농촌형 저탄소 녹색마을의 사례분석을 통한 타당성 검토

도인환 서울산업대학교 에너지환경대학원 2010 국내석사

본 연구는 저탄소 녹색마을을 농촌지역에 설치한다는 전제에서 환경성, 경제성, 에너지자립도 등을 분석하여 종합적인 타당성을 검토하였다. 대상지역은 Y군의 협조를 얻어 A, B, C마을을 대상으로 하였다. 대상마을에서 발생되는 바이오매스의 종류 및 량은 돈분 25.5 ton/day, 젖소분 2.6 ton/day, 과수전정지 2 ton/day로 하여 하루 30.1 ton규모로 시설용량을 설정하였다. 시설은 습식계(돈분, 젖소분) 바이오매스를 이용한 바이오가스화 시설과 건식계(과수전정지) 바이오매스를 이용한 화목보일러 시설, 열병합발전기, 퇴비화시설 등으로 구성하였다. 구성된 시스템을 운전하였을 때, 전기생산량은 540,540 kWh/yr, 열에너지 생산량은 1,762 Gcal/yr 으로 분석되었다. 대상마을 가구(129가구)에서 기존에 사용하고 있는 전기에너지는 309,600 kWh/yr로 시설에서 생산된 전기에너지를 공급하면 대상지역의 전기에너지 자립율은 100%가 되며, 잉여전력은 230,940 kWh/yr이다. 또한 열에너지는 대상마을의 비닐하우스에서 소요되는 양을 산정하였으며, 기존 사용량 1,415 Gcal/yr으로 열에너지 자립율 역시 100%가 되며, 잉여량은 347 Gcal/yr가 된다. 경제성은 시설설치비용 504,000만원, 운영비 56,898만원, 수익 33,712만원으로 연간 약 2억3천만원 적자인 것으로 나타났다. 15년동안 약 35억원의 적자로 분석되지만, 환경성 분석에서 원유대체효과 약 178백만원, 온실가스감축효과 약 92백만원으로 연간 총 2억7천만원의 환경적 편익이 발생되는 것으로 검토되었다. 이를 적용시키면, 연간 약 4천만원 정도 이익이 발생되는 것으로 산출된다. 지원금 없이는 경제성이 어려운 것으로 검토된 Y군의 농촌형 저탄소 녹색마을 조성사업이 정부 및 지자체의 예산지원을 통하여 진행하더라도 국익을 가져올 수 있을 것으로 평가되었고, 경제성, 환경성, 에너지자립도를 종합하여 볼 때, 타당성 있는 사업이라고 판단되었다. 향 후 농촌형 저탄소 녹색마을의 원활한 조성을 위하여 녹색마을에 대한 충분한 사전설명으로 마을 주민의 적극적인 참여의식 고취 및 시설에 대한 인식개선문제 등을 해결해야 할 것으로 판단되었다. 또한, 바이오매스관련 제도적, 정책적 재정비를 통하여 선진국 수준의 인프라가 구축된다면 경제성 면에서도 충분히 경쟁력이 있을 것으로 판단되었다. This study examined the overall feasibility of low carbon green village formed in rural area by analyzing its environmental and economic feasibility and energy self-reliance. The study was conducted based on A, B and C village with the cooperation of Y district. The biomass of the villages was set as 25.5 ton/day of pig feces, 2.6 ton/day of cow feces and 2 ton/day of cut fruit tree branches which make up the total of 30.1 ton per day. The facility consisted of a bio gasfication facility using wet (pig and cow feces) biomass and combined heat power generator, composting facility and wood boiler using dry (cut fruit tree branches) biomass. When operating the system, 540,540 kWh/yr of electricity and 1,762 Gcal/yr of heat energy was produced. The households (129 houses) were using 309,600 kWh/yr of electricity and if the electricity provided by the facility is added, the region's electricity energy self-reliance rate will be 100%, and its redundant electricity will be 230,940 kWh/yr. Also, the amount of heat energy consumed by the greenhouses of the villages was calculated; its existing amount was 1,415 Gcal/yr, the heat energy self-reliance will be 100% and the redundant electricity will be 347 Gcal/yr. The economic feasibility was found as a loss of 230 million won where the facility installation cost is 5.04 billion won, operation cost is 568.98 million won and profit is 337.12 million won. There will be a loss of about 3.5 billion won in 15 years but in the environmental analysis, it was found that crude replacement effect is about 178 million won, greenhouse gas reduction effect is about 92 million won making up the total environmental benefit of 270 million won. This means, there will be a yearly profit of about 40 million won. Y district's low carbon green village project is difficult to be carried out without the support fund but if it manages to get help from the government or local government, it will be in the national interest. Also, in terms of its environmental and economic feasibility and energy self-reliance, it seemed to be a feasible project in overall. In the future, for seamless formation of rural low carbon green village, the residents' awareness and perception of the facility will be another problem that needs to be looked at. Moreover, if advanced country level infrastructure can be built through institutional and political reorganization, it will be a very competitive project in terms of economic feasibility.

구역전기사업의 효과적인 추진방안

김재선 서울산업대학교 에너지환경대학원 2010 국내석사

구역전기사업은 국내의 경우 에너지 사용량이 많은 대형건물의 자가발전 시설로 검토되기 시작했다. 정부는 2004년 5월 대규모 집단에너지 사업의 환경변화와 분산형 전원으로 안정적 전력수급 및 누전손실 방지기여, 국제적인 기후변화협약의 CO2 감축규제 대비, 집단에너지사업자와 도시가스사업자간 협력증대를 위하여 소형열병합발전 기본계획을 수립하였다. 정부의 장려 정책에 힘입어 터미널, 병원 및 중앙난방방식의 보일러가 설치되어 있는 아파트를 중심으로 활발하게 도입되었다. 그러나 최근 유가폭등으로 연료비는 상승하나, 통제된 요금을 갖고 있는 전기요금과 열 요금은 연료비 상승폭만큼 인상되지 않아 수익성은 계속 나빠지고 있다. 이에 따라 정부는 계속 제도개선 노력으로 발전시설용량을 낮추고, 보완 구입전력 허용 등 사업 환경 개선을 하고 있으나 사업 경제성을 결정적으로 제고하는 데는 미흡한 실정이다. 구역전기사업과 같은 집단에너지시설사업의 특성은 일반 전기사업과 달리 투자비가 사업 초기 일시에 투자되는데 비하여 수요는 10년 이상에 걸쳐 형성된다. 따라서 사업 시행 후 10여년이 지나야 손익분기점에 도달하고 자본회수에 20여년 이상이 소요된다. 그러므로 사업성 확보를 위해서는 일정규모 이상의 열과 전기 수요가 있어야 하고 개발 속도가 빨라야 경제성이 확보되는 문제점을 가지고 있다. 이런 사업상의 특성으로 집단에너지사업은 대규모 택지개발사업이 필수적이나, 사회의 여러 가지 여건상 대규모 택지개발사업은 점점 축소되고 있다. 반면, 소규모의 택지개발사업은 여러 곳에서 활발하게 추진되고 있다. 그러므로 현재 여러 곳에서 추진되고 있는 아파트 재건축, 재개발과 같은 소규모 주택재개발지역 또는 서울특별시에서 추진하고 있는 뉴타운건설지역등에서 소형 열 병합을 이용한 구역전기사업의 경제성이 확보될 수 있도록 하는 정책개발과 효과적인 사업추진 방향의 설정이 필요한 시점이다. 본 논문에서는 효과적인 사업규모 설정을 위하여 분석대상을 선정하였다. 독립된 지역에서 단독으로 구역전기사업을 추진할 경우에는 32평형 공동주택 6,000세대규모와 10,000세대규모 그리고 공동주택4,000세대와 업무용건물이 복합된 지구, 3가지 모델로 하였다. 인근의 대형 열 병합시설과 연계하여 사업을 할 수 있는 경우에는 비교를 위하여 위의 3가지 모델과 1,000세대, 3,000세대규모 2가지 모델을 더하여 5가지 모델을 설정하여 총8가지 모델의 사업경제성을 비교 분석하였다. 분석방법은 투자수익률법과 순현가법을 사용하였다. 경제성 분석기준은 집단에너지사업법시행규칙 제7조제1항1호에 의거 고시된 “집단에너지사업계획서기준”을 사용하였다. 분석의 결과, 현행제도 하에서 독립된 지역에서 구역전기사업은 3가지 모든 모델에서 경제성이 전무하였다. 반면 대형 열병합과 연계할 수 있는 지역에서는 업무용 건물과 아파트가 혼합된 모델을 제외한 모든 모델에서 경제성이 있는 것으로 분석 되었다. 열병합발전기용과 열전용 보일러용 LNG요금 일원화 등 경제성제고 방안을 토대로 분석된 결과도 독립된 지역에서 구역전기사업은 32평 공동주택기준 20,000세대 이하에서는 경제성을 확보하기가 어려운 것으로 분석되었다. 분석결과에서는 첫째, 구역전기 사업은 대형 열 병합과 연계하는 사업을 위주로 해야 한다는 정책적 시사점을 얻을 수 있었다. 사업의 부실화를 방지하기 위해서는 독립된 지구에서 소규모의 사업은 제한하여야한다. 둘째, 60%로 확대되어 있는 발전 설비다.은 전기사업법에 규정되어 있는 50%로 하향 조정할 필요가 있다. 셋째, 수익성에 영향이 많은 가스(LNG) 요금은 열병합발전기용과 열전용 보일러용 LNG요금을 일원화하는 것이 바람직하다 본 연구에서는 단순히 연계 가능한 지역과 독립된 지역, 유형별, 사업규모별로 경제성을 비교 분석하였다. 그러나 이보다 한 단계 더 발전시키기 위해서는 전기요금의 누진제도와의 관계, 도시가스요금제도개선과 근본적으로 구역전기사업이 분산전원의 효과가 있는 에너지 공급시스템인지를 연구 분석하여 연계하여야 할 것이다. The purpose of this thesis is to establish an effective scheme to promote CES(Community Energy Supply System: CES) business. For a comparative analysis of economic feasibility, two areas are chosen by an interconnection possibility. Each area is divided to several cases by size and form. At first, three CES business models in isolated areas are subject to analysis. The first is a form of 106㎡(about 32 pyeong) apartment complex composed of 6,000 households in isolated area. The second is 10,000 households scale. The last case is a multi-purpose district with 4,000 households and office buildings. Additionally, in areas, on the assumption that networking operation is possible with a medium-large size CHP(Combined Heat and Power plant: CHP) nearby, 1,000 households and 3,000 households scales were added to above 3 models. In short, above 8 models were selected for comparative analysis in economic feasibility study. IRR(Internal Rate of Return: IRR) and NPV(Net Present Value: NPV) methods are used for economic analyzing. The economic feasibility basis applied in this study is "District Energy Business Plan Standard" stipulated as in the item 1 of Para. 1 of Art. 7 of the enforcement regulations of the District Energy Enterprises Act. As a result of analysis, there is no profitable case in isolated area. In contrast, all cases except multi-purpose district have shown to be profitable in area where networking operation is possible. Even with unified LNG price for both CHP and HOB(Heat Only Boiler: HOB) to enhance economic feasibility, all the cases below 20,000 households in isolated area are hard to ensure the feasibility. From the study result we can derive a few policy implications. First, CES should be operated in connection with medium-large size CHP nearby. In other words, small scale business must be limited to prevent insolvent business. Second, the power plant capacity, which is expanded up to 60%, should be scaled back to 50% as stipulated in the Electricity Enterprises Act. Third, LNG price, which effects the whole profitability, for the use of both CHP and HOB, is desirable to be unified.

