• 제목/요약/키워드: 도시에너지

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폐열을 이용한 도시에너지 시스템 모델링에 관한 연구 (Modeling of Municiapal Energy System Using Waste Heat)

  • 박수억;이덕기;백종건
    • 한국에너지공학회:학술대회논문집
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    • 한국에너지공학회 1998년도 추계 학술발표회 논문집
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    • pp.9-14
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    • 1998
  • “폐열을 이용한 도시에너지 시스템”은 산업단지나 발전소 등에서 발생되는 폐열을 회수하여 원격지로 수송을 하고, 도시지역의 수요처에서 수송된 열을 효율적으로 이용하는 에너지 시스템이다. 본 연구는“폐열을 이용한 도시에너지 시스템”모델링을 위해 시스템을 폐열공급원에서 최종 열수요처까지의 전체시스템을 이루는 GES(Global Energy System)와 열의 입출력·이송 저장·변환이 이루어지는 EFS(Energy Flow System)로 구분하였다. 그리고 EFS를 프로세스별로 구분하고, 이들을 최적화하는 시스템 모델링을 구축하였다.

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기획특집 - 미래형 도시, 꿈꾸는 탄소 제로도시 개발

  • 환경보전협회
    • 환경정보
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    • 통권389호
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    • pp.8-24
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    • 2010
  • 도시생활과 관련된 교통 주택부문의 온실가스 배출량은 43%를 차지하고 있어 도시에서의 온실가스 저감대책 마련이 시급하며, 저탄소 녹색성장의 시대적 요구에 따라 기후변화 위기에 적극적으로 대응할 수 있는 저탄소 녹색도시 조성이 필요한 실정이다. '저탄소 녹색도시'는 지구온난화 등 기후변화의 주요 원인인 이산화탄소의 배출을 획기적으로 감축하고, 지속가능한 도시기능을 확충하면서 자연과 공생하는 도시를 말한다. 최근의 '저탄소 녹색도시'는 기존의 녹색도시와 또 다른 양상을 보이고 있다. 자원순환과 신재생에너지원의 도입을 주장하고, 탄소상쇄를 위한 에너지 및 자원절감 전략을 중요시 하고 있다. 선진국에서는 이미 주거단지내 소비되는 난방과 전력은 단지내에서 생산되는 신재생에너지를 활용하고 있으며, 모든 주택의 지붕위에 태양광 패널을 설치하고 단지 내 열병합 자가발전소에서 산업폐기물을 소각하여 에너지를 생산함으로써 제로 에너지(Zero Energy)를 실현하고 있다. 선진국 뿐 아니라 전 세계의 이목이 '저탄소 녹색도시'에 집중되고 있으며 저탄소 녹색도시를 조성해야 하는 것은 선택이 아닌 의무가 되고 있다. 우리나라도 2020년 그린홈 100만호 보급을 목표로 주택분야 보급가능 신재생 에너지원을 태양열, 지열, 소형풍력, 연료전지 등으로 다양화하여 안정적 보급 기반을 확보해 가고 있다. 녹색도시를 조성하기 위해서는 저탄소 주택, 저탄소 에너지, 녹색교통, 생태녹지, 물 및 자원순환등 핵심요소들의 적용방안이 검토되어져야 한다. 이에 본지에서는 "저탄소 녹색도시의 해외사례와 국내 적용방향", "그린홈 100만호 보급사업 그간 성과와 발전방향", "온라인 전지자동차의 기술 개발 동향" 내용에 대하여 살펴보고자 한다.

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넥서스 관점에서 국내 도시별 상수시스템 물-에너지 관계 분석 (Analysis on Water-Energy Relationship of Drinking Water System in Nexus Perspective in Kore)

