지구온난화 및 기후 변화에 따른 재난, 이상기온, 질병 등 각종 사회 문제들이 대두됨에 따라, 에너지 절감 및 효율화를 위한 기술 개발이 증대되고 있다. 주택, 상업건물, 공공 건물 분야에서 소비되는 에너지는 우리나라 전체 에너지 사용의 22%를 차지함에 따라, 건물에너지 절감은 전체 에너지 절감에서 매우 중요한 요소이며, 이를 위한 방안이 추진되고 있다. 기존의 건물에서는 에너지 효율화를 위해 열 손실에 대한 대책 마련 및 에너지 저소비형 장비 사용 등의 수동적 방법을 사용하였으나, 최근에는 ICT 기술과 융합하여 에너지 사용의 측정, 모니터링, 통제를 통해 지속적으로 에너지 낭비 요소를 감지 및 제거하는 방식의 건물 에너지 효율화를 위한 능동적 기술이 대두되고 있다. 에너지 효율화를 이용하여 에너지 절감 장비를 사용하더라도, 낭비 상황을 제어하지 않으면 실질적이고 지속적인 에너지 절감 효과를 달성하기 어렵게 된다. 이 논문에서는 국내외 건물 에너지 효율화를 위한 기술 개발 현황을 소개하고, 능동적 에너지 절감을 위한 이슈를 고찰한다.
이경희 과장은 ''용산민자역사'' 공사에서 에너지절감 설비를 책임지고 수행한 장본인이다. 그가 올해 에너지절약 유공자의 한 사람으로 지난 11월 12일 에너지절약촉진대회에서 산자부 장관상을 받은 것도 이러한 공로를 인정하고 땀방울을 격려하기 위해 그의 동료들이 적극 추천했기 때문이다. 그가 수행한 설비는 빙축열냉방시스템과 고효율 공조장비. 빙축열은 터보냉동기에 비해 연간 4억원의 절감효과를 가지고 있으며 고효율 공조장비는 연간 2억정도의 에너지세이빙효과를 가지고 있다.
지난해 저탄소 녹색성장에 따른 국가정책의 일환으로 공공기관 에너지 절약 추진 지침서가 발표되었다. 지침서에는 에너지절약, 에너지이용효율 향상, 신재생에너지 보급 촉진 등에 솔선수범함으로써 범국민적 에너지절약 의식 확산 및 기후변화대응 등 에너지이용합리화를 목적으로 한다는 내용이 담겨 있다. 이에 따라 공공기관에서는 에너지절감과 관련한 기술을 도입하고, 또 선보이고 있는 것. 그 중 지난해 '지방자치단체 청사 에너지절약 평가'에서 우수기관으로 선정된 목포시청사와 신재생에너지를 도입한 부산대학교의 에너지 절감 사례를 살펴본다.
국가에너지 총 사용량의 건물에 대한 에너지 부문은 약 28%를 차지하고 있으며, 서울시의 경우는 약 58%가 건물 에너지 소비로 사용되고 있다. 기후변화 대응 및 온실가스 감축을 위하여 서울시는 '친환경 건축기준'을 발표하고 조례 시행 중에 있다. 공공건물에서의 에너지 절감은 어떤 효력을 가지고 있을까. 이에 대해 전문가들은 공공건물의 에너지 손실을 최소화하고 에너지 이용효율을 극대화함으로써, 국가 예산을 절감할 수 있을 뿐 아니라 나아가 이산화탄소 배출량 감축에 기여하면서 미래성장동력인 녹색 성장을 활성화하는데 밑바탕 이 될 것으로 내다보고 있다. 이와 관련해 국내 공공건물 에너지 정책과 해외 공공건물의 에너지 정책 사례를 살펴보고, 나아가 에너지절감 기술의 적용 방안을 소개한다.
전 세계적으로 에너지 소모량 절감 및 온실가스 배출 감소가 중요한 문제로 대두되고 있으며, 온실가스 배출 절감을 목표로 다양한 노력을 기울이고 있다. 우리나라도 2020년까지 국가 온실가스 감축목표를 2005년 대비 4% 감축하는 것으로 설정하고 정책입안, 기술개발 등 다양한 노력을 경주하고 있다. 연구결과에 따르면 ICT 산업은 세계 온실가스 배출량의 2%를 차지하고 있으며, 지속적으로 증가추세에 있는 것으로 조사되었다. 또한, ICT 산업이 세계 온실가스 배출량의 최대 30%를 절감할 수 있는 가능성을 내재하고 있는 것으로 조사됨에 따라, ICT 산업, 특히 네트워크 분야에서의 에너지 절감을 위한 노력의 필요성이 크게 부각되고 있다. 그린 네트워킹 기술은 ICT 분야의 핵심인 네트워킹 분야 중 에너지 효율적인 네트워킹 기술 개발을 위한 분야로, 기존 네트워킹 기술과 동일한 성능을 나타내지만 에너지를 더 적게 사용하는 네트워킹 기술을 개발하는 것을 목표로 한다. 그린 네트워킹 기술은 단말 기술, 액세스 망 기술, 백본 망 기술로 세분화 될 수 있다. 본 논문에서는 네트워크 에너지 사용량의 많은 비중을 차지하는 가입자 네트워크와 가입자 네트워크와 데이터 센터의 에너지 효율을 향상시키기 위한 기술 동향에 대해 살펴보고 국내외의 관련 표준화 기구의 표준개발 동향을 살펴본다.
