• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2019.05a
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• pp.409-409
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• 2019

개발도상국 중심의 전 세계인구 증가추세와 도시화 현상, 경제발전 등의 요인으로 자원 수요량이 꾸준히 증가하고 있으며 글로벌 자원전쟁 및 기후변화는 자원 확보 및 활용에 대한 불확실성을 가중시키고 있다. 특히 필수자원인 물, 에너지 그리고 식량은 서로 밀접한 연관성 (Interconnection)으로 인해 각 자원 간의 상호의존성(Interdependence), 상충관계(Trade-off), 시너지(Synergy)가 존재한다. 이를 인식하고 관련 데이터베이스를 구축하여 통합적인 관점에서 분석하는 것이 물-에너지-식량 넥서스(Water-Energy-Food Nexus, WEF Nexus)이다. 현재 해외에서는 WEF Nexus에 대한 정의를 정립하고 적용방안에 대한 연구가 활발히 진행 중이다. 하지만 국내 연구는 대부분 개념과 필요성 제시에 불과하며, 정량적인 방법들에 대한 분석은 부족한 실정이고, 다양한 적용방안에 대한 연구는 초기 단계에 불과하다. 이에 본 연구는 국내외 WEF Nexus에 대한 정량적 가치평가 연구들을 조사 분석하여, 국내 적용 시의 문제점 및 시사점을 제시하고자 한다. 국외에서도 전력, 양수발전, 소규모 수력발전, 원예, 도시농업 등 다양한 분야에서 WEF Nexus 접근방식을 통한 연구들이 진행되고 있으나 실제 구체적이고 명확한 방식에 의해 정량적 가치를 도출한 사례는 많지 않은 실정이다. 그러나 넥서스 접근방법의 긍정적 효과를 제시하기 위해서는 이와 같은 정량적 분석이 시급이 필요한 시점이다. WEF Nexus 접근법을 국내에 성공적으로 적용시키기 위해서는 (1) 자원별 데이터베이스 구축 (2) 다양한 다양한 평가 툴 개발 및 적용 (3) 자원간 통합적 접근 방안이 필요하다. 이러한 과정들 하나하나가 현실적이고 구체화하기 위해서는 아직까지 많은 시행착오가 필요할 것으로 보인다. 본 연구에서는 국제사회에서 제한적으로 적용된 다양한 정량화 방안들을 검토하고 국내 적용을 위해서 어떠한 사항들이 필요하고 구축되어야 하는지 제시하고자 한다.

• Korean Journal of Agricultural and Forest Meteorology
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• v.25 no.3
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• pp.218-225
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• 2023

An agrivoltaic system (AVS) is a combined system that generates power through photovoltaic panels (PVPs) installed above a field where a crop is cultivated. Although soil moisture is an important limiting factor for open-field crop production, particularly during spring season in Korea, it is not well considered in the utilization of AVS. Indeed, the application of water-energy-food nexus on the AVS should be necessary. In this study, the changes of soil moisture and temperature under the AVS was investigated in fallow paddy field during spring season. The AVS that has partial shading condition by PV panels was decreased soil temperature and increased soil moisture compared to open-field. Furthermore, the maximum of the change in soil moisture to the change in soil temperature had a negative correlation both on open-field and AVS under wet condition. It represents that the micro-climate under the AVS is in energy-limited condition. The open-field of relatively high soil temperature was in water-limited condition. The different behavior of soil moisture on the AVS should be considered for the sustainable agricultural system as related to water-energy-food nexus.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2022.05a
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• pp.292-292
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• 2022

가뭄은 사회기반시설, 인적 자본 등과 같은 자산에 직접적인 영향을 미치지 않으나 물을 중요한 투입재로 사용하는 농업부문에 피해가 집중된다. 가뭄 재해는 준비와 대응에 따라 피해에 큰 차이가 크기 때문에 다른 재해와는 달리 강도뿐만 아니라 지속기간을 고려해야 한다. 효과적인 가뭄 위험 관리를 위해서는 가뭄의 특징과 가뭄 준비 및 대응 수단에 따른 환경 및 경제적 영향을 평가할 수 있는 모형 구축과 다양한 농업자원을 동시적으로 연계 평가하여 지속가능성을 판단할 수 있는 기술 개발이 필요하다. 이에 본 연구에서는 기후변화 등의 외부요인을 반영한 물-에너지-식량 (Water-Energy-Food, WEF) 넥서스 기반 농업 가뭄 평가 플랫폼 설계를 제안하고자 한다. 이를 위해 물-에너지-식량 넥서스 연계 해석 고도화 기술을 개발하고, 생물-물리학적 모델 및 경제학적 모델 연계형 기후-토양-물-에너지-식량 넥서스 (CS-WEF NEXUS) 플랫폼을 구축하여, 최종적으로 기후변화 및 농업부문 가뭄 준비 및 대응 수단의 영향 평가를 바탕으로 한 의사결정 지원 도구를 제시하는 것이 최종 목표이다. 본 연구에서 구축된 플랫폼은 넥서스 연계 해석을 통해 농업 가뭄 대응을 위한 식량 및 에너지 안보 정책에도 미칠 수 있는 영향을 분석할 수 있으며, 다양한 식량-물-에너지 정책들이 타 요소들에 미치는 영향을 쉽게 평가할 수 있다는 점에서 정책적 의사결정 지원 시스템으로서 활용도가 높을 것으로 예상한다.