  • 최서형;김동균;송영석;신봉우;신은허
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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    • pp.80-80
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    • 2023
  • 인구증가와 경제발전은 도시화를 촉진시키며 도시에서 물과 에너지 사용량을 급격히 증가시켰다. 도시 물순환 시스템에서 용수를 공급하기 위해 에너지가 사용되고 에너지 발전을 위해 물이 필요하듯이, 물과 에너지는 긴밀한 연결 관계를 가지고 있다. 도시에서 이러한 자원을 효율적으로 관리하기 위해서는 물과 에너지 사이에 존재하는 복잡한 관계를 고려하여 분석할 필요가 있으나 기존의 도시 물관리는 부문별로 독립된 접근방식에 의존하기 때문에 이를 설명하기는 어려웠다. 이러한 한계점을 극복하기 위해 부문 간 존재하는 복잡한 관계를 반영하고, 상호연관성 및 영향 효과에 대해 분석 가능한 통합적 접근방식인 넥서스 접근법이 점차적으로 활용되고 있다. 본 연구에서는 넥서스 관점에서 국내 광역지자체별 상수시스템의 물-에너지 관계를 분석하고, 이를 바탕으로 도시 물관리 전략 및 실행계획을 제시하는 것을 목적으로 하였다. 넥서스 관점에서 상수시스템의 물-에너지 이용을 분석하기 위해 2011년부터 2020년까지 10년간의 자료를 활용하여 광역자자체별 넥서스 프로파일링을 수행하였다. 분석 범위 설정, 자료 처리, 기본 경향 분석, 영향 요인 도출, 스냅샷 및 궤적 분석, 원인 도출의 절차로 진행되는 프로파일링을 통해 상수시스템에서 물 사용량과 에너지 사용량의 현황과 거동을 파악할 수 있었다. 인구변화, Lpcd(litres per capita per day) 변화, 원수 수입량 변동과 같은 외부 영향(부산, 대구, 인천, 울산, 세종), 시스템 개선 등을 통한 도시여건 개선(광주), 입력자료의 오류 또는 부정확성(대전, 울산, 제주)과 같은 도시별 물-에너지 사용량 변화에 대한 주요 원인을 도출할 수 있었다. 그리고 이를 바탕으로 각 광역지자체별 향후 추세 및 개선방안을 제시하였다. 본 연구에서는 넥서스 관점에서 국내 통계자료를 활용하여 광역지자체별 상수시스템의 물-에너지 관계를 분석하여 국내 도시 상수시스템 내 물과 에너지 사용에 대한 과학적 근거를 제공하였다. 이를 통해 향후 각각의 도시 여건에 맞는 실제 정책 수립에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

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도시 여건, 외부 영향 및 운영관리 효율이 넥서스 관점에서 도시 물순환 시스템에 미치는 영향 (The effect of urban conditions, external influences, and O&M efficiency on urban water system from the perspective of water-energy nexus)

  • 최서형;신봉우;신은허
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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    • pp.31-31
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    • 2022
  • 기후변화, 물 부족, 인구 증가와 도시화로 인한 물 수요 증가, 수질 악화, 노후화된 인프라와 같은 세계적인 물문제의 증가로 인해, 도시 물순환 시스템 관리는 더 큰 어려움을 겪고 있다. 취수, 도·송수, 정수처리, 배·급수, 용수 사용, 하수 집수, 하수 처리, 재이용 및 배출 과정을 포함하는 도시 물순환 시스템의 과정은 매우 에너지 집약적인 활동이며, 이와 같은 에너지 소비는 탄소 배출과 양의 직접적인 상관관계가 있다. 따라서 자원 관리 및 데이터 관리를 최적화하기 위해 넥서스 관점의 접근법이 도시 물순환 시스템에 점차적으로 도입되고 있는 추세이다. 도시 물순환 시스템 넥서스에서는 일반적으로 에너지 인텐시티로 표현되는 물을 위한 에너지를 이해하는 것이 중요하다. 에너지 인텐시티의 차이는 기후(연평균 강수량, 단기 기후 변동성, 기후패턴 등), 지리적 특징(표고차, 평지비, 위치 등), 시스템 특성(총급수량, 인구, 인구밀도, 관로 연장 등) 및 운영관리 효율(수압, 누수율, 에너지 효율 등)과 밀접한 관계가 있다. 그리고 도시 물순환 시스템에서 에너지 관리를 증진시킨 방안은 유지관리 효율 개선(물·에너지 관리전략, 물손실 관리, 수요 관리 및 수요 대응 등), 신기술 도입, 그리고 에너지 회수로 나누어진다. 본 연구에서는 기존 문헌의 자료를 분석하여 도시 물순환 시스템의 각 공정별 에너지 인텐시티를 분석하였으며, 시스템 다이나믹스를 적용하여 다양한 도시 여건(인구, lpcd, 누수율, 취수원, 에너지 인텐시티)에서 외부영향(기후변화, 도시화)과 운영효율 변동(운영효율 향상, 신시술 도입)에 따른 도시 물순환 시스템 내 자원 사용 및 이동을 분석하였다. 에너지 인텐시티는 전체 도시 물순환 시스템, 상수 시스템, 하수시스템에서 각각 2.334 kWh/m3, 1.029 kWh/m3, 1.024 kWh/m3를 나타내었으며, 용수사용, 담수화, 재이용 과정에서는 매우 높은 값이 나타났다. 에너지 인틴시티의 값은 외부 영향에 크게 좌우되는 것으로 분석되었으며, 운영효율의 변동에 따라서 물 및 에너지 사용량은 변화하였지만 에너지 인텐시티의 변동은 크지 않았다. 이에 따라 도시 물순환 시스템을 넥서스 관점에서 관리하기 위해서는 에너지 인텐시티 이외에 물 및 에너지 사용량, 유수수량 관점 에너지 인텐시티, 사용수량 관점 에너지 인텐시티를 종합적으로 고려하는 것이 필요하다.