한국인의 원자력발전소 현장방문 전후의 사회적 수용도 변화 분석

김동원 서울산업대학교 에너지환경 대학원 2008 국내석사

오늘날 현대문명에서의 에너지는 물, 공기와 같은 필수불가결한 요소로 최근 신흥시장을 주도하는 중국, 인도 등 개발도상국이 출현하면서 미국·유럽 등 기존의 선진국과 함께 국가마다 에너지 확보전쟁은 더욱 더 가속화 되고 있다. 지구온난화, 고유가, 화석연료고갈로 대표되는 최근의 에너지환경에서 원자력에너지가 그 대안으로 급부상하고 있다. 원자력에너지는 친환경성, 안전성, 경제성의 우수한 장점에도 불구하고 원자력의 속성인 잠재위험성으로 인하여 사회적으로 항상 논란의 대상이 되고 있다. 우리나라도 예외가 아니어서 중저준위방사성폐기물처분장을 확보하는데 무려 19년이라는 시간을 소비하면서 사회적 비용을 톡톡히 치른 경험을 가지고 있다. 또한 앞으로도 고준위방사성폐기물처분장 확보문제를 비롯하여 기존 원전의 계속운전, 원전신규부지의 확보 등 여러 현안들이 앞에 놓여 있다. 이러한 문제점을 미리 예상하고 이에 대응하기 위하여 우리나라 정부는 원자력사업자와는 별개로 원자력홍보전문기관을 일찍이 설립하여 전 국민을 대상으로 원자력에너지에 대해 과학적, 객관적 정보를 가지고 제 3자적 입장에서 지금까지 활발하게 홍보활동(원자력문화 활동)을 펼친 바 있다. 10여 년 이상 원자력문화 활동을 한 지금 그 성과에 대한 평가에 관심을 기울일 시점이라 판단한다. 이 논문을 통하여 수행되고 있는 원자력문화 활동을 과학기술문화 활동(과학기술홍보활동)에서 분석한 유사한 내용으로 유형화를 통하여 조망한 결과 원자력선진국인 일본과도 비슷한 결과가 나왔으며 앞으로는 원자력정책추진에 있어서 정책추진자만이 아닌 시민, 환경단체를 포함하는 대중들과 함께 하는 정책추진이 필요하다는 결과가 나왔다. 또한 이 중에서 나름대로 효과가 있다고 추정되는 원자력발전소 현장방문을 통한 원자력이해도 제고에 대해 효과를 분석해 본 결과 전체적으로 또한 公衆집단별로도 견학 이후에는 분명 이전보다 나은 이해를 하게 되었고 참여자를 성격별로 구분한 결과 이해도 차이에 있어서는 발전소 지역주민이 가장 낮게 나타난 반면 사회지도층이 가장 높게 나타났으며 절대적 이해도는 발전소 지역주민이 가장 높은 것으로 나타났다. 이 외에도 참여자의 성격별로 의미 있는 결과를 도출하였다. In the modern civilization, energy as well as water and air are essential resources. Today, emerging economies such as China and India are increasingly competing with developed countries including the U.S., and European nations in order to secure more energy sources. As the earth gets warmer, oil prices become higher, and fossil fuels are running out, atomic energy attracts much public attention as an alternative energy. Even though nuclear energy is environment-friendly, safe, and economic, it is the topic of social controversy in many countries because of its potential risks. In this sense, Korea is not an exception. It takes as many as 19 years for Korea to finally secure a low and intermediate level radioactive waste disposal site. In those years, there were serious social conflicts and controversies in Korea. In addition, there are still other challenges to overcome in relation to nuclear energy such as securing a high level radioactive waste disposal site, ensuring continuous operation of the existing nuclear power plants, and finding land for new nuclear power plants. To pro-actively respond to these challenges, the Korean government established an independent nuclear energy promotion agency, which is separate from nuclear power plant operators, to provide scientific and objective information on atomic energy to Koreans and to conduct nuclear energy promotion activities (nuclear energy culture). As more than a decade has passed since the agency was established, it is time to evaluate the progress in the field of nuclear energy promotion. This paper analyzes nuclear energy culture promotion as a science and technology culture activity (science and technology promotion activity). The analysis finds that the level of culture activity of nuclear energy of Korea is almost the same with that of Japan. Also, it suggests that not only policy-makers but also the public including environment organizations should be involved in the nuclear energy policy-making process. This paper also evaluates the impact of nuclear power plant field trips on the public understanding of nuclear energy. The evaluation result shows that both people in general and classified by character have a better understanding of nuclear energy after a field trip to a nuclear power plant. More specifically, it reveals that a field trip has the biggest impact on intellectuals and opinion leaders and the least impact on people living in areas close to nuclear power plants. However, residents in the areas close to nuclear power plants have a better understanding of nuclear energy than others in absolute terms. The evaluation also finds meaningful differences among people classified by character.

