LEAP 모델 적용을 통한 대학단위 온실가스 감축안 도출 - 한양대학교 안산캠퍼스 대상으로
Greenhouse Gas Reduction Scenario from LEAP Model Application to a University Campus-For Hanyang University Ansan Campus
박효정․정혜진*․이승묵**․박재우†
Hyo-Jeong Park․Hye-Jin Jung*․Seung-Muk Yi**․Jae-Woo Park†
한양대학교 건설환경공학과․*서울대학교 아시아에너지환경지속가능발전연구소
**서울대학교 보건대학원 환경보건학과
Department of Civil and Environmental Engineering, Hanyang University
*Asian Institute for Energy, Environment and Sustainability, Seoul National University
**Department of Environmental Health, School of Public Health, Seoul National University
(2012년 11월 3일 접수, 2012년 4월 26일 채택)Abstract : The sources of greenhouse gases (GHG) at Hanyang University Ansan campus, including direct sources, indirect sources,
and others, were investigated in order to establish the GHG inventory. Emission of GHG was calculated with the energy use from each source from 2007 and 2009. The indirect emission (56.7%) due to the electricity significantly contributed to total GHG emission.The scenario for the GHG reduction was designed for both campus administration and members. The reduction potential of GHG was simulated from 2007 to 2020 using Long-range Energy Alternatives Planning (LEAP) model. In case of GHG reduction scenario by campus administration, the GHG can be reduced by 63.34 ton CO2eq/yr for stationary combustion in the direct source, by 221.1 ton CO2eq/yr for mobile combustion in the direct source, and by 4,637.34 ton CO2eq/yr for lighting in the indirect source, compared to 2020 Business As Usual (BAU). In case of GHG reduction action scenario by campus members, the reduction potential of GHG was 1293.76 ton CO2eq/yr. Overall, the total GHG emissions in 2020 by the both scenarios can be decreased by 24% compared to 2020 BAU.
Key Words : Greenhouse Gases Emission, Greenhouse Gases Reduction Potential, Long-Rage Energy Alternatives Planning (LEAP) Model
요약 :본 연구에서는 대학 캠퍼스 단위에서의 온실가스 인벤토리 구축을 위해 한양대학교 안산캠퍼스를 대상으로 직접 배출
원(도시가스, 실내등유, 이동연소), 간접 배출원(전력), 기타 배출원(항공, 수도) 세 부분으로 온실가스 배출원을 규명하였으며, 2007년부터 2009년까지 온실가스 배출원별 에너지 사용량에 따른 온실가스 배출량을 산정하였다. 그 결과, 전체 온실가스 배 출영역 중 가장 많은 부분을 차지하는 것은 간접배출의 전력부문으로 전체 온실가스 배출량의 56.7% 차지하는 것을 확인하
였다. 또한, 대학본부에서 수행 가능한 온실가스 감축시나리오 및 학교구성원이 수행 가능한 온실가스 감축 실천시나리오를 대
학환경에 적합하게 설계한 후 LEAP 모델을 이용하여 2007년부터 2020년까지의 온실가스 감축잠재량을 평가하였다. 그 결과, 감축시나리오 적용시 2020년 BAU(배출전망치) 대비 2020년에는 직접배출 중 고정연소에서 63.34 ton CO2eq/yr, 이동연소에서 221.1 ton CO2eq/yr 감축되었으며, 간접배출 중 조명에서는 4,637.34 ton CO2eq/yr 온실가스가 감축되는 것으로 산출되었다. 또 한, 실천시나리오를 통한 온실가스 감축잠재량은 1293.76 ton CO2eq/yr으로 산출되었다. 따라서, 한양대학교 안산 캠퍼스에 감 축․실천 시나리오를 모두 적용한다면 2020년에는 2020년 BAU 대비 온실가스를 총 24% 감축할 수 있을 것으로 추정된다.
