수시연구보고서 10-05
주요국의 하절기 에너지절약 프로그램 비교
- 건물실내온도 규제사례 중심으로 -
박 기 현
참여연구진
연구책임자 : 책임연구원 박기현
연구참여자 : 위촉연구원 이철송
위촉연구원 양정은
<요 약>
1. 연구의 필요성 및 목적
우리나라는 총 에너지 수요의 97%를 수입에 의존하는 에너지 빈국 이다. 이에 따라 고유가에 대한 대응책 마련이 시급하며, 궁극적으로 에너지 저소비형 사회로의 전환이 요구된다. 우리나라에서 건물부문의 에너지 소비는 전체 대비 약 22.3%이지만, 삶의 질 향상 및 건축물 수 증가 등으로 향후 선진국 수준인 국가 전체의 약 40%까지 늘어날 전망이다. 특히 상업․공공의 건물 에너지 중 냉난방용 비중이 현재 절반이상을 차지하고 있어, 냉난방 에너지소비 절감을 위한 노력이 절 실히 요구 된다. 그리하여 에너지소비가 많은 여름철 국가전체의 에너 지수급 안정을 꾀하고, 예상치 못한 에너지 공급차질 등을 미연에 방 지하기 위하여 대형건물의 실내온도규제 제도의 실시가 필요하다. 따 라서 본 연구에서 하절기 에너지절약 시책으로 건물실내온도규제에 대 해서 살펴본다.
본 연구의 목적은 건물실내온도규제의 비용․편익을 분석하여 에너 지 절감량을 산출하고, 해외 주요국의 사례분석을 통하여 단기적으로 우리나라 하절기 에너지절약 시책의 개선점과 시사점을 제공하는데 있 다. 또한 장기적으로 우리가 추구해야 할 소비자의 편익과 선택권을 중 시하는 인센티브에 기반을 둔 수요반응 프로그램을 모델링 해본다.
2. 연구내용
하절기 에너지절약 시책 중 실효성이 우수한 건물실내온도규제에 대 해 분석해 보았다. 규제분석 이전에 에너지 수요관리의 중요성과 지원 제도의 유형 및 방법을 알아보고, 건물실내온도규제와 직접적으로 관 련이 있는 전력피크 시 부하관리에 대해서 알아보았다. 우리나라와 외 국의 부하율 변화추이 및 현황을 비교 했으며, 한국전력의 수요관리사 업인 효율향상과 부하관리의 피크억제 성과 및 수요관리투자변동 추이 를 살펴보았다.
건물실내온도규제 비용․편익 분석을 한 결과 냉난방온도를 1℃ 조 절할 경우, 공공기관 및 2,000toe이상의 건물에 대해 연간 212천toe(720 억원)의 절감이 가능하다는 결과를 도출 하였다. 또한 해외 주요국(미 국, 일본, 유럽)의 냉난방 온도규제 사례들을 소개하였으며, 특히 우리 나라와 같이 냉방온도규제가 의무화되어 있는 프랑스에 대해서 규제사 례 집중분석을 하였다.
마지막으로 수요반응 프로그램 가운데 인센티브에 기반을 둔 프로그 램인 Incentive Based Program(IBP)을 적용하여 에어컨 설정온도에 따 른 소비자의 온열감(Thermal Comfort)을 고려한 수요반응 프로그램을 모델링을 해 보았다. McCartney와 Nicol(2002)의 연구에서 Comfort Scale 과 외부온도가 선형관계(Linear relation)에 있다는 것을 착안하여, 외부온도 에 따라 수요자의 에어컨 설정온도의 값이 달라지며 전력판매업자가 소비 자에게 피크 시간 동안에 지원금을 지급함으로써 그에 따른 에어컨 설정온 도를 증가시킬 수 있다는 것을 모델링 해 보았다.
3. 정책제언
우리나라 하절기 에너지절약 시책으로 실내온도규제라는 절전 정책 을 토대로 다음과 같은 정책적 시사점을 도출 하였다.
첫째, 우리나라의 고온다습한 기후를 고려하여 아파트, 주택, 사무소 등과 같은 일반건물 그리고 은행, 백화점과 같은 영업용 건물, 그리고 조립공장, 기계공장 등의 공업용 건물 등 건물유형별로 구분하여 냉방 온도를 설정하는 것이 필요하다. 또한 공공건물이라도 노약자가 쓰는 노인정, 어린이들이 주로 있는 건물, 각 구청 보건소 및 도서관 등에 대한 온도규제 예외대상도 확대해야 할 필요가 있다.
둘째, 만성적인 전력피크 문제를 해결하기 위해서는 강력하고 효율 적인 수요관리정책이 요구된다. 단기적으로는 적극적인 부하관리로 전 력수요를 분산시켜야 하고, 장기적으로는 효율성을 향상시켜야 한다.
셋째, 각종 인센티브 제공 및 세제혜택을 주어 효율이 우수한 에너 지기기를 보급․확대하고, 절전 전기기기 사용을 권장하여 전력 수요 를 절감해야 한다. 그리고 보다 근본적으로 전기요금의 현실화가 필요 하다.
마지막으로 전통적인 수요관리정책에서 탈피하여 소비자의 편익과 선택권을 중시하는 다양한 수요반응(DR, Demand Response) 정책이 필요하다. 각국의 수요관리 및 수요반응 프로그램들은 해당 국가의 수 용가 수요패턴과 부하반응 수준에 따라 다르게 설계되고 있으며, 국내 에 반응할 수 있는 수요반응 자원을 도출하기 위해서는 수용가 자원에 대한 상세한 분석과 연구가 필수적이다.
ABSTRACT
1. Research Purpose
Korea which imports 97% of total energy from abroad is an energy scarce country. Korea needs a comprehensive action against high oil prices and eventually needs to make a low-energy consumption society. Although the energy consumption on buildings is currently around 22.3% of total energy consumption, it will increase up to 40% as the number of buildings and the quality of our lives increase.
Since the portion of cooling and heating energy consumption of commercial and public buildings is more than half, we need a plan to reduce the energy use on those buildings. Therefore, it is recommended to put restrictions on indoor temperature for supplying secure energy.
The purpose of this research is to get the amount of energy savings conducted from the cost-benefit analysis. We may get some policy implications from surveys of various cases from other countries. We also try to modeling incentive-based demand response program(DR) for saving energy.
2. Summary
The policy to restrict indoor temperature is analyzed in this research. Before analyzing this, we review the importance and the role of demand side management(DSM). We study the relation between indoor temperature and load leveling. I investigate the performance of both energy efficiency improvement and load leveling on the demand side policy.
I found that if we increase indoor temperature of both public buildings and large buildings that consume more than 2,000toe per year by 1℃, then we can save 212,000toe($65 Million). I introduce different policy standards on restricting indoor temperature from various countries.
In addition, I try to modeling demand response program(DR) which is an incentive based program using consumer's thermal comfort.
Since there is linear relation between comfort scale and outdoor temperature proposed by McCartney and Nicol(2002), I try to modeling the hypothesis that an energy supplier can increase consumer's thermostat by providing a certain amount of subsidy.
3. Research Results and Policy Suggestion
There are a few policy implications and suggestions for this study.
First, we have to consider different climate conditions from, for
example, France to apply mandatory temperature settings for large and public buildings since Korea has much more humid in summertime. We need to make an exception for setting indoor temperature for the buildings such as public health centers or public libraries.
Second, We need a strong demand side of management for controling load leveling and improving energy efficiency.