한국의 에너지 자원개발 사례 분석

최영식 서울산업대학교 에너지환경 대학원 2008 국내석사

경제학의 기본 전제가 되는 자원의 희소성에서 볼 수 있듯이 에너지 자원은 인류의 사용으로 인해 점점 더 고갈되어 가고 있다. 반면에, 세계 각국은 경제발전을 통한 국가발전이라는 대명제를 이루기 위해 필사적인 노력을 행하고 있으며, 이 과정에서 에너지의 소비는 명약관화하다. 더군다나 전세계적인 차원에서 볼 때 에너지 자원의 수요측면과 공급측면의 불균형으로 인한 에너지 가격의 상승이 본격화되고 있으며, 에너지 가격의 상승은 세계 각국의 경제발전에 커다란 부담으로 다가오고 있는 것 또한 사실이다. 국가적으로 생활환경 수준이 향상됨에 따라 에너지 수요는 점점 더 확대되는 반면, 전세계적으로 에너지 공급은 점점 더 불확실해지는 상황에서 해외 선진 각국의 에너지 정책을 개괄적으로 검토하였다. 선진 각국은 석유와 가스 등 에너지 자원을 확보하기 위해 국가적인 차원에서 노력하고 있다. 무엇보다 각국이 처한 입장에 따라 메이저사를 육성하고자 하는 전략을 추진하면서 에너지 기업의 대형화를 유도하고 있다. 해외 자원개발 사업은 위험도가 높은 장기 사업임을 감안 기업은 장기간 고위험을 감내할 자금력을 확보하면서 높은 협상력과 기술력 그리고 글로벌한 네트워크를 구축해야 경쟁이 가능하다. 이를 위해 상당한 규모의 전문적인 기업이 사업을 추진해야 함을 통해 알 수 있듯이 자원개발 전문회사를 육성할 필요성이 대두되었다. 한편, 우리 정부는 2007년 2월 국가에너지위원회 발족을 통하여 무엇보다도 개별 기업들에 의해 산발적으로 수행되고 있는 자원개발 및 확보 노력이 보다 구체화되고 시스템을 통해 통합화가 이루어지기를 바라고 있다. 이런 과정에서 투자와 기술력 그리고 추진체계를 개선하면서 중장기 비전을 수립하는 노력이 필요함을 알 수 있었다. 분석의 방법론으로써 Dunning의 해외투자이론 모형을 준용하여 기업특유의 우위, 내부화 우위, 입지의 우위, 완성차기업의 부품기업 의존도, 계열 관계 및 시장 성과라는 요인을 중점으로 분석하였다. 구체적인 사례로써 정상 자원외교, 글로벌 협력, 패키지 방식 및 가스구매와 지분매입의 연계 사례를 통해 국내 기업의 에너지 자원개발의 요인을 검토하였다. 또한, 상기 틀을 사용함과 동시에 내부화 우위성으로 우리나라 성공불 융자사업의 역할을 구체적으로 살펴보았다. 최종적으로 우리 기업들의 자원개발 사례를 통해서 자원외교의 강화, 자원개발 전문기업의 육성 및 대형화, 안정적인 자금의 확보, 패키지 방식의 보완, 구매력 적극 활용 및 전략지역별 진출이 절대적으로 요구된다는 정책적인 시사점을 도출하였다. 정부는 기업을 도와주는 것에서 한 발 더 나아가 제도적인 뒷받침을 해주며 또한 환경적인 위험에서 기업을 적극적으로 보호하는 것이 절실함을 통해 정부와 기업의 역할을 재설정하는 것이 의미가 있음을 인식하게 되었다. 역대 정권의 에너지 자원개발 정책이 유가와 국제환경에 따라 변동이 심했음을 살펴보고, 향후에는 고유가가 지속되는 것을 기정사실로 받아들여 지속가능한 발전을 이루려면 특히 에너지 자원개발의 정책이 효과적이면서도 지속성을 갖추어야 됨을 보여주고 있다. 한편, 후발기업으로서 열악한 환경에도 불구하고 기업의 신규 성장동력으로써 에너지 기업들의 자원개발 노력이 구체화되고 있으며 참여정부 이후 보다 적극적인 자원 정상외교를 통한 해외 에너지 자원의 확보가 가능하게 되는 등 바람직한 모습을 보여주고 있음은 매우 다행한 일이다. 마지막으로 우리나라는 자원이 빈약한 나라임에도 불구하고 전세계적으로는 여전히 풍부한 석유 자원(Resources)을 실제로 사용 가능한 가채 매장량(Reserves)으로 전환시킬 수 있도록 전세계를 전략 지역별로 구분, 그 동안의 경험과 함께 우리 기업들이 전세계를 상대로 하는 자원개발에 보다 전략적으로 진출할 수 있는 방안을 적극적으로 모색하고 있다. 그러기 위해서는 무엇보다 자금력과 기술력을 바탕으로 하는 자원개발 전문기업을 보다 적극적으로 국가적인 차원에서 육성하는 것이 가장 시급하고도 중요한 과제임에는 의문의 여지가 없다. As we can see from the scarcity of resources, a basic concept of Economics, energy resources are becoming exhausted more and more. On the other hand, countries are doing their best efforts to achieve national development through economic development. Consumption of energy is inevitable in this process. Moreover, increase in energy price due to a difference between supply and demand of energy sources, and increase in energy price becomes a big burden for those countries. While energy demand is expanding with the increased quality of life, sufficient energy supply is not a sure thing globally. So we have done a general examination of foreign energy policies. Developed nations are doing their best in a national dimension to acquire energy resources such as gas and oil. While promoting a strategy to prepare major firms for each country, expansion of energy companies is inevitable. We have to consider that foreign resources development business is very risky and long-term business. So large investment, better negotiation strategy, and global network should be established. To do this, we should prepare professional firms to develop resources as we can see the necessity of business promotion by large sized professional companies. Our government is hoping for the integration with the detailed system for resources development and acquisition throughout the establishment of National Energy Committee in February 2007. In this process, we need an effort to prepare long-term vision while improving promoting system, investment, and technical powers. We analyzed focusing on factors such as priorities, supplier dependency of complete vehicle company, level relationship and market accomplishment with Dunning's foreign investment theory model as a methodology of the analysis. For the detailed example, we have checked the factors of energy resources development of domestic companies with the cases of summit diplomacy, global cooperation, package method and liaison between gas and stake purchase. Also, while using above frames, we investigated the role of Korean financing business conditions of success with the priority. Finally, with the domestic resources development cases, we introduced political issue absolutely requiring strengthening of resources diplomacy, educating resources development professional companies, stable acquisition of investment, complementation of package method, active utilization of purchasing power, strategical advance, and so on. We recognized that it is meaningful to reset the role of government and firms with the necessity of actively securing firms from environmental and political risks rather than just ambiguously helping them. We should look at the severe change of energy resources development policy by oil price and international environment making sure that we need continuous and efficient policy for energy resources development. On the other hand, resources development efforts of energy firms are materialized regardless of bad environment, and acquisition of foreign energy resources became possible with active resources diplomacy since Participation Government. Although Korea has insufficient resources, we are actively working on finding a way to strategically advance in resources development while dividing the whole world into actually usable reserves. The most urgent thing to do this is to prepare resources development professional firms based on large financial and technical powers.