주제어 : 온실가스 배출량, 온실가스 잠재량, LEAP 모델
1. 서 론
세계적으로 온실가스 증가로 인하여 지난 100년간 지구 평 균기온은 0.74℃ 상승하였고, 21세기 말에는 최고 6.4℃ 상 승이 예상되어 기후변화에 대한 전 지구적인 관심과 우려가 고조되고 있다.1) 한국은 온실가스 절대배출량이 OECD 내 6위, 연평균 증가율 1위, 이산화탄소 배출 세계 9위로 온실 가스 배출량뿐만 아니라 배출량 증가율 또한 세계적으로 높 은 수준이다.2) 녹색연합은 에너지 관리공단에서 제출한 국내 190개 에너지 다소비 기관의 전력 소비량자료(2006)를 바탕
으로 전력사용에 따른 이산화탄소 배출량을 계산한 결과, 대 학을 온실가스 배출의 주범으로 보고한바 있다. 국외에서도 대학에서 많은 양의 온실가스가 배출되고 있음을 인지하고 자체적으로 온실가스 감축을 위한 노력 중이다. 미국에서는 2007년에 152개의 대학 총장들이 미국 대학총장 기후변화 위원회를 구성하여 활동하고 있으며, 하버드 대학에서는 녹 색캠퍼스 대출펀드 프로그램을 통해 2000년부터 2년간 6,726 톤의 이산화탄소, 17만 3,000배럴의 물, 90톤의 페기물을 절 감하여 89만 9천 달러에 달하는 운영비를 절약하였다. 일본 의 도쿄대에서는 캠퍼스 온실가스 배출 인벤토리를 구축하
여 일상생활에서 발생하는 이산화탄소 통계목록을 구축하는 등의 활동을 통해 기후변화에 대응하고 있다.3)
국내 대학의 경우에는 에너지 소비가 2000년에 130,058 toe 에서 2009년 268,971 toe로 9년 동안 107% 이상 상승하여 다량의 온실가스를 배출함에도 불구하고 인벤토리 구축이 제 대로 이루어지지 않고 있다.4) 따라서, 대학에서는 온실가스 인벤토리 구축으로 캠퍼스에서 소비되는 에너지 구조를 파 악하고, 대학 내 에너지 사용량에 대한 절감대책 수립을 통 해 온실가스 배출량을 감소시킬 필요가 있다. 국토해양부는 2011년도 국내 9개의 대학을 건물․교통 분야 온실가스․
에너지 목표관리제 대상으로 지정하였으며, 해당 대학은 2013 년 3월까지 온실가스 감축목표를 이행 한 후 이행 실적을 평 가 받아야 한다. 그러나 해당 대학 중 일부대학만이 배출원 을 통해 배출되는 온실가스 양에 대해서만 평가하였으며 이 또한 대학단위를 위한 온실가스 인벤토리 구축 지침 개발이 미흡한 실정이여서 전체적인 파악은 부진한 상태이다.5) 뿐 만 아니라 추후 발생되는 온실가스 배출량 예측이나, 온실 가스 감축안 제시 및 온실가스 감축잠재량 등에 대해서는 아 직 평가되지 않았다. 따라서, 대학 내 발생되는 온실가스를 감축하기 위해서는 각 대학의 특성에 맞게 세부적으로 인벤 토리를 구축할 필요가 있으며 이를 바탕으로 온실가스 감축 안을 제시를 통해 실행하는 것이 중요하다.
LEAP 모델은 다수의 시나리오에 대해 다양한 관점에서 분석이 가능할 뿐만 아니라 환경적 영향을 고려한 최초의 에 너지 모델이다.6) 이 모델은 부문별 에너지 생산․수입, 전환, 수요, 비용편익, 기술 환경 등의 분야에서 모듈 구축을 통해 에너지정책이나 기술변화의 파급효과 분석이 가능한 특징을 가지고 있으며, 에너지 분야와 비에너지 부문에서의 온실가 스(GHG)를 산출할 수 있다.6) 또한 지방 및 지역의 대기오염 물질의 배출량을 분석하는데 사용되어 환경정책을 형성하는 데 큰 영향을 미친다.7) 중국 에너지 연구소인 the Chinese Energy Research Institute (ERI)는 탄소 강도를 줄이면서 중 국의 개발목표를 달성할 수 있도록 LEAP을 사용하여 연구 하였으며 이는 국가 에너지 정책 및 계획에 영향을 미쳤다.7) 또한, 미국의 비정부기구인 the Natural Resources Defense Council (NRDC)는 LEAP 모델을 통해 차량과 연료 장려 정 책을 지지하고 연료 경제 표준을 분석하였다.7) 이 모델을 이용한 연구로는 Database 구축 수단으로써 에너지에 대한 환경적․경제적 평가를 한 연구가 있으며,8~13) 중․장기계 획 범위에서 국가단위의 에너지 수요 공급에 대한 온실가스 배출량 산정을 통해 자국의 기후변화 완화 평가용으로 활용 한 연구가 있다.14) LEAP 모델은 부문별로 상이한 방법론을 추가적으로 결합할 수 있고 입력 변수의 시간변화를 반영할 수 있는 장점을 가지고 있어 대학단위에서의 장기간 연구범 위에 적용 가능하다.15) 그럼에도 불구하고, 현재 LEAP모델 을 이용한 대학 단위로의 연구가 이루어진 사례는 없다.
