 첫째, 에너지 빈곤과 빈곤층에 대한 명확한 정의와 적용을 통해, 에너지복지 지원대상을 정확히 파악하고, 적정한 지원을 해야 한다. 둘째, 에너지효율 개선사업에 정책 우선순위를 두어야 한다. 특히 단열 등 노후주택의 에너지 이용효율을 높일 수 있는 지원과, 상대적으로 비싼 에너지를 사용하고 있는, 저소득가구의 에너지원 전환을 위한 지원이 이루어져야 한다. 셋째, 중앙정부 부처, 에너지복지 전담기관, 에너지 공기업, 에너지공급사, 지방자치단체, 복지기관 및 시민․사회단체와의 에너지복지 통합 거버넌스 체계 구축이 필요하다. 넷째, 에너지복지 정책 시행에 있어 법적 근거를 강화해야 한다. 에너지바우처 등 에너지복지 사업의 근거인 에너지법의 개정과, 더 나아가 에너지복지법 제정으로 지속가능한 에너지복지 실현을 위한 제도적 장치를 마련해야 한다. 다섯째, 사회적 공감을 바탕으로 한, 이용자 중심의 에너지복지 제공 여건 마련을 위해, 시민․사회단체를 중심으로 한 지역사회 밀착형 에너지복지 안전망 확충이 이루어져야 할 것이다. 본 연구는 국제적인 에너지 가격의 폭등과 기후위기로 인해, 사회적 취약계층에 대한 에너지복지 정책의 새로운 변화가 요구되고 있는 시점에서, 에너지복지 정책의 발전 방향을 다각도에서 조사하고, 전문가 의견을 체계화했다는 점에서 의의를 가진다. 저소득층의 빈곤 해소와 최근 들어서는 에너지효율, 에너지전환, 에너지 정의에 이르기까지, 그 범위가 커지고 있는 에너지복지 정책을 수립하기 위한, 기초 또는 정책 자료로 활용되기를 기대한다. The government declared 2007 as the Year of Energy Welfare and adopted the Energy Welfare Charter, which aims to eliminate energy poverty. The government also announced a five-year green growth plan to eliminate blind spots of energy poverty by establishing criteria for energy poverty and energy poor class, and to establish minimum energy use standards as a fundamental right. The government planned to introduce the energy voucher system in 2015 and expand the scale and scope of support for energy efficiency projects. It also announced that it would improve energy welfare system, coordinate the roles of related agencies, and streamline the support system through private participation. For vulnerable people who are struggling with heating bills in winter and heat waves in summer, the government also supports energy-efficient air conditioners suitable for low-income residential environments. The domestic energy welfare policy, which began in earnest when the need for energy welfare, an essential commodity for human life, achieved social consensus, has been continuously expanding in terms of budget and scale for last 20 years. This study aims to identify ways to develop energy welfare policies and systems in Korea in the era of climate crisis, which summer heat waves are becoming common and severe cold season is getting longer. To identify the priorities of energy welfare policies, an analytic hierarchy process (AHP) survey and in-depth interviews were conducted with experts who are in charge of or have studied energy welfare in the government, public institutions, research institutes, welfare organizations, and non-governmental organizations. The AHP survey identified the relative priority and importance of five categories and 15 subcategories of policies, in the order of 'energy welfare targets', 'energy welfare financing', 'energy welfare sustainability', 'energy welfare delivery system', and 'energy welfare scope'. Under the policy categories of 'energy welfare support targets', 'clarifying energy poverty and the poor' was identified as the most important among the 15 subcategories to identify appropriate targets by establishing criteria for energy poverty and the poor. The second priority was "expanding the government's energy welfare budget" related to securing finance for energy welfare, and the third priority was "expanding energy efficiency projects" in the energy welfare sustainability category. In terms of the energy welfare delivery system, "establishment of the role of each energy welfare entity" was found to be the most important. In terms of the energy welfare scope, "strengthening the legal basis and legislation" was a high priority. As a result of the expert in-depth interviews, it was important to establish and apply consistent and agreed-upon criteria of energy poverty and the poor based on the recent confusion on energy welfare target, i.e. who should receive energy support and how much, due to the increased heating bills. To secure financing for energy welfare, it was suggested that the government's budget is important, but it is also necessary to raise funds from the private sector, and in relation with environmental, social, and corporate governance(ESG) management and renewable electricity 100(RE100). The opinion was that the residential energy efficiency projects for low-income households would be a future-oriented energy welfare policy in line with the carbon neutrality policy that could fundamentally solve the energy poverty. They emphasized the need to expand the support limit per household and target households, and to establish a systematic and institutional foundation. They also pointed out the urgency of establishing an integrated governance that involves the central government, local governments, energy welfare agencies and energy suppliers, social welfare agencies, and non-governmental organizations. Along with the need for practical cooling energy welfare measures against summer heat waves, it is also important to build social consensus on energy welfare policies. Based on the results of the AHP survey and in-depth interviews, I propose five ways to develop energy welfare policies. Firstly, through clear definition and application of energy poverty and the poor, the targets of energy welfare support should be accurately identified and appropriate support should be provided. Secondly, energy efficiency projects should be prioritized. In particular, support should be provided to improve the energy efficiency of old houses, such as insulation, and to switch energy sources for low-income households that use relatively expensive energy. Thirdly, it is necessary to establish an integrated governance for energy welfare among central government ministries, energy welfare agencies, energy suppliers, local governments, welfare agencies, and non-governmental organizations. Fourthly, the legal basis for implementing energy welfare policies should be strengthened. The Energy Act, which is the basis for energy welfare measures such as energy vouchers, should be revised, and furthermore, the Energy Welfare Act should be enacted to establish an institutional mechanism for realizing sustainable energy welfare. Fifthly, in order to make environments for the user-friendly provision of energy welfare based on social consensus, it is necessary to expand the community-based energy welfare safety net by non-governmental organizations. The study examines the direction for better energy welfare policies from various sides and systematizes expert opinions at a time when new changes in energy welfare policies for the socially vulnerable are required due to the global energy price crisis and climate crisis. This study aims to be used as a basis for establishing energy welfare policies, which are currently expanding in scope, ranging from poverty alleviation for low-income class to energy efficiency, energy transition, and energy justice in recent years.