급·배기구의 위치 및 급기 각도에 따른 환기성능 및 실내 열환경 연구

김묘선 서울산업대학교 에너지환경대학원 2010 국내석사

오늘날의 대부분의 건물은 자연환기보다는 강제급기를 이용하여 실의 냉방과 난방 부하를 조절하고 실내 공기의 쾌적성을 유지한다. 또한 건물의 단열화, 기밀화로 그에 대한 의존도와 요구 조건이 높아지고 있다. 계절별로 대응해야하는 실의 부화가 변하고, 그에 맞춰 급기온도가 달라져 급기구에서 급기되는 공기가 실내로 유입되는 기류분포가 변화여 실의 쾌적성 및 냉방과 난방시의 성능에 영향을 미친다. 따라서 건물에서 사용되는 에너지의 사용량을 절감하기 위해서 냉방과 난방 부하를 제거하는 강제급기에서의 에너지 효율을 증가시켜야한다. 그러나 실제 건물에서 공조의 말단 부분인 급기구와 배기구에 대한 설계는 설계자의 편의나 조명설비나 소화설비 등에 맞추어서 설계되고 있는 형편이다. 본 연구에서는 일반 사무실 공간을 대상으로 급기구와 배기구의 위치 변화에 따른 실내의 기류분포와 실의 환기효율에 미치는 영향을 전산유체해석을 통해서 예측 분석하고, 분석한 결과를 바탕으로 냉방시의 급기 온도의 변화에 따라서 급기 각도의 변화를 주어 에너지 소비량을 계산, 비교하여 실내의 온열환경과 건물의 에너지 절감측면에서 가장 효율적인 급기구와 배기구의 조건을 제시하는데 목적을 두고 있다. 공조용 송풍량을 결정할 때에 실내온도와 급기되는 공기온도와의 차가 중요한 요소가 된다. 일반적으로 냉방시의 온도차는 10∼15℃, 난방시에는 5∼15℃이다. 그러나 냉난방시 실내온도와 급기 온도의 차를 크게 할 경우 송풍량이 적어서 송풍계통설비가 소형을 되어 에너지가 절약되나 실내 공기 분포의 악화, 재실인원의 불쾌감 발생 등의 결과가 발생한다. 사무실 공간에서 기류분포와 환기효율 및 에너지 소비의 절감을 위한 적절한 급기구와 배기구의 조건을 제시하기 위한 변수로는 공조공간의 형상, 실의 분할 방법, 급기구의 말단 형상, 급기구와 배기구의 배치와 공조기의 송풍량 및 급기온도 등이 있다. 위의 변수들 사무실의 급·배기구의 배치에 변화를 주어 실내의 기류분포와 환기효율을 계산하고, 그 결과를 바탕으로 하여 냉·난방시의 급기구 말단의 각도를 제외한 실의 모든 변수를 고정시켜 냉·난방시의 가장 에너지를 절약할 수 있는 급기구와 배기구의 배치 및 급기 각도를 판단한다. 본 연구의 결과를 요약하면 다음과 같다. (1) 수치해석을 이용하여 급기구와 배기구의 위치와 급기 각도 변화에 따른 실내의 공기 유동을 해석하기에 앞서서 시뮬레이션 검증작업을 위해서 간단한 환기실험을 수행하여 실험과 수치해석을 정량적으로 비교한 결과 정량적인 온도 차이는 있어도 정성적으로는 실험과 수치해석이 일치하였다. 따라서 수치해석이 실험을 잘 반영하고 있는 것으로 나타났다. (2) 등온 조건시의 일체형 환기장치에서 Case 2의 기류분포는 정면에서 급기가 되고 양 측면에서 배기가 되고 있어 Case 1의 경우와는 달리 신선한 공기가 실내로 유입이 된 후에 배기가 되고 있어 실내 전체에서 환기가 잘 이루어지고 있음을 알 수 있다. 국소공기연령은 실 전체 거주구역의 평균으로는 Case 1이 913초, Case 2가 879초로 공기연령이 Case 2가 더 환기가 잘 이루어지고, 또한 거주구역과 실 전체를 비교했을 경우에 Case 1의 경우에는 실 전체가 880초로 거주구역의 평균보다 약 30초 낮아서 불필요한 부분에서 환기가 더 잘 이루어지고 있음을 알 수 있다. (3) 등온 조건시 원형 급·배기구에서 기류분포를 살펴보면 Case 3과 5와 같이 각각의 급기구가 가까이 배치된 경우가 그렇지 않은 경우보다 실의 전반에 걸쳐서 기류가 도달하는 것을 볼 수 있고, 이는 기류가 같이 모여 있는 것이 실내의 미치는 영향이 크다는 것을 알 수 있다. 라인형 급·배기구의 기류분포를 보면 Case 9의 경우가 실내의 중심부분에서의 속도벡터가 더 커서 수평으로 급기구가 배치된 Case 8의 경우보다 실내의 환기성능이 더 우수한 것으로 평가되었다. (4) 등온 조건시 원형 급·배기구에서 Case 3은 실내의 거주구역보다 비거주구역의 이산화탄소의 농도가 더 낮고, 반면에 실내의 중심에서 급기되고 있는 Case 5의 경우에는 거주구역의 이산화탄소의 농도가 비거주구역보다 더 낮음을 알 수 있다. 이는 Case 5는 815초로 Case 3의 822초 보다 국소공기연령이 작은 것을 통해서 Case 5의 환기성능이 더 좋은 것을 확인할 수 있다. 라인형 급·배기구의 국소공기연령을 보면 Case 8의 표준편차는 0.21로 Case 9보 약 0.15 낮지만 Case 8의 국소공기연령이 827.4초로 약 10초 더 작어서 환가성능이 더 우수한 것으로 평가되었다. (5) 각도 변화에 따른 온도분포와 속도벡터에서 냉방시에 수평으로 급기되는 경우가 수직으로 급기되는 경우보다 실내의 평균 온도가 23.47℃로 높았으나, 상하온도차와 온도의 표준편차의 값이 더 적음을 알 수 있었다. 난방시에 수직으로 급기되는 경우가 수평으로 급기되는 경우보다 실의 평균 온도가 26.19℃로 높고, 상하온도차와 표준편차의 값이 작음을 확인할 수 있었다. 급기되는 공기의 온도에 따른 부력의 효과로 난방시에 수평으로 급기되는 경우, 기류가 실내로 순환하지 않고 상부에만 체류하다가 Most builds are controlled by air supply system rather than natural ventilation for both cooling and heating load and keep indoor comfort. Because of insulated buildings, also dependence and requirements about its system are growing. A room's load is changed in a response to change for seasons and it has an effect on the supply temperature. In the result, air distribution is changed and influence comfort indexes in room as well as cooling and heating performance. For saving the usage of energy in building, we have to increase energy efficiency of diffusers for air supply system. However, design about diffuser that is a small part in air supply system is of secondary importance compared with lighting system, fire extinguishing and design's convenience. The purpose of this study is to predict and analyze the influence of locations of supply/exhaust diffusers and to show influence on both air distribution and ventilation efficiency in office building using the numerical analysis. And then change of supply temperature and angle influences energy consumption. In the result, this study suggest ideal conditions about supply and exhaust diffusers in aspect of thermal comfort and energy saving. The major results of this research are summarized as follows. (1) To verify the accuracy of the numerical analysis, the measurement of CO₂ concentration by a step-down method has been conducted. Since both experimental and numerical results are in good agreement, simulation can be used to predict results for various conditions of ventilation methods. (2) In isothermal ventilation unite, Case 2 which supplies fresh air from the center and towards the room, and returns exhaust air through the sides shows the best performance compare with Case 1. Outdoor fresh air is effectively introduced to the inner indoor space by this method. In local mean age of air, average of residence area of Case 1 is 913 sec and Case 2 is 879 sec. Also room area of Case 2 is 880 sec that is unnecessary ventilation to compare residence area with room area. (3) In isothermal circular supply and exhaust diffuser, Case 3 and Case 5 shows that air distribution arrives through the room compare with other cases, and then gathering air distribution is influence on the ventilation. Air distribution of slotted supply and exhaust shows that ventilation performance of Case 9 is better than Case 8 because velocity vector is bigger in center of the room. (4) In isothermal circular supply and exhaust diffuser, Case 3 is that CO₂ concentration is lower in non-residence area than residence area. In other hands, Case 5 which supplies air from the center is higher in non-residence area than residence area. This local mean age of air in Case 5 is 815 sec and Case 3 is 822 sec, Case 5 is good ventilation performance in the result of that air. Local mean age of air and standard mean deviation of slotted supply and exhaust shows that standard mean deviation of Case 8(0.21) and Case 9(0.15) is little difference, but Case 8 is superior to the Case 9. Because local mean age of air of Case 8 is 827.4 sec, this value is lower about 10 sec than Case 9. (5) Effect of angle of supply air on cooling and heating performances of office space is studied by numerical simulation. For air supply system, air is supplied vertically(90°) and horizontally(10°). Due to buoyancy, the supply angle affects the performance of cooling and heating. In cooling, since the cold supply air tends to move downward due to its high density, horizontal supply angle is better for uniform temperature distribution. In heating, however, vertical supply angle is preferred for better mean and uniform temperature distribution. (6) For the energy consumption analysis of angle change, in cooling, horizontal supply is able to decrease about 8 % rather than vertical supply. On the other hand, in heating, vertical supply is able to decrease about 5 % rather than horizontal supply.