따라서, 본 연구에서는 한양대학교 안산 캠퍼스를 대상으 로 대학 캠퍼스 단위에서의 온실가스 배출원을 규명하고 이 에 대한 온실가스 인벤토리를 구축 후 온실가스 배출 부문별
특성을 분석하였다. 이를 바탕으로 LEAP 모델링을 통해 대 학 환경에 적합한 온실가스 감축․실천 시나리오를 설계하 였으며, 2020년까지 각 부문별 온실가스 감축안 적용에 따 른 대학 캠퍼스단위 온실가스 배출량 산출 및 온실가스 감축 잠재량을 평가하였다.
2. 연구방법
2.1. 온실가스 인벤토리 구축
본 연구의 대상은 한양대학교 안산 캠퍼스이며, 인벤토리 의 구축기간은 2007년부터 2009년으로 선정하였다. 본 연구 에서는 CO2, N2O, CH4에 의한 배출만을 고려하였다. Scope 1(직접 배출원)은 고정연소, 이동연소로 분류하였으며, Scope 2(간접 배출원)는 전력을, Scope 3(기타 배출원)은 항공사용, 상수도로 규명하였다.16~20) 고정연소의 배출원은 본부, 각 단 과대학 및 대학원, 직영식당 등에서 사용되는 냉․난방, 취 사를 포함하며 캠퍼스 내에는 존재하나 수익사업을 위한 식 당 및 외부 연구소는 산정에서 제외하였다. 활동도 자료는 해당부처를 통해 계량기에 표시된 사용량으로 작성하였으며, 항공 부문의 비행거리는 대한항공사의 운항정보를 통하여 왕 복거리를 조사하였다. 배출량 산정은 IPCC(2006) 가이드라 인을 바탕으로 산정하였으며, 배출계수는 공공기관의 배출 계수를 사용하여 인벤토리를 구축하였으며 사용된 배출계수 는 Table 1에 나타내었다.21)
2.2. 감축 시나리오 적용
감축 시나리오는 학교본부에서 추진하고 있거나 수행 가 능한 부분을 나타낸다. BAU 시나리오는 2007년부터 2009년 까지의 Scope 1과 Scope 2의 실측 사용량을 바탕으로 2020 년까지의 예상 에너지 사용량 및 온실가스 배출량 산정을 산 정하였다. LEAP 모델을 통해 고정연소, 이동연소, 전력, 및 기타 부문을 대상으로 각각의 감축 시나리오 비율을 적용하 여 온실가스 감축잠재량을 산출하였다. 2007년부터 2020년
Table 1. Inventory boundary, and consideration at Hanyang Uni- versity Ansan Campus
Contents Specific source
Subject Hanyang University Ansan Campus
Period 2007 ~ 2009 (yr)
Considered GHG
Carbon dioxide (CO2) Methane (CH4) Nitrous oxide (N2O)
Source
Scope 1 (Direct source)
Stationary combustion
Natural gas Kerosene Mobile combustion Scope 2
(Indirect source) Electric power Scope 3
(Others)
Aviation Water supply
Fig. 1. Analytical procedure for GHG emission and reduction po- tential using the LEAP model.
까지의 BAU 시나리오 값과 비교하였으며 분석과정은 Fig. 1 과 같다.22,23)
2.2.1. 고정연소 부문 감축모델
Scope 1 중 고정연소 부문에서 Electric Heat Pump (EHP) 가 전력 피크의 원인 중 하나로 보아 국가에서는 EHP를 고 효율 기자재 대상 품목에서 제외시킨다는 입장을 밝혔다. EHP 보다 Gas engine Heat Pump (GHP)가 이산화탄소 배출량이 24% 적으며 비용 및 수명에서 효율적이라는 연구결과를 반 영하여 학교 내 냉․난방 부분은 GHP의 사용 면적을 늘리 는 감축 방안을 세웠으며,24) EHP 및 실내등유의 경우에는 사 용 면적을 줄이는 방안으로 감축 방안을 세웠다. 학교 내 설 치되어있는 EHP는 소비전력이 1대당 2 kW이며, 냉방기 사 용기간은 6월부터 9월까지 하루에 6시간 가동한다는 자료 를 바탕으로 전력사용량을 조사하여 2020년까지의 온실가스 배출량을 산출하였다.