Third, it is necessary to supply high-energy efficiency machines throughout various subsidy programs and tax credit programs.
Current energy price systems should be fixed for reflecting enough supply costs as well.
Fourth, policy makers should introduce various price-based and incentive-based demand response program(DR) to the public for energy efficiency improvement.
제목 차례
Ⅰ. 서 론··· 1
1. 연구의 필요성 및 목적 ··· 1
2. 수요 관리 ··· 2
3. 부하 관리 ··· 10
Ⅱ. 하절기 에너지절약 시책··· 21
1. 건물실내온도규제의 필요성 및 배경 ··· 21
2. 실내온도 규제내용 ··· 22
3. 규제의 비용․편익 분석 ··· 25
4. 온도규제의 문제점 ··· 27
Ⅲ. 해외 주요국의 실내온도규제··· 29
1. 주요국의 냉난방 온도 규제 ··· 29
2. 미국 ··· 30
3. 일본 ··· 32
4. 유럽 ··· 33
5. 프랑스의 실내온도 규제사례 집중분석 ··· 35
Ⅳ. 수요반응 프로그램··· 39
1. 수요반응(Demand Response)의 개요 ··· 39
2. 우리나라의 수요반응 프로그램 ··· 41
3. 미국의 수요반응 프로그램 ··· 41
4. 수요반응 모델링 ··· 43
가. 온열감(Thermal Comfort)을 고려한 수요반응 프로그램 ··· 43
나. 외부온도 예측 방법 ··· 48
Ⅴ. 결론 및 시사점··· 51
참고문헌··· 55
부 록··· 57
표 차례
<표 Ⅰ-1> 수 요 관 리 ··· 4
<표 Ⅰ-2> 가격기능에 의한 수요관리의 종류와 특징 ··· 8
<표 Ⅰ-3> 비가격기능에 의한 수요관리의 종류와 특징 ··· 9
<표 Ⅰ-4> 우리나라 부하율 변화 추이 ··· 11
<표 Ⅰ-5> 외국 부하율 현황(2007년 기준) ··· 12
<표 Ⅰ-6> 부문별 전력수요 ··· 13
<표 Ⅰ-7> 부문별 전력수요 전망 ··· 14
<표 Ⅰ-8> 월별전력소비 ··· 15
<표 Ⅰ-9> 수요관리사업 할당량 ··· 16
<표 Ⅰ-10> 수요관리투자비 ··· 17
<표 Ⅰ-11> 전력수급전망 ··· 17
<표 Ⅱ-1> 2007년 부문별 에너지소비구조 ··· 22
<표 Ⅱ-2> 연간 에너지 사용량 2000toe이상 건물(‘07년) ··· 24
<표 Ⅲ-1> 국가별 실내온도 권장기준 ··· 29
<표 Ⅲ-2> 쾌적 실내온도 기준 ··· 31
<표 Ⅲ-3> 공조 실내 온⋅습도 조건 ··· 32
<표 Ⅲ-4> 보건 공조용 환경 설계조건 ··· 33
<표 Ⅲ-5> 건물과 공조시스템의 실내온도 권장치(유럽) ··· 34
<표 Ⅳ-1> 우리나라 수요반응 운영 프로그램 제도 ··· 41
<표 Ⅳ-2> Comfort 척도 ··· 44
그림 차례
[그림 Ⅰ-1] 최대수요억제 ··· 5
[그림 Ⅰ-2] 최대부하이전 ··· 6
[그림 Ⅰ-3] 기저부하증대 ··· 6
[그림 Ⅰ-4] 주요 에너지 제품별 판매가격 추이 ··· 12
[그림 Ⅰ-5] 일별 고부하 유지시간의 변화 ··· 19
[그림 Ⅲ-1] 신 쾌적온도선도 ··· 31
[그림 Ⅳ-1] 수요반응으로 인한 전력시장가격의 영향 ··· 40
[그림 Ⅳ-2] 수요반응 프로그램의 분류 ··· 42
[그림 Ⅳ-3] 외부온도에 따른 Comfort Scale ··· 45
[그림 Ⅳ-4] 외부온도에 따른 Thermal Comfort Temperature ··· 46
Ⅰ. 서 론
1. 연구의 필요성 및 목적
최근 몇 년간 빠른 에너지수요의 증가와 고유가로 인해 각각의 국가 들은 기존의 안정적 공급중심의 에너지정책에서 이제는 에너지절약과 효율향상과 같은 수요관리(Demand Side Management: DSM) 에 중점 을 두고 있다. 우리나라 에너지정책의 주요 기조는 값싼 에너지의 안 정적 공급, 에너지공급설비의 중앙집중식․대규모화, 산업보호를 위한 에너지정책기능의 통합 등으로 요약되며 이에 따라 에너지정책은 경제 성장 및 수출우선의 국가정책을 보조하는 수단으로 역할을 해 왔다.
공급중심의 에너지정책에 따라 에너지소비가 우리나라의 경제 규모에 비해 과다하였다. 문제는 현재 우리의 에너지 소비패턴이 미국, 호주 등의 에너지자원이 풍부한 국가의 에너지과 소비패턴을 따라 간다는 것이다. 따라서 소위 지속가능형 에너지소비패턴으로 전환하기 위해서 는 사전관리를 통한 강력한 에너지 수요관리가 필요하다. 이러한 판단 하에, 이 글에서는 하절기 에너지절약 정책에서 중요한 부분을 차지하 는 전력수요를 중심으로 건물실내온도 규제정책에 대해서 알아보고 그 중요성을 짚어 본다.
먼저, 하절기 피크타임에 건물실내온도 규제의 필요성과 내용에 대 해서 알아본다. 다음으로 규제의 비용 및 편익을 분석․비교해보고 에 너지 절감량을 산출해 본다. 규제내용의 적정성을 평가하고자 해외 주
요국의 건물 실내온도 권장기준과 사례를 살펴본다. 마지막으로 전력 공급자위주의 전통적인 수요관리정책에서 탈피하여 소비자의 편익과 선 택권을 중시하는 수요반응 프로그램(Demand Response Program:
DRP)의 부하관리에 대해 알아본다. 특히, 다양한 수요반응 프로그램 가운데 인센티브에 기반을 둔 Incentive Based Program(IBP)을 적용하여 에어컨 설정온 도와 소비자의 온열감(Thermal Comfort)의 관계를 고려한 수요반응 프 로그램을 모델링 해본다.
이를 위해 본 연구는 5개의 장으로 구성되어 있다. I장 서론에서는 에너지 수요관리의 개념과 지원제도의 유형을 알아보고 건물실내온도 규제와 직접적으로 관련이 있는 전력피크 시 부하관리에 대해서 알아 보며 Ⅱ장에서는 건물실내온도규제 제도를 평가하고 분석한다. 규제개 요 및 내용은 알아보고 개괄적인 비용, 편익 분석을 하였다. Ⅲ장에서 는 해외 주요국의 사례를 소개하고 프랑스의 실내온도 규제 사례를 집 중 분석 했다. IV장에서는 해외 선진국에서 도입되고 있는 수요반응 프로그램을 소개하고 부하관리를 위해 인센티브에 기반을 둔 Thermal Comfort를 고려한 수요반응 프로그램을 모델링 해 보았다. V장에서는 본 연구의 요약과 결론 부분으로 연구의 결과를 요약하고 도출된 정책 적 시사점을 제시하였다.