• Asian Journal of Innovation and Policy
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• v.11 no.3
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• pp.293-319
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• 2022

By analyzing the adaptive capacity, market formation and policy direction as functional areas of Technological Innovation System (TIS), the article evaluates the progress of renewable energy transition in the Maldives, with the inclusion of ideas from Mauritius and Cabo Verde. On the policy direction in the Maldives, technology roadmaps produced with assistance from International Renewable Energy Agency (IRENA) and Asian Development Bank (ADB) are evaluated. Although there are inducing factors such as the Solar Risk Management Initiative, the progress of energy transition is hindered by the lack of technical capacity and local value chain. The findings indicate the importance of facilitating and establishing industry and knowledge networks, incorporating innovation policies, greater involvement of the local private sector along with international investors, and taking water-energy nexus to achieve complementary targets. The study adds value to knowledge by offering a simplified TIS framework, with a current insight of the energy transition in Small Island Developing States with a focus on the Maldives.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2011.05a
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• pp.3-3
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• 2011

After the dissolution of the Soviet Union, the Kra-Araks Basin (KAB) became an international river basin with respect to the South Caucasus states of Armenia, Azerbaijan, and Georgia. However, there are no agreements regarding water allocation, water quality, or ecosystem maintenance among the aforementioned riparians. The main water problems in the basin include not only water quantity and quality, but also the lack of joint management. The aforementioned countries share many similar circumstances: location in a politically unstable but strategic region bureaucratic and structural issues; and more importantly, ongoing ethnic and related conflicts. Despite these obstacles, the countries recognize that they depend greatly on the basin, whose waters they must share. To that end, they proposed and participated in the joint NATO-OSCE South Caucasus River Monitoring (SCRMP) project between 2002 and 2009.The SCRMP sought to investigate and characterize the surface water quality in the KAB by providing equipment and training to all three countries. Several years' worth of water quality data were collected in the KAB: major ions; heavy metals; POPs (persistent organic pollutants); and radionuclides; The North Atlantic Treaty Organization (primary funder) and the Organization for Security and Co-operation in Europesupported the SCRMP not only to build capacity but also to promote cooperation and minimize conflict over water and other resources, thus providing a measure of security for Europe and other regions. The South Caucasus is a strategically-important region, functioning as a bridge between Asia and Europe. Energy-rich Azerbaijan seeks to become a key player in trade by serving as a transportation and energy hub between the energy and mineral-rich Central Asian KUT countries (Kazakhstan, Uzbekistan, and Turkmenistan) and Western Asia, Europe, and other areas. The presentation will summarize the scientific results of the SCRMP, elucidate the regional water-energy-security nexus, discuss future work in the region, and explain why the world needs to be concerned about the KAB and the entire South Caucasus.

• Water for future
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• v.47 no.1
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• pp.40-47
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• 2014

기후변화-수자원 적응과제들의 성공적인 수행과 결과물의 활용을 위해서는 안전행정부, 환경부, 농림축산식품부 등 물관련 정부부처간의 긴밀한 협조체계가 이루어져야 할 것이다. 이를 위해서는 (1)안전행정부의 재난관련 방재패러다임 전환 및 위기관리 체계강화를 위한 추진과제(자연재해 지자체 방재시스템), (2)환경부의 기후변화에 따른 물환경관리 대책 추진과제(비점오염, 수질, 수생태, 습지), (3)농림축산식품부의 농업수자원 및 산림자원 확보 추진과제(농업용수, 산림재해) 등의 진행상황 및 결과의 공유체계 및 공동활용을 위한 채널구축이 필요하다. 포럼에서의 의견으로서, 타분야 특히 산업일선에서는 이미 기후변화에 따른 적응정책과 더불어 관련기술의 개발이 진행되어 우리 수자원분야는 많이 늦은 감이 있다는 지적, 그리고 제시된 기획과제 중에서 제4세부과제인 수자원의 가치를 평가하는 기술개발이 매우 중요하다는 언급이 많았다. 이에 저자들은 수자원의 가치를 높이기 위해서는 농업 그리고 에너지 분야의 전문가들과의 협력연구(Water-Food-Energy Nexus)를 통하여 세 분야의 통계기반, 정보공유, 융합가치 등의 제반연구는 매우 중요한 미래과제라고 강조하였다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• v.52 no.12
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• pp.2969-2974
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• 2020

