보 도 자 료
담당 부서
국립환경과학원 기후변화연구과
홍유덕 과장/ 김대곤 연구관/ 이재범 연구사 032-560-7300/ 7313/ 7312
2012. 6. 22(금) / 총 10 매
기후변화연구동, 1년 CO₂69톤, 예산 5천9백만 감축 효과
◇ 지난 1년간(2011년 5월~2012년 4월) 운영결과, 3,971 kWh의 잉여 전력 생산
◇ 저탄소 녹색성장의 이정표적 건물로서 국내외 저탄소 건물 기술 보급에 견인차 역할 수행
□ 2011년 4월 22일 개소한 기후변화연구동이 ‘탄소배출제로 연구동’
이라는 별칭을 빛내며 탄소배출 제로를 뛰어넘어 탄소 마이너스의 성과를 올리고 있다.
□ 환경부 국립환경과학원(원장 박석순, 이하 ‘과학원’)은 2011년 5월 부터 2012년 4월까지 1년간 기후변화연구동을 운영한 결과, 연간 총 162,076 kWh/yr의 에너지를 생산하며 이산화탄소(이하 ‘CO2’) 69톤, 예산 5천9백만 원의 절감 효과를 낸 것으로 확인했다.
□ 과학원의 분석결과, 기후변화연구동은 운영기간 동안 총 162,076 kWh/yr의 에너지를 생산했으며 158,105 kWh/yr의 에너지를 소 비했다.
○ 기후변화연구동의 설계 대비 에너지 생산(실측/설계)은 태양광 1.1배, 지열 1.8배이며, 태양열은 연구동 내 온수 사용량이 작아 설계 대비 실제 생산량이 작은 0.5배로 나타났다.
○ 태양광 발전(전력)으로 105,598 kWh/yr를 생산하고, 101,627 kWh/yr를 소비했으며, 잉여 전력 3,971 kWh/yr은 연구단지 내부의 타 건물에 공급했다.
○ 태양열(급탕, 난방)로 10,850 kWh/yr, 지열(냉․난방)로 45,629 kWh/yr의 에너지를 생산했으며 모두 냉․난방에 소비된 것으로 확인됐다.
□ 기후변화연구동의 지난 1년 에너지 생산량 총 162,076 kWh/yr는 연간 CO2 69톤, 예산으로는 5천9백만 원을 줄이는 효과가 있는 것으로 분석된다.
○ CO2 69톤은 2000 cc 소나타 기준으로 서울과 부산을 345회 왕복 할 때 배출되는 이산화탄소 양과 동일하다.
○ 또한, 에너지 생산으로 인한 연간 5천9백만 원의 예산절감 효 과를 통한 일반 건물대비 추가 건축 비용에 대한 손익 분기점은 29년으로 추정된다.
※ 에너지 부하 절감기술(Passive)에 의한 절감비용은 제외되어 절감효과 추가 산정 예정
□ 기후변화연구동의 에너지 생산을 보면, 태양광 발전의 경우 봄철에 발전량이 가장 많았으며, 연구동에 설치된 태양광 패널 중에서는 태양광 추적식의 효율이 가장 높은 것으로 드러났다.
○ 계절별 태양광 발전량은 봄 > 가을 > 겨울 > 여름 순으로 나타 났으며, 소비량은 겨울 > 여름 > 봄 > 가을 순으로 나타났다.
- 여름철은 강수일이 많아 전력생산량이 적었으며, 소비는 난방이 실시되는 겨울과 냉방이 실시되는 여름에 많았다.
○ 발전용량 대비 발전량은 태양광 추적식 > Glass to Tedlar >
Glass to Glass 패널의 순인 것으로 분석됐다.
이 보도자료와 관련하여 보다 자세한 내용이나 취재를 원하시면
국립환경과학원 기후변화연구과 이재범 연구사(☎ 032-560-7312)에게 연락주시기 바랍니다.
※ Glass to Tedlar, Glass to Glass : 유리와 백 시트 또는 유리와 유리 사이에 발전 소자를 넣은 발전 패널
□ 또한, 연구동의 단열성능 및 실내 쾌적성 또한 뛰어난 것으로 나타났다.