産業用 니켈-金屬水素化物(Ni-MH) 포켓式 蓄電池의 實用化 硏究

박형필 서울産業大學校 에너지環境大學院 2006 국내석사

중, 대형 전지가 주로 사용되는 산업 현장의 비상전원으로 지난 100년 이상, 납축전지(Lead-acid battery)와 니켈-카드뮴전지(Nickel-cadmium Battery)가 시장을 지배해 왔다. 하지만, 납축전지는 치명적인 유해 중금속인 납(Pb)을 활물질로 사용하므로 그에 따른 환경적인 문제 외에도 낮은 에너지밀도, 좁은 사용 온도범위 및 취약한 내구성이 문제점으로 지적되고 있다. 또한, 니켈-카드뮴전지도, 음극활물질로 사용하는 카드뮴(Cd)이 유해 중금속이며, 전지의 유지 보수 주기가 짧고, 에너지밀도가 납축전지에 비해서는 높으나, 상대적으로 니켈-금속수소화물전지(Nickel-Metal hydride battery)등에 비해 낮다는 점들을 단점으로 갖고 있다. 니켈-수소화물전지는 니켈-카드뮴전지의 음극인 카드뮴을, 청정연료로서 주목받고 있는, 수소를 흡장 및 방출할 수 있는 금속수소화물로 대체한 전지로, 소형전지시장에서 이미 알카리 및 니켈-카드뮴전지를 대체하여 주로 사용되고 있으나, 리튬이온(lithium ion battery) 및 리튬폴리머전지(lithium polymer battery)의 등장으로 판매량은 갈수록 줄어들고 있는 추세이다. 본 연구에서는 기존 산업용전지의 낮은 에너지밀도와 전지성능, 유해중금속 사용으로 인한 환경적인 문제를 해결할 수 있는 대안으로, 이미 소형전지시장에서 오랜 기간 사용 및 검증 되어 왔던 니켈-수소화합물전지를 중, 대형의 산업용전지 규격에 적합하게 재구성하고 전지의 안전성 및 성능을 확보하여, 궁극적으로 새로운 산업용전지로서의 실용화에 초점을 두었다. 시험 제작된 전지는 중, 대형 산업용전지에 사용되는 포켓식 전지의 구조를 따르고, 양극 활물질로는 수산화니켈을, 음극활물질로는 AB_(5)계의 수소저장합금을 사용하였다. 포켓식 구조는 전지의 장수명화가 가능하고, 과충전으로 인한 전해액 고갈 및 극판의 열화와 화재로부터 안전성을 확보하기 용이하다. 포켓식전지의 구조를 따라 제작한 양극극판은 활물질의 성형성이 우수하이 무난하게 제작되었으나, 음극활물질로 사용한 AB_(5)계의 수소저장합금은 성형성이 떨어져 극판을 제작하기가 어려웠다. 따라서 이 문제를 해결 하기위해 화학 도금법을 사용하여 성형성과 전지성능을 동시에 기대할 수 있는 물질인 구리를 음극활물질에 코팅하였다. 구리가 코팅된 음극활물질은 성형성이 우수하여, 포켓식 극판의 제작이 가능하였다. 연구를 위해 시험 제작된 200Ah급 니켈-금속수소화물 포켓식 전지는 현재 산업용 니켈-금속수소화물전지의 시험규격이 없음으로 니켈-카드뮴 전지의 규격인 KS8517에 따라 성능테스트를 진행하였으며, 모두 기준 이상의 우수한 전지 성능을 나타내었다. 보다 우수한 전지의 성능을 확보하기위해 위한 방법으로 양극 활물질의 표면개질을 수행하였다. 활물질 표면을 산화시키는 방법을 이용하였으며, 수산화니켈의 표면 산화정도에 따라 용량이 10%이상 늘어나는 것을 알 수 있었다. 최종적으로 제작된 산업용 니켈-금속수소화물 포켓식 전지는, 납축전지대비 3배 이상의 출력 밀도와, -20 ∼ 50℃의 사용 온도범위 및 약2,500회 이상의 충, 방전 사이클을 나타냄으로 산업용 전지로서 실용화가 가능함을 알 수 있었다. This study focuses on the actual commercialization of industrial Ni-MH battery as the alternative proposal in order to replace initial industrial batteries which have lower energy density, environmental problems, with safety and better function of Ni-MH battery after the battery improvement for industrial application at medium or high capacity battery market. The sample Ni-MH battery has been designed as pocket type electrode for medium or high capacity battery in the industrial application. Positive active material is used with Ni(OH)_(2), negative active material is used with metal hydride of AB_(5). The structure of pocket type electrode can guarantee long cycle life of battery and keep the safety against heating and fire of battery owing to electrolyte drying up caused by overcharging. According to the structure of pocket type battery, positive electrode could be made as the best briquetting condition. But negative electrode was difficult to briquette pure metal hydride of AB_(5). Hence, to solve those problem, through the chemical coating method, Copper is coated to negative material to improve briquetting ability and battery function. Coppered negative material is better to briquette and to make pocket type electrode becomes available. The sample of 200Ah Ni-MH battery was tested and passed with excellent performance, the standard of KS 8517 which is the norm of Ni-Cd battery because Ni-MH battery has no official standard to test the battery performance, Furthermore, in order to improve better performance of Ni-MH battery, the surface modification of positive active material has been carried out. The surface of material is oxidized, under oxidizing condition level of material, the battery capacity is found 10% increasing. Consequently, the industrial Ni-MH pocket type battery as a sample has been tested 3 times more performance density than lead acid battery, usage temperature range of -20∼50℃ and approx., 2,500 cycles life of battery charging and discharging. This Ni-MH battery can be matched to industrial battery application and commercialized for the market.