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토지이용 및 제조업 특성에 따른 에너지 사용량과의 상관성 분석 - 부산광역도시권 사례를 중심으로 (Correlates between Urban Land Use and Manufacturing Industries Characteristics and Energy Consumption - A Case of Busan Metropolitan Area)

  • 이윤주;최열
    • 대한토목학회논문집
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    • 제39권5호
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    • pp.637-645
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    • 2019
  • 기후변화와 새로운 에너지정책의 변화등 대내외적인 환경정책의 변화로 도시특성과 에너지 사용량에 대한 파악이 필요하다. 기존에도 도시공간 구조를 활용한 연구는 누적되어왔지만 대부분 거시적으로 국가별, 수도권 위주, 대도시를 대상으로 했으며 경제성장이나 탄소배출과 에너지 사용량의 관계에 주목하였다. 본 연구는 이와는 달리 세부적으로 도시특성을 반영한 데이터를 바탕으로 기존의 교통에너지를 제외하고 가정과 산업 에너지 환경의 기반인 전기와 가스에너지 사용량과의 상관관계를 파악하고자 한다. 본 연구는 도시 토지이용과 제조업특성을 고려하여 도시 특성과 전기와 가스 에너지 사용량과의 연관성을 실증적으로 분석하였다. 통계적으로 유의미한 변수 중에서도 세대수와 면적의 도시 규모 특성과 지방세 징수액, 자동차 등록대수와 같은 경제적 특성, 도로와 시가화밀도등의 도시화 특성은 에너지사용량을 증가시키는 상관요인들로 도출되었다. 본 연구는 수도권 중심의 에너지 소비 분석에서 벗어나 부산광역도시권 지역사회 에너지 정책의 이론적 근거를 마련하는 데 도움이 되고자 하였다.

도시, 건축형태 및 미기후로 인한 건축물군의 에너지 소비량의 관계 (The Relation of between the Architectural and Urban Form, Microclimate Factors and Buildings Energy Consumption)

  • 이건원;정윤남;문윤덕
    • 예술인문사회 융합 멀티미디어 논문지
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    • 제9권10호
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    • pp.923-934
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    • 2019
  • 본 연구는 도시 및 건축형태요소와 미기후가 건축물군의 에너지 사용량에 미치는 영향을 도출하는 것을 목적으로 한다. 본 연구에서는 건축물 에너지 사용량에 영향을 미치는 미시적 요소로 도시형태 및 도시조직, 건축물 형태 및 특성, 미기후 등의 요소를 중심으로 접근했다. 이러한 분석을 위해서 2017년 건축물 에너지 사용량 자료 중 서울시 내 건축물들의 8월 에너지 사용량 자료를 중심으로 분석을 수행하였다. 기상청에서 서울시 내에 설치한 23개의 AWS의 반경 500m의 미시적 요소들을 조사하여 데이터를 구축하였다. 본 연구에서는 건축물 에너지 사용량과 건축물 형태요소 외에 도시형태요소, 미기후요소 간의 관계를 분석하기 위해서 위계적 회귀분석을 이용하여 비교·분석하였다. 분석결과, 도시형태 및 도시조직 변수들은 모두는 아니었지만 대체로 건축물 에너지 사용량과 유의미한 관계를 맺고 있었다. 온도 외에 풍속, 습도 등의 미기후 변수들은 모두 건축물 에너지 사용량을 설명하는데 필요한 변수임을 도출했다.