2.2.2. 이동연소 부문 감축모델
이동연소 부문에서는 기존 소형차를 온실가스 절감량의 26
%의 효율을 가지는 Hybrid 차량으로 교체하는 방안을 적용 하였으며,6) 시나리오의 적용 비율은 2012년에 10% 도입하 여 2020년에는 55% 도입한다고 지정하였다. 소형차량을 제 외한 다른 차량의 경우에는 현재 적용 가능한 온실가스 저 감 차량이 출시되지 않은 관계로 2007년부터 2009년까지 점 차적으로 감소하는 이동거리의 실측값을 통해 FORECAST 함수를 이용하여 이동거리를 감소하는 시나리오를 적용하 였다.
2.2.3. 전력 부문 감축모델
Scope 2인 전력에서는 실내 및 복도 조명을 LED로 교체 하였을 경우 기존 방식인 형광등에 비해 전력사용량이 25%
절감되는 삼보회사의 실측값과, 화장실 조명에는 화장실 입
구에 센서를 설치하여 자동 점등/소등할 경우 기존방식에 비 해 전력사용량이 21.7% 절감된다는 충북대학교의 실측값에 근거하여 시나리오를 제시하였다.6) 건물 내 복도, 화장실, 실 내의 면적을 파악하여 총 전력량에서 각 면적들이 차지하는 비율 및 온실가스 배출계수를 LEAP 모델에 적용하여 각 부 문별 전력 소비량에 따른 온실가스 배출량을 산정하였다. 전 력시나리오의 도입비율은 2012년에 20% 도입하여 2020년에 80% 도입한다고 지정하였다.
2.2.4. 기타 부문 감축모델
기타부문은 인벤토리 및 대학본부에서 제공하는 데이터로 는 명확한 배출원을 파악할 수 없는 부분으로 한양대학교 조 직경계 내에서 사용된 총 전력량에서 조명 전력 및 냉․난방 전력사용량을 제외하여 산정하였다. 기타부문에 포함되는 항 목은 실험실․강의실 기자재, 연구실․교수실에서 사용되는 사무기기들 및 항온․항습기 등이 포함된다.
2.3. 실천 시나리오 적용
실천 시나리오는 학교 구성원의 노력으로 온실가스를 줄 일 수 있는 부분으로, 한양대학교 안산캠퍼스 내 교수 연구 실, 연구원 연구실을 포함하는 가상의 표준모형 연구실을 설 정하여 연구실 내에 있는 기기의 시간당 소비되는 전력 실측 값 및 참고값을 이용하여 온실가스 감축 잠재량을 확인하였 다. 여기서 사용된 전력 실측값은 서울대학교에서 자발적 참 여자를 대상으로 실천 시나리오 수행 전후로 나누어 각각 15 일 이상의 수행한 실측값 및 교토대학에서 수행한 실측값과 에너지관리공단 홈페이지를 참고하였다.6,25,26) 한양대학교 안 산 캠퍼스의 표준모형 연구실 기본조건은 연구실 227개, 교 수실 378개로 구성되어 있으며, 1실 바닥면적은 각 17,719 m2, 13,799 m2이다. 연간 사용일수는 300일, 비가동일수는 65일 로 설정하였으며, 학교 구성원들이 실천프로그램을 2011년 에 5%의 참여율로 시작하여 2020년에는 50% 참여하는 것으 로 적용하였다. Table 2는 한양대학교 안산 캠퍼스의 표준모 형연구실 장비에 대한 기본조건을 나타낸다.