"탄소시장"의 출현에 대한 한국 제조업의 대응 비교 연구

양춘승 서울産業大學校 에너지環境大學院 2006 국내석사

지구의 평균 온도는 19세기 이래 섭씨 0.6도 올랐고 이런 온도 상승의 주요 이유는 인간 활동으로 인한 이산화탄소의 대기 중 축적임이 밝혀졌다. 즉 19세기 중반 이래 대기 중 이산화탄소 평균 농도는 280ppm에서 현재는 370ppm으로 올랐고 이의 75%는 화석 연료의 사용으로 나머지 25%는 삼림파괴로 인한 것으로 나타나고 있다. 이러한 인위적 온실효과와 그로 인한 기후 변화에 대처하기 위하여 인류 공동의 규범을 만들었는데 이것이 바로 유엔기후변화협약(UNFCCC)이고 이의 구체적 실천을 위한 규약으로서 교토의정서 (Kyoto Protocol)가 등장하였다. 2005년 2월 16일 발효된 교토의정서는 2008-2012년까지 선진국의 온실가스 감축을 명시적으로 의무화하고 이를 실현하기 위한 보조적 수단으로 신축성 체제(flexible mechanism)으로 공동 이행(Joint Implementation), 청정 개발 체제(Clean Development Mechanism) 그리고 배출권 거래(Emission Trading)을 설정하여 온실가스 감축 프로젝트를 통해 삭감인증권(credits)을 확보하거나 할당된 배출허용권의 여유분을 시장에서 매매할 수 있도록 하여 이른 바 탄소 시장의 형성을 가져왔다. 현재 탄소 시장은 대표적으로 EU의 배출권 거래 체제 (Emission Trading Scheme)을 비롯하여 영국, 시카고 거래소 등에서 활발한 거래를 보이고 있으며 EU 배출허용권 (EUA)의 가격은 약 21달러, 거래량은 월50Mt (2005년 10월 기준)을 돌파하였고 2010년 시장 규모는 130억달러 내외로 성장할 것으로 예측되고 있다. 뿐만 아니라 이러한 탄소 제약 사회의 도래로 인하여 에너지 절감과 온실가스 저감 기술이 새로운 투자 기회를 맞이하고 있고 투자자들도 각 기업의 투자 적격성을 심사할 때 온실가스 위험도를 감안하는 방향으로 국제 금융의 흐름이 바뀌고 있다. 선진국 기업들은 이미 이런 변화에 대비하여 온실가스 저감과 에너지 절약을 가져오는 신기술 개발과 CDM 사업 진출 등을 통하여 교토 체제를 새로운 이윤 창출의 원천으로서 인식하고 이를 충분히 활용하거나 적어도 그에 대한 대비를 서두르고 있는 반면 우리 기업은 아직도 '강 건너 불'로 인식하고 있는 것 같다. 영국의 투자자 기구인 '탄소 정보 공개 프로젝트 (Carbon Disclosure Project, CDP)'가 조사한 세계 500대 기업에 대한 설문 조사와 국내 408개 기업에 대한 설문 조사를 비교 검토한 결과 산업별로 미세한 차이는 있지만 대체로 우리의 대응이 너무 안이하다는 사실에는 반론의 여지가 없었다. 이러한 차이는 우리가 의무 감축 국가에 속하지 않아 아직은 발등의 불이 아니라는 사실에 기인한다고 보이지만 에너지의 100%를 수입하는 우리 입장에서 볼 때 기후 변화 협약이 추구하는 에너지 사용 절감이라는 방향은 우리의 장기적 이해관계와 일치한다는 것이 필자의 견해이다. 더구나 교토 체제의 시장 메카니즘은 그 혜택의 대부분을 의무 감축국가가 누릴 수 있게 되어 있다는 점을 감안하면 이러한 새로운 세계 질서에 수동적으로만 대처할 수 없는 것이 아닌가 싶다. 아울러 우리나라 산업 구조의 관점에서도 기존의 에너지과소비형 제조업 중심에서 지식기반형 기술 서비스 산업 중심으로 변화해야 한다는 시대적 명제를 인정하고 탄소 제약의 교토 체제를 우리 산업의 경쟁력을 향상시키는 기회로 삼는다는 관점에서도 온실가스 감축이 우리 경제의 발전을 저해하기 때문에 온실가스 의무 감축에 동참하여서는 안 된다는 일부의 주장은 소탐대실의 결과를 낳지 않을까 우려된다. 기업의 입장에서도 에너지 절감을 보다 현실적으로 실천하면서 가격 경쟁력을 높임과 동시에 친환경 경영을 내실화하게 되어 기업 가치를 높이는 한편 신재생에너지나 온실가스 저감이나 처리 기술(분리, 저장, 고정화 기술 등) 같은 새로운 시장을 선점하고 CDM 사업이나 배출권 거래 같은 교토 메카니즘을 통해 새로운 이윤 창출의 기회를 잡을 수 있다는 기회 요인을 간과해서는 안 된다. 결론적으로 말하면 교토 체제와 탄소 시장은 엄연히 현존하는 국제질서로서 우리가 임의로 선택하기에는 너무 벅찬 현실로 다가오고 있다. 이런 위기를 극복하고 새로운 기회로 활용하는 적극적인 접근 방법이 절대적으로 필요하다. 에너지원이 전혀 생산되지 않은 우리나리에서 새로이 탄생한 국제질서를 우리에게 유리하게 이용하여 새로운 도약의 기회를 잡아야 한다. 이를 기회로 활용하기 위하여 정부는 2012년 이후 감축 목표 협상에 적극적으로 참여하여 우리의 국가 이익을 지키면서 국제 사회의 요구를 수용하는 전략을 구사하여야 할 것이고 국내적으로는 배출권 거래제 등을 비롯한 기후변화 정책의 중장기적 청사진을 제시하여 기업의 방향타를 제시하여야 한다. 한편 산업별로는 산업의 특징을 감안하여 서로 다른 정책이 제시될 필요가 있으며, 각 기업의 입장에서는 변화하는 추세에 뒤떨어지지 않고 오히려 위기를 기회로 만드는 노력을 하여야 한다. 이제 환경이나 기후 문제는 회사 경쟁력의 핵심이 되고 있기 때문이다. The average temperature of the Earth's surface has risen by 0.6t since 19th century. It proved attributable mainly to the concentration of anthropogenic carbon dioxide at the atmosphere. After middle of 19th century the average concentration of carbon dioxide at the atmosphere rose up from 280ppm to present 370ppm, out of which 75% is attributable to burning of fossil fuel while the rest, to deforestation. To cope with this 'enhanced greenhouse effects' and consequent climate change, a treaty of common mankind, UN Framework Convention for Climate Change (UNFCCC) was formed, followed by Kyoto Protocol as its practical implementation commitment. Having entered into force on 16th Feb. 2005, Kyoto Protocol explicitly sets the commitment of emission reduction by Annex B countries for its first commitment period (2008~2012) and provides so-called 'flexible mechanisms' to help them to achieve their emission target in supplement to their own effort to reduce GHG emission. They are Joint Implementation (JI), Clean Development Mechanism (CDM) and Emission Trading (ET), through which Annex B countries can secure credits or transact credits or allowances in the market. It is to give birth to the 'Carbon Market". Currently there are four carbon markets. EU Emission Trading Scheme (EU ETS) is most active with 50Mt transactions in Oct. 2005 at unit price 21 US dollars. UK ETS and Chicago Climate Exchange are also on operation. The market size in 2010 is expected to reach 13 billion US dollars. With this carbon restrained regime, new GHG reduction and energy saving technology is attracting new investment opportunity. Also international finance trend is changing to take the carbon risk into consideration when they evaluate the feasibility of new investment. While most companies in advanced countries have recognized this new regime as a origin of profit through new technology development and participation into CDM projects and are taking necessary measures to cope with new situation, most Korean manufacturers are still unaware of the urgency of this changes and seem too much indifferent. I have compared the responses of Korean manufacturers to the climate change issues with those of FT500 companies done by Carbon Disclosure Project, U.K based investors community and found Korean companies' are not prepared for the carbon restrained regime in general despite of minor differences by industrial sector. This indifference may be attributable to the fact that Korea does not belong to Annex B of the Protocol but I think that considering that we are importing about 100% of energy, the UNFCCC's principle of energy saving and GHG emission reduction is in line with our long term interest. What's more, when we understand that the most benefits of Kyoto mechanism can be available for Annex B countries only, we can not remain passive any more. Also from the viewpoint of national industrial structure, we are phasing out of existing high energy consuming industry into knowledge based technology service industry. In this sense, Kyoto regime will help us to facilitate such transition. Somebody may insist that we should not participate into the GHG emission commitment because it will hinder our economic development. But I am afraid such passive attitude may result in bigger losses and damage to our national interest. Also companies must realize there are many opportunities in this new regime. They may raise the company value by achieving price competitiveness through substantial energy saving as well as internalizing environmentally friendly management. Also they may develop new market for renewable energy or new technology like emission reduction or separation/storage/sequestration of GHG. Or they may make use of Kyoto mechanism to make profit through transactions of credits and allowances. As a conclusion, Kyoto regime and carbon market is not an illusion at all but a very concrete reality which we can not choose whether to accept or refuse. The only solution seems to approach this issue in a very positive way thus to make use of this opportunity for our benefits. It may be rather a good chance for Korean industries than a disaster. Whether it will be a disaster or a chance depends on how we react to this new carbon restrained regime. If we can not escape from this regime, then I would dare to recommend the government to take rather aggressive approach from now on in international post-Kyoto negotiations and try to accept the international request .for reduction commitment for second period(2013~2017) while securing the endurable emission target on the one hand and domestically to prepare medium and long term blue print for climate change issue including domestic emission trading system enabling the private sector to plan their future on the other hand. Also the different approach by industrial sector is required to meet the different needs of each sector, asking the companies to turn the direction to overcome the potential risk and make best use of the opportunity because management of environment and climate change issue is becoming the core of the company competitiveness.