○ 온도차 비(TDRo) 측정결과, 과학원 내 유사한 규모․기능의 실내 환경연구동 -0.3에 비해 탄소배출제로 연구동은 0.1로 단열 성능이 우수한 것으로 분석됐다.
※ TDRo(Temperature Difference Ratio) : 건물의 단열성능 평가 방법 (0에 수렴 시 우수, -1에 수렴 시 불량)
○ 연구동 내부의 쾌적성을 알 수 있는 실내 온열감 및 쾌적성 지표 PMV(Predicted Mean Vote)는 0.0025(0에 수렴 시 우수)로 뛰어난 것으로 나타났다.
□ 국립환경과학원 관계자는 “기후변화연구동의 운영 성과를 통해 국내 온실가스 총 배출량 중 약 25% 이상을 차지하고 있는 건물 부문의 온실가스 감축사업이 더욱 탄력을 받게 될 것으로 기대한다”며
“이 건물을 국민에게 기후변화 대응의 필요성을 알리고, 저탄소 건물 가이드라인을 제시하는 데 적극 활용할 계획”이라고 밝혔다.
○ 기후변화연구동에는 지난 1년간 2,200 여명이 연구동을 방문했다.
○ 과학원은 향후 연구동의 홍보를 확대하는 한편, 연구동 내의 에 너지 생산․소비 모니터링을 지속해 그 결과를 바탕으로 저 탄소 건물 가이드라인을 마련할 예정이다.
□ 붙임 : 탄소배출제로 연구동 운영결과 분석. 1부. 끝.
< 붙임 >
탄소배출제로 연구동 운영결과 분석
□ 기후변화연구동 개요 m 사업기간 : ‘08 ~ ’10년
m 총 공사비 : 89억원 (일반 건물 대비 1.4배 건축비 소요, 355만원/㎡) m 건물 연면적 : 2,500 ㎡ (지하 1층, 지상 2층)
m 적용기술 : Passive 기술로 에너지 40% 절감, 60%는 Active 기술로 충당
< 기후변화연구동 적용기술 >
구분 주요 적용기술 적용 기술수
1 건물 에너지 부하 절감기술 ․슈퍼 단열․고기능 3중유리 30종
2 건물 에너지 효율기술 ․일사조절 채광 블라인드
․자연채광 덕트
․LED 조명 18종
3 에너지 생산 기술 ․태양광
․태양열․지열 하이브리드 13종
4 친환경 요소기술 ․재활용 자재
․절수형 수전 및 위생기기 5종
계 총 66종
※ 세부 적용기술은 첨부 1 참조
□ 분석 결과
1. 에너지 생산․소비현황
m 태양광 발전에 의한 전력 생산․소비 현황
(단위 : kwh) 봄
(‘11. 5, ’12. 3, 4) 여름
(‘11. 6, 7. 8) 가을
(‘11. 9, 10, 11) 겨울
(‘11. 12, ’12. 1, 2) 계
생산(A) 30,282.2 22,043.0 26,781.2 26,491.4 105,597.8
소비(B) 21,549.2 26,441.9 18,966.7 34,669.2 101,627.0
계(A-B) 8,733.0 -4,398.9 7,814.5 -8,177.8 3,970.8
m 태양열 (난방 부문) 생산․소비 현황
(단위 : kwh) 봄
(‘11. 5, ’12. 3, 4) 여름
(‘11. 6, 7. 8) 가을
(‘11. 9, 10, 11) 겨울
(‘11. 12, ’12. 1, 2) 계
생산(A) 2,037.0 1,883.7 3,597.1 3,332.3 10,850.1
소비(B) 2,037.0 1,883.7 3,597.1 3,332.3 10,850.1
계(A-B) 0 0 0 0 0
m 지열 (냉방, 난방 부문) 생산․소비 현황
(단위 : kwh) 봄
(‘11. 5, ’12. 3, 4) 여름
(‘11. 6, 7. 8) 가을
(‘11. 9, 10, 11) 겨울
(‘11. 12, ’12. 1, 2) 계
생산(A) - 14,321 - 31,307.5 45,628.5
소비(B) - 14,321 - 31,307.5 45,628.5
계(A-B) - 0 - 0 0
m 총 에너지 생산 (태양광, 태양열, 지열)