2. 수요 관리
가. 수요관리의 정의
수요관리(Demand Side Management: DSM)란 최소의 비용으로 소 비자의 전기에너지 서비스 욕구를 충족시키기 위하여 소비자의 전기사
용패턴을 합리적인 방향으로 유도하기 위한 제반활동으로 정의되며, 일반적으로 에너지절약(Energy Conservation)과 부하관리(Load Management) 로 구분된다.
원래 수요관리(DSM)라는 용어는 1970년대 미국에서 시작하여 점차 각국으로 확산되었으며 그간 이론적 경제성과 높은 잠재적 기여도에도 불구하고 종전 전력회사들이 공급 위주의 전력수급계획을 추진함에 따 라 별 관심을 받지 못하였다. 최근 전원입지의 확보난 가중, 건설에 따 른 막대한 투자 재원의 조달문제, 환경규제의 강화 등으로 공급설비의 적기확보가 어려워지고 최근 최소비용계획(Least Cost Planning)의 일 환으로 공급측 대안과 수요측 대안의 최적조합을 찾는 통합자원계획 (Integrated Resource Planning) 개념의 확산으로, 수요관리 방안을 전 력수급계획에서 필수적인 고려사항으로 간주하게 되어 수요관리의 중 요성이 더욱 강조되었다.
수요관리의 궁극적 목적은 전력수요를 합리적으로 조절하여 부하율 향상을 통한 전력 수급안정을 도모함과 동시에 국가적인 에너지자원 절약에도 기여하는데 있다. 또한 최근에는 화석연료 사용에 따른 환경 오염문제가 심각하게 대두됨에 따라 환경친화적인 에너지정책 대안으 로 강조되고 있다.
한국전력이 추진하고 있는 DSM의 목적은 첫째, 전기이용효율 향상 을 통한 합리적 수요절감으로 국민 모두에게 불편을 주지 않으면서 최 소의 비용으로 쾌적한 전기에너지를 사용할 수 있도록 하고, 둘째, 전 력수요의 평준화를 통해 전원설비 투자규모를 축소하고, 연료비용이 상대적으로 싼 기저부하용 발전설비의 가동율을 높임으로서 전력공급 원가를 감소시키며, 셋째, 가변부하를 조성하여 필요시 운전예비율을
분담시킴으로써 전력수급의 안정을 도모하여 전력사업 최소비용계획 (LCP:Least Cost Planning)의 실행으로 국가 총에너지 자원의 최적화 를 도모하는데 있다.
수 요 관 리 전력공급비용절감 요 금 안 정
부하 평준화
⇨
설비효율 제고⇨
국민부담 경감전기소비절약 설비투자 완화 산업경쟁력 제고
<표 Ⅰ-1> 수 요 관 리
나. 수요관리 유형
수요관리 유형에는 여러 가지가 있지만, 크게 부하관리와 효율향상 으로 나눈다. 효율향상은 전기의 이용효율 향상을 통하여 전력수요를 절감시켜 에너지자원을 절약하고 환경을 보호하고자 하는 것이다. 이 를 위하여 고효율기기 기술개발 및 인센티브를 제공하고 법․세제지원 을 하며, 고객의 전기설비를 진단하고, 절전정보 제공 등 효율개선과 홍보 등을 실시한다. 다음으로 부하관리는 피크를 억제하고 심야수요 를 증대시킴으로써 최대부하와 최저부하간의 차이를 감소시켜 부하 평 준화를 도모하고 전력공급설비의 이용효율을 향상시킬 목적으로 시행 되는데, 최근에 절전정책으로 시행되었던 대형사업장 건물냉난방 온도 규제가 여기에 속한다. 수요관리는 일반적으로 최대수요억제, 최대부하 이전, 기저부하증대, 전략적 소비절약의 4가지 유형으로 나뉜다. 각각 의 특성은 다음과 같다.
1) 최대수요억제(Peak Clipping)
최대수요 억제방법은 부하관리 기법 중 가장 대표적인 방법으로서 연중 또는 하루 중에 부분적으로 발생하는 최대수요를 억제하는 것이 다. 구체적인 방법으로는 수용가의 최대전력을 기준으로 기본요금을 산정하는 방법, 산업체의 휴가나 각종 보수시기를 계통의 피크시기에 집중시키는 방법, 최대 피크시 부하를 직접 제어하는 방법 등이 있다.
[그림 Ⅰ-1] 최대수요억제 (Peak Clipping)
2) 최대부하이전(Load Shifting)
피크시간대의 전력수요를 경부하시간대로 이동시킴으로써 최대수요 를 억제함과 동시에 심야 경부하시간대의 수요를 증대시키는 효과를 목적으로 한다. 이를 위해서는 피크시간대의 전력요금 단가를 비싸게 적용하여 자발적인 부하 분산을 유도하거나 빙축열냉방기구등 에너지 저장설비를 이용하는 방법이 있다.
[그림 Ⅰ-2] 최대부하이전 (Load Shifting)
3) 기저부하증대(Valley Filling)
부하수준이 상대적으로 낮은 심야시간대의 전력수요를 증대시켜 전 력공급설비의 이용률을 높임으로써 전력공급 원가를 낮추기 위한 것이 목적이다. 구체적인 방법으로는 전력수요가 낮은 심야시간대의 전력요 금 단가를 낮게 책정하여 야간조업의 확대나 심야사용 축열식 열기구 를 이용하도록 유도하는 방법이 있다.
[그림 Ⅰ-3] 기저부하증대 (Valley Filling)
4) 전략적 소비절약(Strategic Conservation)
소비자의 전기서비스 수준을 약화시키지 않으면서 물리적인 수요만 을 감소시키는 개념으로 전기이용 효율향상, 전기사용방법의 개선을 통하여 사용전력을 줄이는 것이다. 구체적인 방법으로는 소비자에게 합리적인 사용방법의 지속적인 제공, 전기설비의 진단 기술지원, 주택 용 전력사용량 누진제, 절전우수건물 요금 감액, 고효율 조명기기의 보 급, 고효율 자동판매기의 보급, 절전정보 제공 및 컨설팅 등을 들 수 있다. 최근 들어 DSM전략 중 가장 중점적으로 추진되고 있는 방법이 다.
다. 수요관리 방법
전력 수요를 관리하는 방법으로는 가격기능에 의한 방법과 비가격기 능에 의한 방법으로 나누어 볼 수 있다.
1) 가격기능에 의한 수요관리
가격기능, 즉 전기요금 및 지원금에 의한 수요관리는 가장 합리적이 고 효율적인 수요관리 방법으로 선택적 요금제도 및 지원제도를 이용 하여 소비자가 전기요금 절감을 위해 전기사용 패턴을 자발적으로 조 절하는 간접방식의 수요관리방법이다. 계절별․시간대별 차등요금제도, 하계휴가보수기간조정제도, 자율절전지원제도, 부하이전지원제도, 심야 전력요금제도, 직접부하제어제도, 비상절전제도 등이 여기에 속한다.
가격기능에 의한 수요관리의 종류와 특징은 <표 Ⅰ-2>에 나타난 것과 같다.