Table 2. Carbon dioxide (CO2), Methane (CH4), and Nitrous oxide (N2O) emission coefficient used for fuel type
Contents CO2 emission coefficient
CH4 emission coefficient
N2O emission coefficient Natural gas 63100 (kg/TJ) 62 (kg/TJ) 0.2 (kg/TJ) Kerosene 71900 (kg/TJ) 3 (kg/TJ) 0.6 (kg/TJ) Gasoline 69300 (kg/TJ) 25 (kg/TJ) 8 (kg/TJ) Diesel oil 74100 (kg/TJ) 3.9 (kg/TJ) 3.9 (kg/TJ)
LPG 63100 (kg/TJ) 1 (kg/TJ) 0.1 (kg/TJ)
Electric power 0.4653 (tonCO2/MWh)
0.0056 (kgCH4/MWh)
0.0027 (kgN2O/MWh)
Aviation 280 (gCO2/km) - -
Water supply 332 (gCO2/ton) - -
Table 4. Annual energy consumption at specific sources of GHG emission
Source Specific source Energy consumption
2007 2008 2009
Scope 1 (Direct source)
Stationary combustion
Natural gas 2,681,906 (m3) 3,072,678 (m3) 2,277,912 (m3)
Kerosene 55,560 (L) 51,380 (L) 46,110 (L)
Mobile combustion 470,596 (km) 302,419 (km) 278,482 (km) Scope 2 (Indirect source) Electric power 23,613,984 (kwh) 24,424,920 (kwh) 24,558,624 (kwh)
Scope 3 (Others) Aviation 5,440,768 (km) 6,602,276 (km) 6,063,896 (km)
Water supply 354,146 (m3) 375,067 (m3) 428,062 (m3)
Fig. 2. Annual GHG emission and reduction potential of air conditioning and heating using the GHG reduction scenario in this research.
3. 결과 및 고찰
3.1. 배출원 별 에너지 사용량에 따른 연간 온실가스 배 출량
배출원 별 연간 온실가스 배출량을 산정하기 위해 먼저 배 출원에 따른 2007년부터 2009년 에너지 사용량에 대하여 조 사하였다(Table 3). 연간사용량을 바탕으로 온실가스 배출량 을 산정한 결과, 총 온실가스 배출량은 2007년에 19,590 ton CO2eq/yr, 2008년에 20,982 ton CO2eq/yr, 2009년에 19,091 ton CO2eq/yr으로 온실가스 배출량이 증가하다가 2008년에 서 2009년이 되면서 온실가스 배출량이 감소되었음을 확인 하였다(Table 4). 한양대학교 건물면적이 매해 증가하여 온 실가스 배출량 또한 증가추세를 보였어야 함에도 불구하고 감소된 이유는 전년대비 5% 이상의 에너지를 절약한 건물에 절감액의 일부를 성과급으로 지급하는 등의 온실가스 감축
Table 3. Contents of the standard model laboratory at Hanyang University Ansan Campus
Contents Device Laboratory room Office
Peripheral desk Desktop PC 8 1
Labtop 2 -
Public use equipment
Refrigerator 3 -
Printers 4 -
Air conditioning and heating
Electric heater 1 1
Air conditioner 1 -
프로젝트 실시로 인해 중앙제어를 통한 난방 부분 및 건물별 개인 절전을 통한 냉방 및 전기 부분에서 온실가스 배출량이 감소한 것으로 보인다. 전체 온실가스 배출영역 중 가장 많 은 부분을 차지하는 것은 Scope 2 구매전력의 사용에 따른 간접 배출로 전체(Scope 1, 2, 3) 56.7%를 차지하며, Scope 1, 2 만으로 계산하였을 경우 평균적으로 60.67% 차지하는 것 으로 나타났다. 전력 사용은 해마다 증가하고 있으며 건물별 로 조사한 결과 공학관에서 가장 많은 전력량을 소모하고 있 음을 확인하였다. 또한, 월별 전력 사용량을 분석해본 결과 11월에 가장 많은 온실가스 배출량을 보였는데 이는 동계에 EHP의 난방 사용양의 증가로 많은 영향을 미친 것으로 보인 다. 전력다음으로 많은 부분을 차지하는 영역은 고정연소에 의한 배출로 30.9% 차지하였으며, 항공부문이 8.5%, 탈루배 출이 1.9%, 이동연소가 1.3%의 순으로 온실가스 배출량이 많 았으며, 가장 적은 부분은 상수도 사용에 의한 배출량으로 전 체 영역 중 0.6% 차지하였다.