Looking at the recent studies, nuclear energy and carbon dioxide (CO₂) emissions nexus shows inconclusive result. To further explain nuclear energy-pollution nexuses this study is an attempt to analyze the impact of nuclear energy on pollution reduction for BRICS countries covering data for the period from 1993 to 2017. This study conducts advanced panel techniques such as Continuously-Updated Fully-Modified (CUP-FM) and Continuously-Updated Bias-Corrected (CUP-BC) for long run estimation. Our results support the notion that nuclear energy reduce CO₂ emissions. Also, renewable energy corrects environmental pollution in BRICS countries. The magnitude of the coefficient of nuclear energy is less as compared to renewable energy, implying that nuclear is less effective in reducing environmental pollution. The findings offer significant policy understandings and suggestions not only for BRICS economies but for developing countries as well in designing suitable nuclear energy-growth-carbon policies.

• International journal of advanced smart convergence
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• v.9 no.2
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• pp.8-19
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• 2020

We see an energy fucused smart city evolution of the UK along with the project of "Smart London Plan (SLP)." A theoretical logic of business model innovation has been discussed and a research framework of evolving energy focused smart city is formulated. The starting point is the silo system. In the second stage, the private investment in smart meters establishes a basement for next stages. As results, the UK's smart energy sector has evolved from smart meter installation through smart grid to new business models such as water-energy nexus and microgrid. Before smart meter installation of the government, the electricity system was centralized. However, after consumer engagement plan has been set to make them understand benefits that they can secure through smart meters, the customer behavior has been changed. The data analytics firm enables greater understanding of consumer behavior and it helps energy industry to be smart via controlling, securing and using that data to improve the energy system. In the third stage, distribution network operators (DNOs)' access to smart meter data has been allowed and the segmentation starts. In the fourth stage, with collaboration of Ofwat and Ofgem, it is possible to eliminate unnecessary duplication of works and reduce interest conflict between water and electricity. In the fifth stage, smart meter and grid has been integrated as an "adaptive" system and a transition from DNO to DSO is accomplished for the integrated operation. Microgrid is a prototype for an "adaptive" smart grid. Previous steps enable London to accomplish a platform leadership to support the increasing electrification of the heating and transport sector and smart home.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2021.06a
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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.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2017.05a
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• pp.109-109
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• 2017

전 세계적으로 기후변화, 인구증가, 도시화에 따른 물, 에너지, 식량 등 필수 자원의 수요량 증가로 인한 수급 불균형으로 글로벌 자원안보 위기가 대두되고 있다. 특히, 국내의 경우 경제성장로 인한 중산층 증가와 도시 인구 팽창에 따른 물, 에너지, 식량 등 필수 자원에 대한 수요 증가로 인해 유한한 자원에 대한 대응책이 시급한 실정이다. 또한 국내 자원의 대외 의존성이 높아 국제 자원 시장에 크게 영향을 받기 때문에 물-에너지-식량의 연계를 통한 자립적 자원확보가 필요하다. 국내에서도 수자원 자체만의 기존 기술 한계를 극복하기 위한 물-에너지, 물-식량 연계신기술 개발과 지속가능한 활용방안이 필요한 실정으로 현재 미국, 일본, 유럽 등 주요 선진국을 중심으로 물관리와 연계한 에너지의 효율화 및 수자원이 갖는 에너지의 회수와 적극적 활용이 추진되고 있다. 이를 반영하여, 국내의 경우 독립적으로 구분되는 이수, 치수, 물순환 건전화 등 주요 물관리 이슈에 대하여 에너지, 식량 분야를 연계한 통합적이고 효율적인 지속가능 방안제시가 필요하다. 이를 위해 자원안보의 선제적 대응을 위한 구체적이고 실질적인 물-에너지-식량의 연계 기술이 필요하며, 국내 실정에 적합한 기술의 도입이 필요하다. 즉 (1) WEF 데이터공유 및 범정부적 의사결정을 위한 다부처 협업체계 구축을 위한 Bigdata기반 부처간 데이터베이스 구축 및 공유 (2) 기후변화 적응 자원연계 솔루션 개발 및 넥서스 영향평가 툴 개발을 위한 자원 효율성 증대를 위한 연계 기술 고도화 (3) 국내(미래넥서스시티 versus 지자체자립형넥서스마을), 해외 on-demand형의 미래자원관리 패키지기술 실증을 위한 국내외 Testbed구축 및 운영 (4) 기술의 실현을 위한 제도, 정책의 개선 및 국민 공감대 형성을 위한 WEF 넥서스 거버넌스 수립 및 개선으로 구분할 수 있다. 이를 통해, 물-에너지-식량 분야 상호 연계를 통한 분야별 "생산-가공-유통처리" 효율 30% 개선, 20C SOC 시설산업기반에서 21C 사회 인프라 국민 서비스 산업으로 전환을 통한 국가 신산업기반 구축, 4차 산업혁명의 Data Technology 분야에서 세계 최초의 공공기반 WEF 연계 패키지 기술 개발 들이 가능할 것으로 판단된다.