종류 특징
기본요금 피크연동제
기본요금 피크연동제는 일반용, 교육용, 산업용, 농사용 전력 고객 으로 최대수요 전력계를 설치한 고객에게 연중 최대전력을 기준하 여 기본요금을 부과함으로써 전기요금 절감을 위해 고객 스스로 최 대수요를 억제하도록 유도하는 프로그램
시간대별 차등요금제도
하루 중에서 전력수요가 높은 시간대에는 고율의 요금단가를, 전력 수요가 낮은 시간대에는 저율의 요금단가를 적용하여 고객이 스스 로 낮은 비용으로 전력을 사용하도록 유도하는 요금제도
계절별 차등요금제도
전력소비가 많은 계절과 적은 계절을 구분하여 전력량 요금을 차 등 적용함으로써 특정계절에 집중되는 전력수요, 특히 여름철 냉방 수요의 억제를 유도하는 제도
심야전력 (갑) 요금제도
전기의 사용량이 많은 주간시대의 부하 경감과 사용량이 적은 심 야시간대의 부하조성을 통하여 전력설비를 효율적으로 사용하기 위 해 1985년부터 도입하여 시행하고 있는 제도로서, 밤 11시부터 아 침9시까지의 심야시간대에 축열 또는 축냉설비를 사용하는 고객에 게 적용
심야전력 (을) 요금제도
심야전력(을) 요금제도는 심야시간에만 전력을 사용할 수 있는 심 야전력(갑) 요금제도와는 달리, 심야시간과 함께 심야시간이 아닌 주간에도 전기를 사용할 수 있는 제도이다. 다만, 심야시간이 아닌 주간에는 일반전기요금 수준의 높은 단가가 적용
휴가․보수 기간 조정
여름철 최대수요 발생이 예상되는 기간 동안에 계약전력 300kW이 상의 일반용, 산업용 고객을 대상으로 하계 휴가
지원제도 또는 설비보수를 유도하여 피크를 억제하고 전기사용량을 분사하 기 위한 제도
자율절전 지원제도
여름철 피크 시간대에 고객 스스로 자신의 전기사용량을 줄여서 요금절약을 꾀하기 위한 부하 관리 프로그램으로 1995년도에 도입 되었으며 여름철 최대부하 절감에 크게 기여
직접부하 제어
전자통신기술의 발달에 따라 산업용 및 일반용 등 대형고객을 대 상으로 한 직접부하제어 방식을 2001년 5월부터 시행하고 있다. 이
<표 Ⅰ-2> 가격기능에 의한 수요관리의 종류와 특징
종류 특징
지원제도
제도는 고객과의 사전 약정을 통한 전력부하 조정량을 수급 불균형 으로 조정필요시 통신에 의하여 고객측 부하를 원격으로 제어하는 방식임
비상절전 제도
에너지 부족등 다양한 원인에 의한 수급비상 발생에 대비하기 위 한 제도로 2002년 12월에 도입되었다. 고객과 한전이 사전에 약정 을 체결하고, 수급 비상시 전력회사의 요청에 응하여 고객이 전력 사용을 줄임으로써 전력수급의 안정을 도모
종류 특징
축냉식 냉방설비 보급
축냉식 냉방설비란 심야시간대의 전력을 이용하여 얼음이나 냉수를 저장하였다가 주간시간대의 냉방에 이용하는 냉방시스템. 축냉식 냉 방설비(축열율이 40% 이상)를 시설하는 고객에게는 설치지원금을 지 급함과 동시에 축냉식 설비를 설계한 사무소에게는 고객에게 지급하 는 설치보조금의 5%를 설계 장려금으로 추가 지원
원격제어 에어컨 보급
원격제어에어컨은 계통상황에 따라 제어여부를 판단하여 제어 명령 을 내리면 무선통신회사의 무선호출 교환기를 거쳐 고객의 에어컨에 부착되어 있는 제어용 수신기가 에어컨을 작동 또는 정지시킴. 원격 제어 에어컨 설치자에게 에어컨 냉방소비전력 1kW당 14만원을 지원
<표 Ⅰ-3> 비가격기능에 의한 수요관리의 종류와 특징 2) 비가격기능에 의한 수요관리
리베이트제도를 이용한 고효율기기보급 확대로 고객참여를 적극 유 도하고 수요관리기능을 강화하는 수요관리 방법을 말한다. 축냉식 냉 방설비 설치지원금 지급, 원격제어 에어컨 보급, 에너지절약형 고효율 조명기기 및 고효율인버터 등에 대한 지원금 지급이 있다. 비가격기능 에 의한 수요관리의 종류와 특징은 <표 Ⅰ-3>에 나타난 것과 같다.
종류 특징
고효율 조명기기 보급
1993년부터 공인기관으로부터 엄격한 성능시험을 거쳐 합격한 제품 에 대하여「고마크」를 부여하고 고마크가 부착된 고효율조명기기를 절전용량 기준 1kW이상 설비를 설치한 고객에게 지원금을 지급하고 있는 제도. 전기에너지의 최종 소비단계인 조명기기 효율을 개선하여 전기 소비절약 및 피크 억제에 기여
고효율 인터버 보급
고효율변압기(용량 100 ~3,000 kVA)를 설치하는 고객에게 절감전력 kW당 50만원을 지원하는 제도를 2005년 7월부터 도입 시행하고 있음.
고효율변압기는 일반변압기에 비해 가격이 고가이나 에너지 절감에 의한 전기요금 절약으로 약 3~4년 이내에 투자비의 회수가 가능
축열식 난방․ 온수기 보급
1985년 11월 심야전력요금제도의 도입으로 '86년 1월부터 에너지저장 식 기기인 축열기기의 보급이 시작되어 현재 축열식 전기보일러, 전 기온돌, 전기온풍기(이상 난방용)와 축열식 전기온수기, 물끓이기, 태 양열온수기(이상 온수용) 등 8종. 축열식 난방 온수기기는 부하율 개 선은 물론 고객에게는 편리한 난방기기로 확고하게 자리를 굳혔으며 2000년도 이후 보급이 급증
3. 부하 관리
가. 부하관리의 역할 및 필요성
부하관리란 전력의 피크수요를 절감하거나, 피크수요간의 전력수요 를 피크시간 기간 외의 수준으로 전환시키는 일련의 행위를 말한다.
따라서 에너지의 합리적인 사용을 통해서 전력수요 절감 및 평준화를 실행하므로써 전력공급설비의 투자를 지연 또는 회피시켜 기존설비의 이용률 및 효율향상을 도모하고 전력공급 비용의 절감을 가능케 하는 활동이다.
부하관리가 필요한 이유는 첫째, 부하율의 악화이다. 우리나라는 산 업구조의 변화와 더불어 산업용 중심에서 업무용, 주택용의 비중이 점 차 선진국 수준으로 증가하고 있어 부하율이 악화되고 있다. 또한 생 활 편익 추구로 계절성 단기부하(냉방)의 증대로 들 수 있다. 부하율 변화 추이를 보면 <표 Ⅰ-4>와 같다.
70년대 60%대에서 80년대에 70%수준으로 상승 한 후, 90년대 소폭 하락세를 보이다가 다시 상승세에 있다. 2000년대에는 76%까지 부하 율이 올랐다. 우리나라는 해외 선진국보다 높은 부하율을 보이고 있다.
해외의 부하율을 보면 2007년 기준 일본이 65%, 미국 뉴욕주가 59%, 프랑스가 62%정도로 우리나라보다 낮은 부하율을 보이고 있다.