3.2. 감축시나리오 분야 온실가스 감축 잠재량 분석 3.2.1. 고정연소 부문 감축 잠재량
실내등유는 냉․난방이 공급되지 않는 건물에서 난로온풍 기에 미량으로 사용되고 있는 부분으로 사용량을 감소하여 온실가스를 감축하는 시나리오를 적용하였으며, EHP의 경 우에는 사용 면적을 줄이고 온실가스 배출이 적은 GHP 사 용 면적을 늘리는 시나리오를 적용하였다. 실내등유에서는 BAU 137.45 ton CO2eq/yr 배출경향을 보이다가 감축 시나
리오를 적용하였을 경우 2020년에 114.54 ton CO2eq/yr으로 온실가스 배출량이 감소하였다. GHP에서는 BAU 2007년 에 6,030.82 ton CO2eq/yr, 2020년에 6272.44 ton CO2eq/yr 으로 증가하였으나, 사용되는 면적이 83,310.35 m2 증가함 에 비해 배출되는 온실가스가 상대적으로 낮음을 알 수 있다.
EHP의 사용을 GHP로 2015년부터 10% 교체하기 시작하여 2020년까지 30% 교체한다면, BAU 2020년 대비 40.43 ton CO2eq/yr의 온실가스가 감축된다(Fig. 2).
3.2.2. 이동연소 부문 온실가스 감축 잠재량
이동연소 부문에서는 소형차의 경우 hybrid 차량을 도입하 는 시나리오를 적용하였으며 나머지 차량의 경우에는 이동 거리를 감소하는 시나리오를 통해 온실가스를 감축하였다.
hybrid 소형차량을 2020년까지 55%로 도입한다면 2020년 온실가스 감축량은 6.88 ton CO2eq/yr 감축되며, 승합차, 화물 차, 이륜차의 경우 각각 201.5 ton CO2eq/yr, 12 ton CO2eq/yr, 0.7 ton CO2eq/yr 만큼 온실가스를 감축할 수 있다(Fig. 3).
3.2.3. 조명 부문 온실가스 감축 잠재량
복도․실내 조명인 형광등을 LED로, 화장실 조명에 센서 를 부착하는 시나리오를 도입하였을 경우의 온실가스 배출 량을 BAU와 비교 산출하였다(Fig. 4). 조명 부문에서 온실 가스가 배출되는 비율은 복도 조명이 40.85%, 실내 조명이 55.96%, 화장실 조명이 4.49%에서 온실가스가 배출된다.
복도 조명의 경우 2020년에 2020년 BAU대비 1,834.33 ton CO2eq/yr, 실내 조명의 경우 2,594.99 ton CO2eq/yr, 화장실의 경우 208.01 ton CO2eq/yr 감축되며 조명 전체의 연간 온실 가스 감축량은 총 4,637.34 ton CO2eq/yr 감축될 것으로 산출 되었다.
3.2.4. 기타 부문 온실가스 배출량
학교 내 기자재, 사무기기 및 항온․항습기 사용에 의해 발 생되는 전력량은 2007년에 36,996 kW, 2020년에 72,049 kW 전력이 소비될 것으로 산출되었으며, 이에 따른 온실가스 배 출량은 각각 1,619.48 ton CO2eq/yr, 2,948.68 ton CO2eq/yr으
Fig. 3. Total GHG emission in mobile combustion using the GHG reduction scenario in 2020.
Fig. 4. Annual GHG emission and reduction potential of lighting using the GHG reduction scenario from 2007 to 2020.
Fig. 5. Total annual GHG emissions from the other source in this research.
로 에너지 사용량의 증가로 인해 온실가스 배출량 또한 증가 추세를 보이고 있음을 Fig. 5를 통해 확인되었다.
3.3. 실천시나리오 분야 온실가스 감축 잠재량 분석 표준모형 연구실에 실천시나리오에 따른 절감률을 고려하 여 산출한 결과 총 9,581 kWh를 절감할 수 있었다(Table 5).
실천시나리오의 경우에는 학교구성원이 2011년부터 5% 수 행하여 2020년에는 50% 참여하는 것으로 적용한 결과, 2020 년에는 총 1,293.76 ton CO2eq/yr 온실가스가 감축되었음을 온실가스 감축량의 하향표시로 확인하였다(Fig. 6).