컴퓨팅 성능향상과 장비의 증가는 전력소비의 증가로 이어져 데이터센터 경영자에게 운영경비의 증가로 피할 수 없는 중요한 문제가 되었다. 그래서 미국의 데이터센터에서는 에너지 효율화 지수인 PUE(Power Usage Effectiveness)를 표준지수로 정하고 에너지소비를 관리하고 있다. 데이터센터에서 소비되는 에너지에서 IT부문과 비IT부문의 에너지 소비비율은 50:50 비율이다. IT장비는 처음 도입 시 에너지 효율적인 장비를 도입하면 컴퓨터 운영상에서 에너지를 절감할 기회는 많지가 않지만, 비IT부문은 설비운영적인 측면으로 안정성을 고려하면서 동시에 효율적인 운영환경을 유지하는 것이 가능하다. 본 문서에서는 비IT부문에서 전산실 장비의 열복도-냉복도 분리 배치가 에너지 절감효과가 어느 정도인지 실험을 하였으며, 그 실험결과를 기술하였다.
국토교통부(장관 서승환)는 그린리모델링 사업지원 및 효율적 건물 에너지 관리 방안 등을 담은 '녹색건축물 조성지원법'을 일부 개정해 지난 5월 28일 공포했다. 이로써 정부는 녹색건축물 시공 전문기업을 지원할 뿐만 아니라, 에너지 절약적이고 친환경적인 건축물의 보급 활성화를 위하여 일정규모 이상의 건축물을 건축하는 경우에는 녹색건축 에너지효율등급 인증을 받도록 하고, 건축물 에너지 소비 절감을 위한 고효율 냉 난방 장치 설치를 의무화했다.
최근 유가 상승과 건물 에너지 소비 증가는 에너지 자원 해외 의존도가 높은 우리나라에 큰 부담이 되고 있다. 이런 상황에서 에너지 소비량의 40% 수준을 차지하는 빌딩건물의 에너지절감은 매우 중요한 이슈가 되는데, 본 연구는 ICT를 활용하여 건물에너지 소비량 및 전력사용요금 절감을 하는 최적제어방법을 구현한 실증 분석을 병원을 대상으로 수행하였다. 먼저 기존의 냉난방용 흡수식 냉온수기와 급탕용 보일러시설 일부를 수축열 히트펌프로 대체하고 사용하는 요금제의 조정을 통해 에너지소비량을 줄이고 요금을 절감하였다. 여기에 환경(외기온도, 사용량 증감 등) 변화를 고려한 ICT 기반 최적제어 기능을 추가적으로 적용함으로 기존 설비 대체 중심의 에너지절감 방법과 ICT 기반의 최적제어방법까지 고려한 효과를 분석하였다. 그 결과 본 연구에서 병원 대상의 최적제어방법은 에너지효율화 설비 적용으로 인한 절감량(53.6%)에 최적자동제어 효과(18.2%)까지 추가적으로 절감할 수 있는 것을 확인하였다. 본 연구 결과를 바탕으로 건물 에너지 절감 성과를 높이는 다양한 방안을 검토해 볼 수 있을 것이다.
전 세계적으로 에너지 절감에 대한 요구가 점차 증가함에 따라 가장 많은 전기 에너지를 소비하는 산업용 전동기에 대한 에너지 절감에 대한 요구가 증대되고 있다. 보통의 산업용 전동기에 인버터를 장착 할 경우, 가장 에너지 절감 효과가 높은 부하는 Fan이나 Pump부하이다. 따라서 많은 인버터 제조업체들이 이러한 부하에 적합한 인버터를 출시하여 현장에 적용하고 있다. 또한, 국가에서 적용하는 ESCO 정책과 같은 정부 보조에 힘입어 더욱더 시장이 확대가 되고 있는 실정이다. 이에 기존의 범용인버터에 대한 에너지 절감 사례들은 많이 적용이 되어 왔으나 고압인버터가 실제 Site 에 적용이 되어 어느 정도의 에너지 절감을 가지는 사례는 알려져 있지 않은 실정이다. 이에 취송수설비 현장에 고압 인버터를 적용하여, 전력비 절감은 물론 투자비 절감으로 우수한 경제성을 확보한 사례에 대하여 소개하며 그 타당성을 입증하고자 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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