1970년대 1980년대 1990년대 2000년대
연도 % 연도 % 연도 % 연도 %
70 67.3 80 77.7 90 71.2 00 74.0
71 67.7 81 74.7 91 70.8 01 75.5
72 64.3 82 73.9 92 72.9 02 76.4
73 66.2 83 73.4 93 74.6 03 77.7
74 65.8 84 69.5 94 70.6 04 76.2
75 67.6 85 70.8 95 70.6 05 76.2
76 69.1 86 74.5 96 72.5 06 73.8
77 72.5 87 76.5 97 71.5 07 73.9
78 70.3 88 71.2 98 74.5
79 75.9 89 71.6 99 73.3
자료: 전력거래소 ‘장․단기 부하패턴 변화 분석’
<표 Ⅰ-4 > 우리나라 부하율 변화 추이
구분 일본 미국
뉴욕주 영국 프랑스 대만
부하율 65.2% 59.3% 64.0% 61.7% 68.7%
자료: 전력거래소 ‘장․단기 부하패턴 변화 분석’
<표 Ⅰ-5> 외국 부하율 현황(2007년 기준)
둘째, 전력수요의 급격한 성장이다. 최근 소득수준 향상에 따른 가정 용 전력수요의 증가와 3차 산업 급성장에 따른 일반용 전력수요의 증 가로 특징지어질 수 있으며, 근본적으로 상대적으로 값싼 전기요금이 전기의 과수요를 불러 일으켰다. 주요 에너지 제품별 판매가격을 보면 [그림 Ⅰ-4]와 같다.
[그림 Ⅰ-4] 주요 에너지 제품별 판매가격 추이
1990년부터 2008년까지 GDP는 2.6배, 도시가스는 2.8배, 휘발유는 4.4배, LPG는 8배, 경유는 9배가 올랐지만 전력은 불과 1.5배 밖에 오 르지 않았다. 정부는 지난 30년간 수출산업의 해외경쟁력 제고 및 생 산단가를 낮추기 위해서 전기요금을 낮게 유지시켜 왔다. 따라서 값싼 전기요금이 전기의 과수요를 불려 일으켜 왔다는 것을 부인할 수 없 다.
셋째, 발전설비 확충의 어려움이 증대 되었다. 님비주의, 지역이기주 의 등으로 전원입지 확보가 어렵고, 공해와 안전성 등으로 발전소 건 설예정지역 주민의 반대가 심화 되고 환경규제 또한 강화 되었다. 신 규 발전소의 건립이 줄어들면서 전력공급 증가율이 다소 둔화 되었고, 따라서 부하관리의 필요성이 더욱 증대 되었다.
나. 전력수요와 부하관리
(단위: GWh)
용도 주택용 상업용 산업용 합계
연도
2004 61,032 92,726 158,337 312,095(6.3) 2005 64,701 100,899 166,813 332,413(6.5) 2006 67,516 106,542 174,661 348,719(4.9) 2007 69,751 112,603 186,251 368,605(5.7) 2008 73,472 119,441 196,881 389,794(5.7) 연평균
증가율 5.1 6.8 5.5 5.8
출처: 제4차 전력수급기본계획
<표 Ⅰ-6> 부문별 전력수요
2004년부터 2008년 동안의 전력수요는 연평균 5.8%의 성장을 해오 고 있으며 특히 지난 80~90년대 기간 동안 높은 성장을 해온 산업용 에 비해 상업용의 연평균 성장율은 6.8%로 오히려 더 높은 성장을 보 이고 있다.
2010년 이후 향후 5년 기간 동안의 전력 수요는 과거 연평균 5%
이상의 높은 성장율에 비해 떨어지는 성장을 나타낼 것으로 전망되고 있지만, 동 기간 중의 전력수요는 상업용 부문이 연평균 성장율이 3.8%로 가장 높은 성장세를 기록할 것으로 전망되는 반면 산업용은 성장세가 약간 떨어지는 2.0%정도가 될 것으로 전망되고 있다.
용도 주택용 상업용 산업용 합계
연도
2010 80,891 130,897 213,232 425,020(3.9) 2011 83,439 136,416 218,907 438,762(3.2) 2012 85,314 141,630 222,854 449,798(2.5) 2013 87,001 146,566 225,415 458,982(2.0) 2014 88,640 151,054 227,162 466,856(1.7) 연평균
증가율 2.7 3.8 2.0 2.7
출처: 제4차 전력수급기본계획의 용도별 전력소비량(’08. 12)
<표 Ⅰ-7> 부문별 전력수요 전망
(단위: GWh)
수요관리 추진 현황을 살펴보면 2010년도 전력공급은 산업용이 224.4TWh로서 전체 과반을 넘는 수준으로 가장 많이 차지하고 있으
며 상업용이 103.8TWh, 주택용이 79.8TWh를 차지하고 있다. 2010년 도 월별 전력공급은 동계에 평균 36TWh이상, 하계에 약 34TWh의 전력소비가 발생할 것으로 전망되고 있다. <표 Ⅰ-8>은 2010년 월별전 력소비를 나타내고 있으며 전력소비가 뚜렷한 동고하저의 형태를 보이 고 있다.
2004년부터 2008년 기간동안의 한전의 수요관리사업은 효율향상과 부하관리로 나눌 수 있다. 사업량을 보면 한전은 효율향상보다 부하관 리에 더 큰 비중을 두고 있으며 이는 전기사업자의 편익이 큰 부하관 리, 즉 피크수요 억제 효과가 주요 성과임을 아래 <표 Ⅰ-9>에서 볼 수 있다. 피크억제 성과도 부하관리가 효율향상 보다 절대적으로 많음 을 볼 수 있다.
월
용도 1월 2월 3월 4월 5월 6월 7월 8월 9월 10월 11월 12월 계 주택용 8.3 8.4 7.2 7.1 6.0 5.7 5.5 5.9 5.7 5.5 6.6 7.5 79.8
상업용 9.6 9.2 8.4 7.9 7.4 7.8 9.0 9.8 9.1 7.6 8.3 9.3 103.8
산업용 18.9 16.8 18.6 18.5 18.4 18.8 19.1 18.9 18.6 18.9 19.1 19.3 224.4
계 36.8 34.4 34.2 33.5 31.8 32.3 33.6 34.6 33.4 32 34 36.1 408 출처: 한국전력 ‘10년 전력판매계획’(‘09년 대비 4% 증가)
<표 Ⅰ-8> 월별전력소비
(단위: TWh)
(단위: MW, GWh) 구분
연도
효율향상 부하관리 소 계
사업량 피크
억제 절감량 사업량 피크
억제 사업량 피크
억제 절감량 2004 96 82 392 3,209 2,288 3,305 2,370 392 2005 135 101 559 3,978 2,870 4,113 2,971 559
2006 148 112 526 3,738 2,682 3,886 2,794 526 2007 131 90 465 4,091 2,981 4,222 3,071 465 2008 146 92 556 4,199 2,557 4,345 2,649 556 연평균
증가율(%) 13% 2.5 10.5 7.7 2.9 7.9 2.9 10.5
※ 효율향상: 절감전력, 부하관리: 조정전력 및 감소전력 기준 출처: 제4차 전력수급기본계획
<표 Ⅰ-9> 수요관리사업 할당량
2004년부터 2008년 동안의 한전의 수요관리 투자를 <표 Ⅰ-10>에서 살펴보면, 부하관리 사업은 평균적으로 약 600억원, 효율향상 사업은 약 300억원 수준으로 부하관리 사업이 약 2배 정도 투자가 많이 이루 어졌으며 이는 전기사업자가 자신의 편익이 큰 부하관리에 치중하고 있음을 의미한다고 볼 수 있다. 하지만 효율향상에 대한 투자가 2007 년을 제외하고는 꾸준히 증가추세에 있으며 부하관리에 대한 투자도 2007년까지 꾸준히 증가하다가 2008년 다소 주춤하는 형태를 보이고 있다.