도시교통체계와 에너지효율성의 관계분석 (Relationships between Urban Transportation System and Energy Efficiency)

  • 신용은;강민우;임미
    • 대한교통학회지
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    • 제28권2호
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    • pp.161-169
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    • 2010
  • 도시교통체계에 의한 에너지소비는 교통체계 자체의 특성 뿐 아니라 도시의 공간구조에도 크게 영향을 받는다. 그러나 현재까지 이와 같은 주제에 관한 연구가 매우 미미한 실정이다. 본 연구는 도시의 공간적 특성과 교통체계의 특성을 동시에 고려하고 교통 에너지 소비에 영향을 미치는 요소와 요소 간 관계 분석에 주목적을 둔다. 이를 위해 도시와 교통체계가 지닌 주요 특성을 기반으로 도시모형을 구축하여 교통체계에 의한 에너지 소비 산정식을 도출하였다. 도출된 모형과 산정식을 기반으로 에너지 소비량과 통행거리, 에너지계수 및 수단분담율이 에너지 소비에 미치는 영향을 수치적 민감도 분석을 시행하여 파악하였다. 그 결과 교통에너지 소비에 미치는 영향력으로 수단분담율이 가장 큰 것으로 파악되었으며, 또한 주거 및 고용밀도와 기술발전에 따른 에너지효율성도 에너지 소비량에 매우 민감한 변수로 파악되었다.

물-에너지-환경 넥서스 관점의 도시 물순환 시스템 내 물 손실 관리 방안 모델링 (Modelling Water Loss Control Interventions in Urban Water System from a Water-Energy-Environment Nexus Perspective)

  • 최서형;신은허
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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    • pp.32-32
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    • 2021
  • 넥서스는 물, 에너지, 식량, 토지, 기후 및 환경 등의 부문 간 연관성과 상호의존성을 나타내며, 이러한 넥서스 개념은 최근에 학계와 정책결정자들에게 많은 관심을 받고 있다. 더 나아가 넥서스 관점의 도입으로 단일 부문별로 자원을 관리하는 기존의 정책 결정 체계의 한계를 극복하고, 관련 있는 부문 간의 시너지와 트레이드오프를 고려한 지속가능한 발전을 위한 의사 결정이 가능하게 되었다. 일반적으로 취수-도수-정수처리-송수-분배·급수-물이용-하수집수-하수처리-물재이용으로 구성되는 도시 물순환 시스템에서 공급과정에서 발생되는 물손실 관리를 위한 전략 및 프로그램은 물부문 만에서 평가를 통해 수립되고 있다. 본 연구에서는 시스템 다이나믹스(System Dynamics)를 적용하여 물, 에너지 및 환경 부문을 동시에 고려한 도시 물순환 시스템 모델을 개발하여, 넥서스 관점에서의 합리적인 도시 물손실 관리 방안을 도출하고자 하였다. 그리고 모델 내 부문 간 자원의 사용량 및 이동량의 정량화를 위해 물, 에너지, 환경 지표로 각각 물발자국(Water Footprint), 총 에너지 사용량(Total Energy Use) 및 탄소발자국(Carbon Footprint)이 적용되었다. 개발된 모델을 3개의 도시 에너지 인텐시티 현황(낮음, 보통, 높음)과 4개의 물손실 현황(낮은 물손실, 높은 물손실&낮은 명목손실비, 높은 물손실&보통 명목손실비, 높은 물손실&높은 명목손실비)을 고려한 12개의 시나리오에 적용하여 분석하였다. 그 결과 기존의 경제적인 측면 중심의 의사결정 과정에서는 명목손실이 물손실 관리 전략 수립 및 적용의 우선순위였으나, 넥서스 관점에서는 실손실 부분의 개선이 중요함을 알 수 있었다. 또한, 도시의 단위 물공급 에너지 인텐시티가 자원 사용 및 이동에 큰 영향을 미치는 것으로 분석되어서, 넥서스 관점의 의사결정시 사전적으로 분석해야 하는 중요 항목인 것으로 도출되었다. 이와 같은 범용적이고 포괄적인 도시 물순환 물-에너지-환경 넥서스 모델을 통해, 지속가능하고, 체계적이며, 구체적이고, 실현가능한 넥서스관점의 물손실 관리가 가능할 것으로 판단된다.

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혁신도시 신재생에너지 도입 연구 (A study on the introduction plan of the renewable energy in innovation city)

  • 김정욱;김호찬;부창진
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제12권5호
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    • pp.2254-2260
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    • 2011
  • 본 논문은 혁신도시에 신재생에너지 도입계획을 수립하는 것이다. 최상의 혁신도시 계획은 경제성, 삶의 질, 지속가능한 개발을 가능하도록 하는 것이다. 균형잡힌 도시를 위해서는 환경 친화적이고 지속가능한 도시를 설계하여야 하고, 효율적인 빌딩을 위해서는 에너지 효율과 환경 문제를 고려하여 설계하여야 한다. 이 논문에서 우리는 다양한 건축물에 대하여 에너지 효율성을 분석하고 신재생에너지를 도입하기 위한 방법을 제시하였다. 결론적으로 각 혁신도시에 대하여 새로운 신재생에너지 계획을 제시하였고 분석하였다.