Table 5. Annual GHG emission from Hanyang University Ansan Campus
Unit: ton CO2eq/yr
Year 2007 2008 2009
Greenhouse gas emission 19,590 20,982 19,091
Table 6. Reduction potential of GHG in electricity using the campus action scenario
Contents Details of action scenario Reduction
ratio (%)
Annual reductions in electricity (kWh)
Peripheral desk
Set desktop into 'sleep' mode for 20 minutesa) 19.8 188
Replace two desktop with one laptopa) 78.1 742
Set laptop into 'sleep' mode for 20 minutesa) 26.7 53
Turn off lights at a lunch/ dinner time for 53 minutesa) 20.2 192
Public use equipment
Don't store many food in the refrigeratorb) 3.5 16
Control high temperature to medium temperature of refrigerator in the wintera) 6.0 27
Don't frequently open the refrigeratorb) 0.5 2
Replace the printer minimizing standby power consumptiona) 64.5 146
Remove the connected computer with printer onlya) 100.0 333
Use the rug instead of the electric heatera) 100.0 7,640
Air conditioning and heating
Clean regularly the air conditioner filtersb) 9.6 14
Reduce 2℃ of air conditioning and heating in summer and winterc) 14.0 21
Total 9,373
Reference from a)Report on study on development of greenhouse gas mitigation model for university, Ministry of Environment, b)Ma- nual of pro-environmental behavior, Kyoto University, c)Homepage of Korea energy management corporation
Fig. 6. GHG reduction potential with the action scenario in this research.
3.4. 총 대안시나리오에 따른 온실가스 감축 잠재량 분석 학교 본부에서 추진하고 있거나 수행 가능한 부분인 감축 시나리오 및 학교 구성원의 노력으로 감축할 수 있는 실천 시나리오를 동시에 LEAP모델에 적용하여 온실가스 감축 잠 재량을 분석하였다(Fig. 7). 2007년부터 2009년의 온실가스 배 출경향에 의하면 고정연소, 이동연소, 조명, 기타 부분에서의 2020년 BAU 총 온실가스 배출량은 25,896.95 ton CO2eq/yr 으로 산출되었으며 각 부문별 감축시나리오를 적용할 경우 4,921.79 ton CO2eq/yr 만큼 온실가스가 감축될 것으로 확인 되었다. 이는 Fig. 7에서의 potential greenhouse gases 부분 에서 확인할 수 있다. 또한, 실천시나리오를 통해서는 2020 년에 총 1,293.76 ton CO2eq/yr 온실가스가 감축되며 두 개의 시나리오를 동시 적용한다면 2020년에는 2020년 BAU 대비 6,215.55 ton CO2eq/yr의 감축잠재량으로 총 24% 감축가능 하다.
Fig. 7. GHG emission and reduction potential from various sour- ces with the reduction scenarios.
4. 결 론
본 연구는 대학이 온실가스를 대량으로 배출하는 기후변 화의 주요배출원이라는 조사결과를 바탕으로 대학 캠퍼스 단위에서 온실가스를 감축하기 위해 한양대학교 안산 캠퍼 스를 대상으로 연구를 진행하였다. 온실가스 인벤토리 구축 을 통해 캠퍼스 내에서 소비되는 에너지 구조 및 부문별 특 성을 파악하였다. 한양대학교의 온실가스 배출원은 고정연 소, 이동연소, 탈루배출의 직접 배출원, 구매전력의 간접배 출원, 상수도 및 항공사용을 통한 기타배출원으로 구분하였 다. 각 배출원을 통한 연도별 온실가스 배출량을 산출한 결 과, 2007년에 19,590 ton CO2eq/yr, 2008년에 20,982 ton CO2eq/yr, 2009년에 19,091 ton CO2eq/yr의 온실가스 배출 량을 보였다. 배출영역에 따라서는 전력부문이 56.7%로 가 장 많은 부분을 차지하였으며, 항공부문 8.5%, 탈루배출 1.9
%, 이동연소 1.3%의 순으로 온실가스 배출량이 많았다. 건 물별로 평가해본 결과, 공학관에서 가장 많은 전력량을 소모 하였으며, 월별 사용량을 확인한 결과로는 11월에 가장 많은 전력량을 보였는데 이는 동계에 EHP의 난방사용 증가에 의한 것으로 보인다. 2007년부터 2009년의 배출경향에 의 하면 2020년에는 25,896.95 ton CO2eq/yr 온실가스가 배출 될 것으로 전망되어 2007년 대비 32.19% 증가하는 것으로 확인하였다.