대형마트의 에너지 사용량 분석 및 에너지 절감 방안에 관한 연구

배창환 서울산업대학교 에너지환경대학원 2010 국내석사

본 연구에서는 A마트와 B마트의 에너지 사용량을 절감하기 위하여, 마트의 설비현황을 조사하고, 계측장비를 이용하여 조명설비, 냉.난방 설비의 사용량을 분석하였다. 사용량 분석을 통하여 마트의 조명, 냉.난방 설비 등의 시설개선을 한 후에 기존의 에너지 사용량과 시설개선 후의 에너지 사용량을 계측장비를 이용하여 하루 동안의 소비전력을 측정하여 소비전력 패턴을 분석하였다. 측정된 소비전력을 기초자료로 활용하여 동특성 해석코드인 TRNSYS (Transient System Simulation) 프로그램을 이용하여 연간 에너지사용량을 분석하였다. 그 결과를 보면 다음과 같다. 1) A마트는 간접등, 다운라이트, 메탈등, 절전램프 총 4가지의 램프교체 공사와 냉동기의 교체 공사 후 기존의 에너지 사용량과 시설개선 후의 에너지 사용량을 분석해 본 결과 기존의 램프 에너지 사용량은 4,167,042 kWh이고, 시설개선 후의 에너지 사용량은 3,647,825 kWh로 절감되는 전력은 519,217 kWh이며, 112 TOE 절감되는 것을 확인할 수 있었다. 냉동기의 경우는 기존의 경우는 가스 157,219 N㎥과 전력 21,127 kWh를 사용하고, 시설개선 후에는 전력 221,148 kWh를 사용하여 시설개선 후에 123 TOE가 절감되는 것을 확인할 수 있었다. A마트의 기존의 TOE는 1,066이고, 시설개선 후의 TOE는 832로 234의 TOE가 절감되는 것을 확인할 수 있었다. A마트의 기존의 TCO2는 2,214이고, 시설개선 후의 TCO2는 1,721로 493의 TCO2가 절감되는 것을 확인할 수 있었다. 2) B마트는 간접등, 다운라이트, 할로겐, 유도등, 절전램프 총 5가지의 램프교체 공사와 냉동기의 교체 공사 후 기존의 에너지 사용량과 시설개선 후의 에너지 사용량을 분석해 본 결과 기존의 램프 에너지 사용량은 2,093,703 kWh이고, 시설개선 후의 에너지 사용량은 1,813,838 kWh로 절감되는 전력은 279,865 kWh이며, 60 TOE 절감되는 것을 확인할 수 있었다. 냉동기의 경우는 기존의 경우는 가스 127,204 N㎥과 전력 14,151 kWh를 사용하고, 시설개선 후에는 전력 161,488 kWh를 사용하여 시설개선 후에 102 TOE가 절감되는 것을 확인할 수 있었다. B마트의 기존의 TOE는 587이고, 시설개선 후의 TOE는 425로 162의 TOE가 절감되는 것을 확인할 수 있었다. B마트의 기존의 TCO2는 1,221이고, 시설개선 후의 TCO2는 879로 342의 TCO2가 절감되는 것을 확인할 수 있었다. A, B마트의 시설개선 전.후의 에너지 사용량을 비교해 본 결과 에너지 절약 시설개선 후에 A, B마트의 TOE 및 TCO2는 각각 22%와 28% 절감되는 것을 확인할 수 있었다. 앞으로 위의 연구를 토대로 본문에 소개된 에너지 절감 방안을 활용하고 추가적으로 Passive 에너지 절감 디자인과 신재생 에너지 시설들을 설계 반영하여 수행한다면 보다 효율적이고 합리적인 에너지 절감이 가능할 것이라 판단된다. This study analyses the energy consumptions of lightings, cooling and heating systems and other facility systems using measuring equipments for energy saving of "A"mart and "B"mart. Through the analysis of energy saving, the energy consumptions of lightings, cooling and heating systems from before and after retrofit project is measured with appropriate measuring equipment on a single day and the pattern of energy usage is analyzed. By utilizing Transient System Simulation (TRNSYS) program, annual energy saving from retrofit project is estimated. The results are as followings. 1) At "A"mart, retrofitting on lighting sources included down light, metal lamp, indirect light and power saving lamp. The energy consumptions for lightings is 4,167,042 kWh and 3,647,825 kWh before and after retrofit respectively. There is a reduction of 519,217 kWh which translates into 112 TOE savings through this project. In the case of chiller, gas and energy consumptions before retrofit is 157,219 Nm3 and 21,127 kWh respectively. After retrofit, the energy usage is brought down to 221,148 kWh, resulting in 123 TOE of savings. TOE of “A”mart before and after retrofit is 1,066 and 832 respectively, causing 235 TOE savings. TCO2 of "A" mart before and after retrofit is 2,214 and 1,721 respectively, causing 493 TCO2 savings. 2) At "B"mart, retrofitting on lighting sources included indirect light, down light, halogen, guidance lamp and power saving lamp. The energy consumptions for lightings is 2,093,703 kWh and 1,813,838 kWh before and after retrofit respectively. There is a reduction of 279,865 kWh which translates into 60 TOE savings through this project. In the case of chiller, gas and energy consumptions before retrofit is 127,204 Nm3 and 14,151 kWh respectively. After retrofit, the energy usage is brought down to 161,488 kWh, resulting in 102 TOE of savings. TOE of “B”mart before and after retrofit is 587 and 425 respectively, causing 162 TOE savings. TCO2 of "B" mart before and after retrofit is 1,221 and 879 respectively, causing 342 TCO2 savings. By measuring energy consumptions of the before and after retrofit project, the reduction rate of TOE and TCO2 is 22% at "A"mart and 28% at "B"mart. For the next task, if we utilize energy saving methods introduced in this study and accomplish passive energy saving designs and renewable energy facilities, more efficient energy saving is possible.