(단위: 백만원, %)
구분 효율향상 부하관리 기반조성 합계
연도
2004 16,570 52,593 2,056 71,219
2005 32,983 58,857 2,038 93,878
2006 33,186 70,553 2,200 105,939 2007 28,886 75,145 1,789 105,820 2008 42,896 63,800 1,604 108,300 연평균
증가율(%) 39 4 -4 11
출처: 제4차 전력수급기본계획
<표 Ⅰ-10> 수요관리투자비
다. 전력수급전망
우리나라의 전력수급기본계획은 전력수급안정, 경제적 전력공급체제 구축, 친환경 전원구성을 목표로 상위계획인 에너지기본계획과 정합성 확보 및 온실가스 감축을 위한 친환경 전원 확대 등을 고려해서 수립 한다. 따라서 2024년 발전량 기준으로 원자력의 비중이 크게 증가함에 따라 저탄소 고효율 에너지 소비구조실현에도 기여한다.
구분 ’09(실적) ’15 ’20 ’24
전력수요(백만kWh) 394,475 496,590 535,779 551,606
최대수요(만kW) 6,680 8,001 8,923 9,504
발전설비(만kW) 7,226 9,628 10,728 11,259
설비예비율(%) 8.2 15.6 19.8 18.2
자료: 지식경제부
<표 Ⅰ-11> 전력수급전망
2024년까지 국내 총 전력소비량은 연평균 1.9%증가해 2024년에 5,516억㎾h(2010년 4,238억㎾h)로, 여름철 최대 전력수요는 2024년에 9,504만㎾(2010년 6,989만㎾)에 이를 것으로 예상된다. 최대 전력수요 증가에 맞춰 발전설비도 2011년부터 총 49조원을 투자(신재생․집단에 너지 제외)하여 총 4,333만㎾를 계획에 반영함으로써, 2024년에는 총 1억1,259만㎾의 발전설비를 확보하게 될 전망이다. 2024년 발전원별 설 비비중은 원자력은 32%로 2010년(25%)보다 대폭 상승되는 반면, 석 탄 및 LNG의 경우 각각 28%와 21%로 2010년 대비 소폭 감소한다.
라. 최근 부하패턴의 변화
최근으로 올수록 부하가 상당히 평준화 되고 부하율이 높아졌다. 이 는 최대전력의 상승세가 낮아져서 나타난 결과이기 보다는 전력소비량 (평균전력) 상승세가 최대전력에 비해 높은 결과이다. 최근 변화의 특 성을 보면 첫째, 최대전력 발생시점의 다변화를 들 수 있다. 기존의 여 름철 오후 시간대 연피크 발생 가능성에서 겨울철 오전, 오후, 심야 시 간대로 피크 발생 시점이 다변화 되고 있다. 둘째, 고부하 유지시간이 길어졌다. 일별로 고부하 유지시간의 변화를 살펴보면, 1970년대에는 일별로 약 5.5시간에 불과하였으나, 80년대에는 9시간, 90년대 및 2000년대는 10시간 이상으로 길어졌다.1) 고부하 유지시간이 길어진다 는 의미는 일별로 첨두부하의 유지시간이 길어지고 있다는 의미이고, 한편으로는 시간별 최대전력과 일 평균전력간에 차이가 상당히 작아져 서 부하율이 높아지고 있다는 의미이다. 이러한 현상은 최근에 최대전
1) 고부하 유지시간 = 일 평균전력을 초과하는 시간별 부하의 합 ÷ (일 최대부하 - 평균 전력)
력 상승세가 높은 수준이나, 이에 못지않게 평균전력(전력소비량)이 더 높은 수준을 유지한다는 의미이고, 여기에는 전력과소비 현상이 내재 되어 있다.
[그림 Ⅰ-5] 일별 고부하 유지시간의 변화
주: X축은 일별 고부하 시간, Y축은 일별 최대전력을 연 최대전력 100을 기준으로 비율화한 수치이다.
자료: 전력거래소 ‘장․단기 부하패턴 변화 분석‘
셋째, 최대전력 계절성의 급등이다. 여름철 및 겨울철 기온에 대해 민감하게 반응하고, 아울러 기상상황의 변동 폭이 커져서, 계절성이 급 등하고 있다.
넷째, 높은 전력소비(평균전력)에 따른 부하율의 상승 추세를 들 수 있다. 낮은 전기요금과 고유가에 따른 전기에너지 이전현상, 급격한 심 야전력 소비 등으로 전력소비 수준이 과도하게 높아져 부하율이 지속 적으로 상승하고 있다.
부하패턴의 변화에 따른 합리적인 대응 방안으로 전기요금의 현실 화, 전력저소비 산업구조로의 전환, 피크억제를 위한 상시 수요관리 프 로그램(자율절전 등의 부하관리 프로그램) 등이 있지만 하절기 전력피 크와 같은 단기 수요 관리에 적용하기에는 부적합하다. 계속적으로 늘 어나는 전력 수요에 대항하여 단기 전력피크 문제를 해결하고 하절기 에너지 절약을 동시에 실현하기 위해 정부는 공공건물 및 대형건물에 대해서 적정 실내 냉난방 온도 준수를 의무화 했다.
Ⅱ. 하절기 에너지절약 시책 21
Ⅱ. 하절기 에너지절약 시책
1. 건물실내온도규제의 필요성 및 배경
우리나라는 국내 총 에너지수요의 97%를 해외수입에 의존할 수 밖 에 없는 에너지빈국이다. 또한 에너지소비규모는 세계 11위이고 석유 소비는 세계 7위인 에너지 다소비 국가이다. 최근 고유가가 지속되는 가운데, 고유가에 대한 대응책 마련과 에너지 저소비형 사회로의 전환 이 시급하나 산업구조, 경직된 에너지가격 등으로 단기간 내에 획기적 인 에너지 절감은 어려운 실정이다. 따라서 저탄소 녹색성장 및 기후 변화 협약에 슬기롭게 대응하기 위해 건물부문에서 에너지절감을 위한 대책이 필요하다.
건물 부문은 현재 우리나라 최종에너지 소비의 약 22.3%를 차지하 고 있으며 최근 상업, 공공용 건물의 에너지소비가 최근에 급증하고 있다. 건축물의 에너지소비량은 삶의 질 향상 및 건축물 수 증가 등으 로 인해 증가 추세에 있으며, 장기적으로는 선진국 수준2)인 국가 전체 의 40%까지 증가가 예상되고 있다. 특히 건물에서 냉난방에 소비하는 에너지는 건물 전체 에너지소비의 절반이상을 차지하고 있어, 냉난방 에너지소비절감을 위한 노력이 절실히 요구된다.
상업․공공의 건물 에너지 중 냉난방용 비중은 53%이고, 상업용 건물 냉난방 원단위3) 추이는 1998년도 15.8kgoe/m2에서 2001년 18.3kgoe/m2
2) 건물분야 에너지소비의 비중은 영국이 40%이고 미국은 39%이다. 세계평균은 38%이다.
2004년 21kgoe/m2로 증가추세에 있다. 부문별 에너지 소비가 <표 Ⅱ -1> 나타나 있다. 표에서 보는 바와 같이 건물 부문의 에너지소비는 2007년 기준으로 전체 대비 약 22.3%이지만, 앞으로 선진국 수준인 약 40%까지 지속적으로 소비가 늘어날 것으로 전망되어 이에 대한 대 책이 요구된다.