LEAP 모델링을 통해 대학 환경에 적합한 감축․실천 시 나리오 설계로 대학 캠퍼스 단위에서의 온실가스 감축 잠재 량을 산출하였다. 고정연소에서는 EHP 보다 이산화탄소 배 출량이 24% 적은 GHP 사용면적을 늘리고 EHP 및 실내 등 유의 사용량을 줄이는 감축시나리오를 적용한 결과, BAU 2020년 대비 63.34 ton CO2eq/yr 온실가스가 감축되었다. 이 동연소 부문에서는 차종에 따라서 분류하여 온실가스를 감 축하였다. 소형차의 경우에는 hybrid 차량을 도입하였고, 나 머지 차량의 경우에는 이동거리를 감소하는 시나리오를 적 용한 결과 BAU 2020년 대비 221.1 ton CO2eq/yr 감축되었 다. 조명부분에서의 실내․복도 조명에는 형광등 조명을 LED 조명으로 교체하는 시나리오를 도입하였으며, 화장실 조명에는 센서를 통해 사람이 재실 할 경우에만 전력이 사용 되도록 시나리오를 도입하였다. 그 결과 조명부분에서의 총 온실가스 감축 잠재량이 4,637.34 ton CO2eq/yr으로 확인되 었다. 어떠한 시나리오 도입하지 않을 경우, 대학 캠퍼스 단 위에서 배출되는 2020년 BAU 온실가스 배출량은 25,896.95 ton CO2eq/yr이며, 각 배출원에 따라 부문별 해당 시나리오 를 적용할 경우에는 4,921.79 ton CO2eq/yr의 감축잠재량으 로 BAU대비 총 19%가 감축된다. 기타 부문에서는 인벤토 리 및 대학본부에서 제공하는 데이터로는 명확한 배출원을 파악할 수 없는 부분으로 총 전력 사용량에서 조명 및 냉․
난방 전력사용량을 제외하여 산출하였다. 기타부문에 포함 되는 항목으로는 실험실․강의실 기자재, 연구실․교수실에 서 사용되는 사무기기들 및 항온․항습기가 포함되며 기타부 문을 통한 온실가스 배출량은 2020년에 2,949.68 ton CO2eq/yr 배출될 것으로 산출되었다. 또한, 연구실 227개, 교수실 378 개의 표준모형 연구실의 학교 구성원이 온실가스 감축 실천 시나리오를 2020년까지 50% 수행할 경우 표준모형 연구실 에서 절감 가능한 전력량은 총 9,373 kWh로, 총 1,293.76 ton CO2eq/yr 온실가스가 감축되어 전체 온실가스 감축량의 5%
기여한다. 한양대학교 안산 캠퍼스의 인벤토리를 구축하고 감축 및 실천프로그램을 적용하여 LEAP모델을 통해 감축잠 재량을 확인한 결과 2020년에는 2020년 BAU대비 6,215.55 ton CO2eq/yr으로 총 24% 감축 할 수 있음을 확인하였다.
LEAP 모델을 이용하지 않고 온실가스 배출량에 대하여 평가한 연구들은 해당 연도의 에너지 사용량을 바탕으로 그 해의 온실가스 배출량만을 평가할 수 있었다. 그러나 LEAP 모델을 이용하여 대학단위 온실가스 배출량을 평가할 경우 에는 온실가스 배출 부문별에 따라 2007년부터 2009년의 에너지 사용량만으로도 2020년까지의 온실가스 배출량을 예
측할 수 있으며, 모델 내 다양한 온실가스 감축 시나리오 입 력을 통해 부문별 시간변화에 따른 온실가스 감축 잠재량 또 한 평가 가능하다. 추후에 대학들이 대학 내에서 발생되는 온실가스를 감축하기 위해 LEAP 모델을 적용하여 연구한다 면, 학교 본부에서 수행 가능한 시나리오에서는 에너지 사용 량을 건물별 및 면적별로 분류하여 에너지 소비량과 사용시 간을 구체적으로 파악한 후 많은 에너지가 소비되는 시설을 우선적으로 감축시나리오를 도입․적용해야 할 것이다. 또 한, 대학 구성원들이 수행 가능한 실천시나리오를 도입할 경 우에는 연구실 내 사용기기 및 사용시간을 단과대학별 연구 실로 구분하여 건물별 특성에 따른 실천시나리오 개발을 통 해 적용한다면 국가온실가스 감축목표인 2020년 BAU 대비 30% 감축에 도달할 수 있겠다.
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