(단위 : kwh)
봄 (‘11. 5,
’12. 3, 4)
여름
(‘11. 6, 7. 8) 가을
(‘11. 9, 10, 11) 겨울
(‘11. 12, ’12. 1, 2) 계
생산(A)
태양광 30,282.2 22,043.0 26,781.2 26,491.4 105,597.8
태양열 2,037.0 1,883.7 3,597.1 3,332.3 10,850.1
지열 - 14,321 - 31,307.5 45,628.5
소 계 32,319.2 38,247.7 30,378.3 61,131.2 162,076.4 소비(B)
태양광 21,549.2 26,441.9 18,966.7 34,669.2 101,627.0
태양열 2,037.0 1,883.7 3,597.1 3,332.3 10,850.1
지열 - 14,321 - 31,307.5 45,628.5
소 계 23,586.2 42,646.6 22,563.8 69,309 158,105.6
계(A-B) 10,355.5 8,733 -4,398.9 7,814.5 -8,177.8 3970.8
m 설계 대비 에너지 생산량
태양광 태양열 지열
설계(kwh) 95,418 22,746 26,023
실측(kwh) 105.598 10,850 45,629
실측/설계 1.1배 0.5배 1.8배
2. 태양광 에너지 생산현황
m 태양광 패널 종류별 전기 생산효율 (kWh/kWp)
G-to-G G-to-T 추적식
발전용량(kWp) 79.4 28.7 1.4
생산량(kWh) 73,216.1 27,133.3 1,396.9
생산량(kWh)/용량(kWp) 922.0 946.8 1,015.2
m 태양광 패널 각도별 전기 생산효율 (kWh/kWp)
각도 생산량(kwh) / 발전용량(kwp)
G-to-G G-to-T 추적식
0° 981 - -
30° - 1,263 1,015
90° 836 703 -
3. 연구동 건축환경 성능
m 단열 성능(TDRo) : 우수(0.1)
< 건물별 단열성능 비교 >
실내환경연구동 탄소배출제로 연구동
벽 1 벽 2 벽 3 벽 4 벽 5 벽 6 벽 1 벽 2 벽 3 벽 4 벽 5 벽 6
TDRo -0.69 -0.59 -0.09 -0.08 -0.12 -0.36 0.14 0.10 0.13 0.13 0.13 0.13
평균 -0.3 0.1
※ TDRo(Temperature DifferenTe Ratio) : 실외에서 열화상 카메라를 이용하여 건물의 단 열성능을 평가하는 방법 (0에 수렴 시 우수, -1에 수렴 시 불량)
※ 실내환경연구동은 기후변화연구동과 근무조건과 규모가 유사한 건물임
실내환경연구동
실내환경연구동의 열화상 모습
탄소배출제로연구동
탄소배출제로연구동의 열화상 모습
< 열화상 카메라를 이용한 단열성능 분석 >
m 실내 쾌적성(PMV) : 우수(0.0025)
< PMV 지표 >
-3 -2 -1 0 1 2 3
춥다
Cold 서늘하다
Cool 약간 서늘하다
Slightly Cool 덥지도 춥지도 않다
Neutral 약간 따듯하다
Slightly Warm 따듯하다
Warm 덥다 Hot
※ PMV(Predicted Mean Vote) : 실내 열 환경의 온열감 및 쾌적성을 나타내는 지표
m 실내 조도 : 326.4∼647.2 Lux
- 외부 지능형 블라인드 설치에도 불구하고 건축법 기준 300 Lux 이상 유지
4. 환경 및 경제적 편익 m 온실가스 감축량
- 신재생 에너지 연간 생산량에 의한 온실가스 감축량 : 69 ton CO2
※ 162,077 kWh/yr × 0.424 kg CO2/kWh = 69 ton CO2
※ 2000 cc 소나타 기준으로 서울 ～ 부산 345회 왕복시의 온실가스 배출량
m 경제적 편익
- 신재생 에너지 연간 생산량에 의한 경제적 편익 : 총 59백만원