음식물류폐기물 통계정보시스템 구축방안에 관한 연구

문광석 서울산업대학교 에너지환경대학원 2007 국내석사

With the development of the industry and urbanization, it has come to the point where various wastes are harming and interfering lives of human being. Therefore, we are in desperate need of establishing more effective and systematic management system for the adequate processing of the food waste from its generation to the final processing stage. In this study, status of food waste from its generation to disposal and current flow of food waste was analyzed. Also management system of which is more systematic and convenient and effective in the aspect of administration through transparent management from its generation to disposal was examined by introducing the food waste statistics information system. Comparing the generation of food waste between 2005, banned of direct landfill, and 2004, before the banning of direct landfill, more considerable amount of food waste was generated with the banning of the direct landfill. Regarding the processing amount, landfill processing rate has been declining and most of disposal was done through recycling. In case of detached house and small size restaurants, food waste was discharged in certain container or bags and door to door collection was preferred rather than the drop-off center method. In case of apartment complexes, food waste generated from houses were collected in the large container located inside the complex and then transported. Number of business with liability for food waste reduction was known to be 87,423 according to the report from 16 Si and Do nationwide. Instruction and inspection rate came out to be less than 50% because of the excessive workload of the local government personnel in charge of the operation and the lack of manpower. Cleaning administration sector of Si, Gun and Gu takes charge of the general affairs of administration and performance reporting including the instruction and inspection on the business discharging food waste in each local government. Among the organized performance report, data concerning the generation and disposal status of the food waste is reported to the Ministry of Environment and it is becoming the major foundation of domestic statistics for generation and disposal of the food waste. However, framing document and various reports regarding the food waste processing has been done by hand and calculation method for statistics of amount generated is not unified. Thus due to the diversity of calculation method, reliability of the statistics come to be quite low especially when considering the amount of food waste generated nationwide whether each calculation method is correct or not. As a result of analyzing the management system through field inspection from generation to disposal of food waste in Nowon-Gu, Seoul-Si, Eujeongbu-Si, Gyeonggi-Do, Namyangju-Si, Gyeonggi-Do, Jeonju-Si, Jeollabuk-Do, performance report was done in the detached house, apartment complex and small business by nongovernmental collector and transporter and local governments in most of the regions. However, performance report of business with liability for food waste reduction was done by each business itself or commissioning entities. It has been noted in this inspection that acquiring data regarding management and precise statistics of business with liability for food waste reduction is very difficult. When discharger, transporter and processor of the food waste nationwide directly input the concerning data (food waste reduction plan, generation and disposal report, performance report on collection and transportation, performance report on middle process, performance report on recycling and etc) to the data processing center nationwide after adopting the food waste statistics information system mentioned in this study, the input data will automatically be computed into statistics in data processing system and local government will be able to grasp the data by searching information on related ordinance and the register. Also content of various performance reports will be collected by entering data such as adherence of food waste reduction and others and it is concluded that these data will be available to be searched and utilized at anytime. For the smooth introduction of statistics information system, focus should be on increasing the effectiveness of operation maintaining the frame of previous system. Quality of administration for recording and preserving the register of food waste is expected to be improved when each business input reports and documents (performance report, register and etc) regarding the food waste to the statistics information system so that all data regarding the amount of food waste generated and disposed can be computed automatically. Different from previous system where it was run by each input entity, system where all information regarding the amount of food waste generated and disposed is automatically computed into statistics by inputting data through newly integrated food waste statistics information system webpage online will be implemented. The system will be implemented giving separate interface and authority to each user such as waste processing companies, local governments, the Ministry of Environment and others. It is expected that statistics and analysis of whole DB will be possible through web server by implementing the separate webpage especially for the Ministry of Environment and institutes. 산업의 발달 및 인구의 도시집중화로 인해 각종 폐기물은 인간 생활의 위해를 가하는 수준까지 오게 되었다. 따라서 음식물류 폐기물의 발생단계에서부터 최종 처리단계에 이르기까지 적정 처리를 위한 보다 효율적이며, 체계적인 행정관리체계의 개선이 필요한 시점에 다다른 것으로 나타나고 있는 실정이다. 이에 본 연구에서는 음식물류 폐기물 발생에서 처리까지의 현황을 분석하고, 현행 음식물류 폐기물의 물질 흐름을 분석하여 음식물류 폐기물 전산화시스템을 도입하여 발생에서 처리까지의 투명한 관리를 통한 보다 제도적이며 행정적으로 간편하고 효율성 있는 관리체계 방안을 연구하였다. 음식물류 폐기물 발생량은 직매립이 금지되어진 2005년도와 금지전의 2004년도의 발생량을 비교한 결과, 직매립 금지조치에 의하여 발생량 상당히 증가했고, 처리량은 매립 처리 비율은 감소, 대부분의 처리는 재활용 경향을 나타내고 있으며, 단독주택이나 소규모음식점의 경우 일정한 수거용기 및 봉투에 의해 배출되어지고 거점수거방식이 아닌 문전수거방식을 택하고 있으며, 공동주택의 경우는 가정에서 발생된 음식물을 단지 내에 설치된 대형 용기에 의해 수집하여 운반하고 있다. 전국 16개 시도에서 보고되는 감량화의무대상사업장은 87,423개소로 나타났으며, 지도ㆍ점검율은 50% 이하로 나타나고 그 이유는 지자체의 담당공무원의 업무량 과다 및 인력부족이 부족한 것으로 분석되었다. 각지자체의 음식물류 폐기물 관련 사업자에 대한 모든 지도·점검을 포함하여 기타 행정업무 및 실적보고 관리는 시·군·구의 청소행정 담당부서에서 진행되고 있으며, 정리되는 실적 보고 중 음식물류 폐기물 발생 및 처리현황과 관련한 자료는 분기별로 시·도를 거쳐 환경부로 보고되며, 이는 국내 음식물류 폐기물 발생 및 처리현황 통계의 주된 근간이 되고 있다. 그러나 음식물류 폐기물은 현재까지 문서 및 각종 보고서 작성 등의 업무는 수작업으로 이루어지고 있으며, 발생량 통계량 산출 방식은 통일화 되어 있지 않고 있으며 각 산출 방식이 옳고 그름을 떠나 산출방식이 다양하여 전국 발생량을 기준하여 본다면, 전체 통계 수치에 대한 신뢰도는 큰 기대를 갖기 어려울 것으로 판단된다. 이에 서울시 노원구, 경기도 의정부시, 경기도 남양주시, 전라북도 전주시에 대해 음식물류 폐기물의 발생에서 처리까지의 현장 조사를 통해 관리체계를 분석해 본 결과 대부분의 지역에서 단독주택, 공동주택, 소규모사업장의 경우는 민간수집·운반자나 지자체에 의해 실적보고가 이루어지고 있으나, 감량화사업장의 경우는 각 사업장 마다 실적보고를 하거나 혹은 위탁업체를 통해 실적보고를 하고 있는 것으로 나타났으며, 감량화사업장의 경우 관리 및 정확한 통계자체가 어려운 것으로 조사되었다. 이에 본 연구에서는 음식물류 폐기물 전산화시스템을 도입하여 전국의 음식물류 폐기물과 관련한 배출자·운반자·처리자는 전국의 전산처리센타에 관련자료(감량의무이행계획, 발생 및 처리실적보고, 수집운반실적보고, 수집운반실적보고, 중간처리실적보고서, 재활용실적보고 등)를 직접 입력하는 방식을 취하며, 입력된 자료는 전산시스템 내에서 자동적으로 전산 통계화 되며, 이러한 자료는 해당 지자체가 관련법령정보 및 대장정보 조회를 통해 파악 할 수 있을 것이다. 또한, 감량의무이행계획신고필증 등의 자료 입력을 통해 각종 실적보고서의 내용이 취합되며, 이상의 자료 역시 언제든지 조회·활용이 가능할 것으로 판단된다. 이와 함께 전산화시스템의 안정적인 도입을 위해서는 기존 체계의 틀을 유지하는 범위 내에서 업무의 효율성 증진에 주안점을 두어야 하며, 이를 위해 각 사업자는 음식물류 폐기물이 관련보고 양식 및 문서(실적보고, 관리대장 등)를 전산화시스템 내에 입력도록 하며, 이로 인해 음식물류 폐기물의 발생량 및 처리량에 대한 모든 정보는 전산 통계화 되도록 함으로써 음식물류 폐기물의 장부기록ㆍ보존의 행정업무상 질적 상승효과를 가져올 것으로 예상된다. 또한, 입력주체별 자체적으로 운영되던 시스템을 온라인화 하여 신규 통합 음식물류 폐기물 전산관리시스템 웹페이지를 통해서 일괄 입력하여 음식물류 폐기물의 발생량 및 처리량에 대한 모든 정보가 전산 통계화 보고되는 형태의 시스템을 구현한다. 처리업체, 지자체, 환경부 등의 사용자 별로 별도로 인터페이스 및 권한을 구현하여 시스템을 구현하며, 특히 환경부 및 전문기관에 별도의 웹페이지를 구현하여 웹서버를 통해 전체 DB의 통계 및 분석이 가능할 것으로 예상된다.

한국 정유산업의 시장경쟁형태와 결정요인에 대한 분석

진보영 서울산업대학교 에너지 환경대학원 2009 국내석사

본 연구는 석유산업자유화가 본격적으로 실시되는 1997년 이후, 수송용 연료인 휘발유와 경유를 대상으로 정유사들의 가격과 공급(판매)량 전략이 경쟁적으로 이뤄지고 있는지를 연구한다. 또한 과점시장의 특성에 근거하여 정유산업의 시장집중률 변동요인을 분석한다. 정유사들의 가격과 공급량 전략이 경쟁적으로 이뤄지고 있는지를 알아보기 위해 분산분석(ANOVA) 실시한 결과, 국내 정유산업은 가격보다는 물량경쟁을 통해 비협조적인 과점시장구조를 형성하고 있다고 확인되었다. 정유산업의 시장집중률 변동요인 요인을 알아보기 위해 가격, 생산량, 품질, 광고의 독립변수로 회귀분석을 실시한 결과, 경유시장의 경우 가격과 광고가 증가 할 때 시장집중률이 강화된 반면, 생산량이 증가할 때 시장집중률이 완화되는 것으로 나타났다. 품질은 통계적으로 유의미한 결과를 발견할 수 없었다. 휘발유의 시장집중률의 경우 가격과 광고, 품질의 증가시 시장집중률이 강화되는 것으로 나타났고, 생산량의 경우 계수는 음의 부호로 시장집중률 완화에 영향을 미치는 것으로 분석되었으나 유의성이 낮아 기각되었다. 본 연구는 대표적인 과점시장인 정유산업을 중심으로 시장경쟁형태를 살펴본 결과 정유산업의 경우 정해진 생산량을 통한 생산계획의 결정이 가격경쟁보다 강력한 경쟁요인으로 나타났다. 정유사의 정해진 생산량은 고도화설비의 증설로 제품의 생산량변동으로 인해 시장집중률의 완화에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 하지만 유통망의 확보 전략을 통해 판매전략을 세울 수 있는 구조상 광고, 품질, 가격의 경우 한단위 증가시 경질유 제품시장의 시장집중률이 높아지는 것으로 분석된다. 이에 정유산업의 시장집중률 완화는 유통구조의 개선에 초점을 맞추어 실시되어야 한다. This study examines if oil refineries' strategies for the price and supply (sales) of gasoline and diesel have been made competitively since 1997, when the oil industry was fully liberalized. And this study, additionally, analyzes the factors causing the variation of the market concentration ratio of the oil refinery industry characterized by oligopoly market. This study makes the analysis of variance (ANOVA) test and gets the following result: The Korean oil refinery industry is found to form non-cooperative oligopolistic market structure through volume competition rather than price competition. And then this study makes the regression of the variation of the market concentration ratio of the oil refinery industry to price, the amount of production, quality, and advertisement. Resulting from this regression, the market concentration ratio of Korean diesel industry is positively related to price and advertisement, while negatively influenced by the amount of production. Quality is not statistically significant to the ratio of market concentration. In the case of the gasoline industry, market concentration ratio is positively related to price, advertisement, and quality, while negatively influenced by the amount of poduction. This study examines the form of market competition in the oil refinery industry, which is a representatively oligopolistic market. Oil refineries' fixed production is found to relieve market concentration ratio by the variation of production through the extension of advanced facilities. However, because sales strategies are executed by expanding the distribution network, it is analyzed that the market concentration ratio of light oil products goes up with the increase of advertisement, quality, and price. Thus, in order to alleviate the market concentration of the oil refinery industry, effoets should be focused on the improvement of the distribution structure.