구분 산 업 수 송 건 물
상업․공공 주 거 계
최종에너지소비(백만toe) 103.4 36.9 19.7 20.5 180.5
구성비(%) 57.2 20.5 10.9 11.4 100
02～07년 연평균증가율(%) 3.0 1.8 5.6 -1.8 2.4 자료: 지식경제부
<표 Ⅱ-1> 2007년 부문별 에너지소비구조
특히 상업․공공용 건물의 냉방용 에너지소비가 2002∼2007년 연평 균 5.6%씩 증가하였고, 지속적인 경제성장과 수출 증가로 인해 에너지 다소비업종이 많은 우리나라의 에너지소비는 향후 계속 증가할 것으로 예상되고 있다. 특히 에너지소비가 많은 여름철 국가전체의 에너지수 급 안정을 꾀하고, 예상치 못한 에너지 공급차질 등을 미연에 방지하 기 위하여 대형건물의 냉방온도제한 제도의 실시가 요구 된다.
2. 실내온도 규제내용
우리나라에서 건물 냉방온도 제한에 관한 규정은 에너지이용합리화
으로, 건물의 에너지 성능 및 에너지 과소비도 등을 비교할 수 있는 지표이다.
Ⅱ. 하절기 에너지절약 시책 23
법 제 36조의 2, 36조의 3, 동법시행령 제 42조의 2, 42조의 3에서 규 정하고 있다. 제한온도는 공공부문 및 에너지다소비사업자를 대상으로 냉방 26℃이상, 판매시설 및 공항의 25℃이상, 공공건물의 28℃이상의 기준이 현재 적용되고 있다. 제한건물의 기준은 국가, 지자체, 공공기 관이 업무용으로 사용하는 건물과 에너지다소비사업자의 에너지사용시 설 중 연간에너지사용량이 2천toe이상인 건물을 대상으로 하고 있다.
에너지다소비사업자4)의 에너지사용시설 중 연간에너지 사용량이 2천toe 이상인 건물(공동주택ㆍ공장 제외)은 전국 건물의 0.03%에 해당하는 598개(’07년)에 불과하나, 건물 에너지소비량의 8%를 차지하여 규제대 상에 비해 에너지절감효과 크다.
2천toe이상 에너지다소비 건물의 현황(’07년 기준)을 살펴보면, 백화 점이 전체의 27.1%(162개)로 가장 많고, 대그룹 본사, 은행 등 상용건 물이 20.6%(123개), 대학교 12.7%(76개)순이다5). 건물 냉방온도 제한 의 예외는 첫째, 식품 등의 품질관리를 위해 냉방이 필요한 구역, 둘 째, 숙박시설 중 객실 내부구역, 셋째, 실험실 등 특수 용도로 이용되 는 구역, 넷째, 전산실 등 기기의 성능유지를 위해 필요한 구역, 다섯 째, 기타 물건 및 시설 등의 보존을 위하여 냉방이 필요하다고 인정되 는 구역, 그리고 마지막으로 의료시설을 예외를 두고 있다.
4) 에너지다소비사업자는 「에너지이용합리화법」에 따라, 시ㆍ도에 에너지사용 신고를 하여야 하고, 5년마다 에너지진단을 받아야 하는 등 현재도 정부의 에너지사용 관리 대상이다.
업 종 개 수(비율) 에너지소비량(toe)(비율)
공공부문 32(5.4%) 193,256(6.5%)
백화점 162(27.1%) 583,146(19.7%)
병원 70(11.7%) 352,733(11.9%)
상용(기업, 은행 등) 123(20.6%) 571,018(19.3%)
연구소 23(3.8%) 167,710(5.7%)
전화국 17(2.8%) 87,482(3.0%)
학 교 76(12.7%) 444,363(15.0%)
호 텔 54(9.0%) 349,624(11.8%)
기 타 41(6.9%) 203,496(6.9%)
합 계 598(100%) 2,952,826(100%)
자료: 지식경제부
<표 Ⅱ-2> 연간 에너지 사용량 2000toe이상 건물(’07년)
건물의 냉방온도를 적합하게 유지 및 관리하지 않는 경우 권고나 시 정조치가 이루어지며 시정조치를 위반하거나 온도점검을 거부, 방해 또는 기피한 경우는 300만원의 과태료를 부과 한다. 현재 4단계의 적 용절차를 적용하고 있다. 1단계는 에너지다소비건물에 대해서 온도제 한 통지를 내리고, 2단계는 실내온도는 제한온도에 적합하게 유지 및 관리하는지 여부를 점검하고, 3단계는 적정실내온도 미 준수시 우선, 권고 또는 서면을 통한 시정조치가 내려지며, 4단계는 시정조치를 이 행치 않았거나 온도점검을 거부 한 경우 과태료 300만원을 부과하는 절차를 밟고 있다.
Ⅱ. 하절기 에너지절약 시책 25
3. 규제의 비용․편익 분석
가. 규제 비용
냉난방 온도점검은 에너지관리공단 지역 센터직원을 활용하므로, 추 가 인력소요가 없고 다만, 측정 장비관련 비용 및 출장 여비만 계상하 면 된다. 비용 산출근거로는 다음과 같다.
[비용 산출근거] : 약 46백만원
① 냉난방온도 측정 장비 관련 비용 : 26백만원
* 온도측정장비 구매 비용 : 2,000,000원 × 12대 = 24백만원 * 장비 검교정 비용 : 100,000원 × 24대 = 2,400,000원
② 냉난방온도 측정 국내여비(2인 1조, 민간, 공공기관 조사, 1일 10개 사업장 조사 가정) : 20백만원
* 25,000원(국내여비 1일) × 2명 × (1,968/10)* × 2회(여름, 겨울)=
19,680,000원
* 냉난방온도점검 건물(정부․지자체 제외, 1,968개) = 2천toe이상 건물(598개) + 공공기관(1,370개)
나. 편익 분석
공공기관 및 2,000toe이상 에너지다소비 건물에 대해 냉난방온도를 1℃ 조절할 경우, 연간 212천toe(720억원)의 절감이 가능하며, 이는 국 민 130천명이 연간 사용할 수 있는 에너지에 해당한다.
[에너지 절감 산출근거] : 약 720억원 * 공공기관 및 2,000toe이상 건물의 ‘07년 에너지 소비량 : 5,553천toe
* 공공기관 및 2,000toe이상 건물의 평균 냉난방 에너지소비율 : 54.5%
* 냉난방 1℃조정할 경우 에너지절감율 : 7% (에너지경제연구원 자료)
* 1toe당 절감비용 : 34만원(에너지관리공단 분석) ⇒ 5,553천toe × 0.545 × 0.07 = 212천toe 212천toe × 34만원 = 720억원
또한 냉난방온도를 준수하는 기관(건물)은 평균 약 6.9백만원의 에너 지비용 절감이 가능하다.
* 1toe당 금액 : 34만원
* 에너지절감금액 : 212천toe × 34만원 = 720억원 * 냉난방온도 준수 대상기관수 : 약 10,500개
* 기관(건물)당 평균 절감금액 : 720억원/10,500개 = 6.9백만원
비용절감 이외에 이산화탄소 배출량을 줄이고 에너지 절감 및 절약 으로 온실가스를 감축하는 좋은 수단으로 평가 받고 있다.
Ⅱ. 하절기 에너지절약 시책 27
4. 온도규제의 문제점
냉방온도준수제도가 필요하지만 강제이행에 따른 문제점도 있다.