구분 생산량(kWh/yr) 단가 절감액(원)
태양광(전력) 105,598 525.55 원/kWh 55,497,030
태양열 10,850
58 원/kWh 629,300
지열 45,629 2,646,480
계 162,077 - 58,772,810
※ 발전차액 단가적용 : 525.55 원/kWh('10년 기준)
※ 태양열, 지열은 열원으로 LNG 사용시 단가('10년 기준) 적용
- 신재생 에너지 투자(17.2억원)액의 환수기간 : 약 29년
※ 건물 에너지 부하 절감기술에 의한 효과는 미반영(향후 분석 추진)
□ 향후 계획
m 기후변화연구동 홍보확대 추진(‘12)
m 탄소배출제로연구동 에너지 모니터링 및 시설개선(‘12) m 저탄소 건축물 가이드라인 제시(‘13)
첨부 1. 66가지 상세기술 내역 2. 신재생 에너지 설치 현황
3. 계절별 에너지 생산․소비 현황
< 첨부 1 : 66가지 상세기술 내역 >
구 분 적용 기술
건물에너지 부하저감기술
(30)
1. 주변 음영요소 분석
3. 건물의 적정 규격비율 적용 5. 체적대비 외피면적 최적화 7. 단순한 외형 디자인
9. 슈퍼단열
11. 고기능 삼중유리 13. 방습층
15. 결로 방지
17. 열관류율 최적화 19. 축열벽
21. 조명부하감소를 위한 내부마감 23. 냉방부하저감을 위한 루버 25. 적정 천정고와 실내깊이 적용 27. 교차 환기
29. 굴뚝 효과
2. 일조·채광·환기 조건의 최적화 4. 일조 및 일사분석
6. Self-shading 배제 적용 8. 방위별 창호 면적의 최적화 10. 고기능 프로파일
12. 태양광의 투과 및 차폐 14. 열교 방지
16. 야간 환기제어 18. 침기 제어
20. 냉방부하감소를 위한 외부마감 22. 일사조절을 위한 블라인드 24. 핀 루버
26. 아트리움을 통한 자연채광·환기 28. 개폐 가능 창문
30. 성능개선 가능 설계
건물에너지 효율기술 (18)
31. 일사조절 채광 블라인드 33. 자연채광 덕트
35. 고효율 조명기기 37. LED 조명
39. 통합형 환기
41. 고효율 환기 및 냉난방 시스템 적용 43. 대기부하차단배선설계
45. 고효율운전제어
47. 고효율 저소비 전력기기
32. 마이크로 루버 34. 주광 연동 제어 36. FPL 작업 조명 38. 재실센서
40. 고효율 개별 환기 시스템 42. 환기 및 냉난방 제어 44. 고효율 팬과 펌프
46. 스마트에너지 관리시스템 48. 고효율 사무용기기
신·재생에너지 적용기술
(13)
49. G to G 타입 벽일체형 태양광 51. G to T 타입 벽일체형 태양광 53. 박막투과형 벽일체 태양광 55. 평판형 집열기
57. 태양광·열 시스템을 활용한 Pergola 59. 열교 방지형 프로파일
61. 태양전지판 설치 위치 최적화
50. G to G 타입 지붕일체형 태양광 52. 경사설치 결정성 태양광 54. 박막투과형 지붕일체 태양광 56. 태양열·지열 하이브리드 58. 태양 추적식 광전지 모듈 60. 에너지원별 통한 모니터링
친환경요소 기술
(5)
62. 재활용 자재
64. 절수형 수전 및 위생기기 65. 가변적 공간 구성
63. 건물수명의 연장 65. 친환경 자재
< 첨부 2 : 신재생 에너지 설치 현황 >
m 태양광 발전 시스템 설치 현황
- 건물 일체형(Building Integrated Photovoltaic system)으로써 건물 표면적의 32%인 871개 패널 설치
- 총 116 kWp의 발전용량으로 전면부(55kWp) 및 옥상부(61kWp)에 설치
m 태양열 시스템 설치 현황
- 평판형 집열기 16장(32㎡) 설치
m 지열 시스템 설치 현황
- 지하 200m 열 교환기 16기 설치