제도가 강제적이다 보니 공공건물들, 지하철, 각 시청․구청건물, 보건 소, 도서관, 경로당 등 실내온도 28℃를 준수하는 곳은 국민들이 더위 로 인한 불편을 감수해야 한다. 여름철에는 습도 또한 높기 때문에, 단 순히 사무실에 앉아 있는 경우에도 건조한 지역에 비해서 더 많은 더 위가 느껴진다. 이 제도가 앞으로 계속 성공적으로 실행되기 위해서는 때와 장소의 구분을 두고 온도 설정을 해야 하며, 적용대상의 세부적 인 그룹핑이 이루어 져야 한다.
건물 유형별로 구분하여 냉방온도를 설정하는 것이 필요하다. 일례 로 아파트, 주택, 사무소 등과 같은 일반건물 그리고 은행, 백화점과 같은 영업용 건물, 그리고 조립공장, 기계공장 등의 공업용 건물로 구 분하여 온도설정을 할 필요가 있다. 또한 공공건물이라도 노약자가 쓰 는 노인정, 어린이들이 주로 있는 건물, 각 구청 보건소 및 도서관 등 예외 대상도 확대해야 할 필요가 있다.
건물 유형별로 구분하여 냉방온도를 설정하지 않은 것도 문제지만 보다 근본적인 원인을 살펴보면 값싼 전기요금으로 인한 전기의 과수 요이다. 규제나 캠페인성 에너지절약은 늘 한계가 있다. 공급원가에도 못 미치는 전기 요금이 에너지과소비를 부추기고 있다는 점이 근본적 인 문제이다. 에너지를 낭비해서는 안 된다. 하지만, 에너지절약을 이 유로 때와 장소를 구분하지 않는 권장온도를 강제적으로 준수 하도록 하는 것은 시민들에게 큰 불편을 불러일으키는 원인이 된다. 다음 장 에 주요선진국의 냉난방 온도규제현황에 대해서 살펴본다.
Ⅲ. 해외 주요국의 냉난방 온도 규제 29
Ⅲ. 해외 주요국의 실내온도규제
1. 주요국의 냉난방 온도 규제
본 장에서는 해외 주요국과의 권장온도 사례비교를 해본다. 주요
국 가
에너지절약
운전기준 출 전
난방(℃) 냉방(℃)
한 국
18～20 26～28
- 에너지관리기준
(지식경제부고시 제2008 -219호, 권장사항) - 제한기준온도 공고(‘92.7)
(동력자원부 공고 제1992-21호, 의무사항) 20 26 - 공공기관에너지이용합리화추진지침
(국무총리지시 제2005-5호, 의무사항) 19 27 - 고유가에 따른 공공기관 에너지절약 강화를
위한 국무총리 특별지시(‘08.7)
미 국 18.3 27.8 - ASHRAE 90-75(미국냉동공조학회 권고) - 권장사항
일 본 20 24～28 - 각료회의 결정사항 - 권장사항
영 국 19 기준없음 - 칙령(제1013호 1980) - 권장사항
프랑스 19 26 - 정령(1979. 10) - 의무사항(벌금 : 천프랑) 자료: 에너지관리공단 ‘건물 냉난방온도 제한 타당성 연구’
<표 Ⅲ-1> 국가별 실내온도 권장기준
선진국들도 냉난방온도를 규제하고 있으며 주요 국가별 실내온도 권 장기준을 비교하면 <표 Ⅲ-1>과 같다. 표에서 보는 바와 같이 우리나 라와 프랑스는 의무사항으로 지정되어 있으며 미국, 일본, 영국은 권장 사항이다. 의무사항으로 지정되었을 경우 권장사항 일 때 보다 더 엄 격한 제제가 가해지며 위반 시 과태료가 부과 된다. 국가 선정은 현재 냉난방온도 규제를 실시하고 있는 선진국 위주로 국가를 선택했으며 국가별로는 미국, 일본, 유럽의 사례를 먼저 알아보고 마지막으로 프랑 스의 실내온도 규제사례를 집중분석 한다.
2. 미국
미국에서는 ASHRAE(American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers) 규정을 거의 모든 주에서 채택하고 있다. 이 규정은 신축건물에서 에너지의 합리적인 이용을 위하여 필요 한 설계 조건 및 건물의 에너지 사용량을 산출하는 수단으로 사용되고 있으며, 또한 신축건물의 에너지 절약형화를 위해 건물외피, 난방, 환 기, 공조, 급탕, 전기배선 및 조면 시스템 등의 설계조건을 제시하고 있다. 미국에서 교회, 교육시설, 사무용 건물, 상용건물, 공공건물, 주 택, 공장건물 등 널리 사용되고 있는 규정이다.
공조시 실내 온도조건 표준으로 유효온도(ET; Effective Temperatur e)를 사용하는데, 유효온도는 인체가 느끼는 온도, 습도, 기류, 복사열 의 영향을 고려한 쾌감 지표로서 성인이 가벼운 옷차림으로 근육운동 을 하지 않고 미풍속인 0.25m/s이하의 조건으로 장시간 체류할 때 감 각적으로 느낀 온⋅습도 감각을 말한다.
Ⅲ. 해외 주요국의 냉난방 온도 규제 31 [그림 Ⅲ-1] 신 쾌적온도선도
출처: ASHRAE Handbook-Fundamentals, 1997
이를 신 쾌적온도선도에 도표화하여 쾌적 환경범위를 설정하였으며,
「열환경에 대하여 만족을 표명하게 되는 심적상태」를 정의하고 있다.
여기에서 규정한 미국의 실내온도 기준은 아래와 같다.
구분 건구온도 습구온도
난방온도 69.5∼77℉(20.8∼25℃) 50%
냉방온도 75∼82℉(23.9∼27.8℃) 50%
출처: ASHRAE Handbook-Fundamentals, 1997
<표 Ⅲ-2> 쾌적 실내온도 기준
다음의 <표 Ⅲ-3>에서는 미국의 건물별 공조 실내온도 및 습도 조
건을 나타내는 도표이다. 건물의 구분 및 습도 조건에 따라서 각각 다 른 실내온도가 적용 된다.
구분
냉방온도 난방온도
고급 일반 가습
있음
가습 없음 DB(℃) RH(%) DB(℃) RH(%) DB(℃) RH(%) DB(℃) 일반건물, 아파트, 주택,
호텔, 사무소, 병원, 학교 등 23∼
25
50∼ 45
25∼ 27
50∼ 45
23∼ 25
35∼ 30
24∼ 25 영업용 건물(단시간 재실),
은행, 이발소, 미장원, 백화점, 슈퍼
25∼ 26
50∼ 45
26∼ 27
50∼ 45
22∼ 23
35∼ 30
23∼ 24 현열 적고 잠열이 많은
건물 공회당, 교회, 식당, 조리장 등
25∼ 26
55∼ 50
26∼ 27
60∼ 50
22∼ 23
40∼ 35
24∼ 25 공업용 건물, 조립공장,
기계공장 등
25∼ 27
55∼ 45
27∼ 29
60∼ 50
20∼ 22
35∼ 30
21∼ 24
*DB: 건구온도, RH: 상대습도
출처: Carrier, Hand book of air conditioning system design
<표 Ⅲ-3> 공조 실내 온⋅습도 조건
3. 일본
일본은 에너지수요가 증가하는 하절기 피크타임을 대비하여 냉방온 도준수, 에너지절약 가전보급촉진 등의 “하절기 에너지절약 대책”을 결정 하고 꾸준히 시행하고 있다.
일본 후생성의 건축물 환경위생 관리기준에 의하면 실내온도는 17℃ 이상 28℃이하로 유지해야하며, 거실의 온도를 외기온도보다 낮게 할 때에는 그 차를 심하게 하지 않을 것이라고 의무화되어 있다. 적용대
