KOREA ENERGY ECONOMICS INSTITUTE www.keei.re.kr
박 기 현
대학 캠퍼스 건물의 에너지 효율개선 방안 연구
기본 연구 보고서
15-14
34.368 mm
참여연구진
연구책임자 : 연구위원 박기현
연구참여자 : (주)티이에스 박재완
위 촉 연 구 원 박진순
요 약
1. 연구의 필요성 및 목적
대부분의 에너지를 수입하는 우리나라의 최우선 에너지정책은 에너 지의 안정적인 공급이다. 하지만 최근 원전의 국민적 수용성 악화, 신 재생에너지 확대의 한계, 그리고 신기후체제 아래 온실가스 감축 압력 의 증대 등 대내외적인 여건이 점점 어려워지고 있는 가운데 국가의 안정적인 에너지수급에 어려움을 겪고 있다. 원활한 에너지수급 및 국 가에너지 안보강화를 위해서는 에너지수요관리를 통한 에너지절약 및 에너지효율향상은 필수적이다.
건물부문의 경우 에너지효율개선정책은 크게 신축 건물과 기존 건 물로 구분하나 투자대비 에너지절감 여력이 많은 기존 건물에 중점을 둔다. 기존 건물의 경우 노후 건축물에 대한 성능강화를 목표로 단열 강화, 창호 교체, 고효율기기 확대 등을 통하여 건물에너지성능을 높 인다. 하지만 여러 정부 부처 및 각 시·도에서 건물에너지 절감 및 효 율화를 위한 대책을 마련하고 추진하고 있으나 최근 한계점에 봉착했 다는 의견이 분분하다. 지속적으로 증가하는 건물에너지 수요를 관리 해야하나 효과적인 국가정책이 부재하다는 지적이다. 특히 건물부문 에 있어서 에너지 다소비 기관 중에 하나인 대학 건물에 대한 에너지 절약 및 효율화를 위한 대책 마련이 시급하다.
에너지총조사(2014)의 대형건물 통계 자료에 의하면 국내 대학의 에너지 사용량은 2000년 약 13만 TOE에서 2013년 약 33만 TOE로 크
게 증가하였다. 2013년 기준 대학의 에너지 사용량은 32.9만 TOE로 건물 전체 에너지 사용량 중 13.9%를 차지하였다. 에너지총조사 (2014)의 대형건물 자료를 이용하여 분석한 결과 대학건물의 업체당 에너지소비량이 3,045 TOE로 대형건물 업체당 평균 에너지소비량인 2,540 TOE를 크게 상회하였다. 이는 호텔, 병원과 더불어 가장 높은 에너지 소비량을 보여주는 것이다.
이러한 배경하에 본 연구는 에너지 다소비기관 중의 하나인 대학의 건물에너지 소비 현황을 살펴보고 대학 건물의 에너지효율화 방안을 도출하는 것을 목적으로 한다. 기존의 연구와 차별을 두어 특정 대학 의 건물에너지 데이터 분석 결과를 통한 캠퍼스 내 건물용도별 에너 지효율화 방안을 제안한다.
2. 연구결과 및 정책제언
본 연구에서 대학교 건물의 효율개선을 위한 국내외 효율개선사업 을 검토하고 국내 대학교 건물의 에너지현황 및 통계 분석을 실시하 였다. 또한 대학교 건물의 에너지절감 활동 사례를 간단히 소개하였고 한국의 그린캠퍼스 사례를 조사하였다. 대학교 건물의 효율을 높이기 위하여 노력하고 있으나 국내 대부분의 대학교가 건물의 에너지사용 량을 측정할 수 있는 인프라가 구축되어 있지 않고 시설관리의 종합 통제 시스템도 제대로 갖춰져 있지 않다. 이와 더불어 대학의 원천적 효율개선을 위한 동기 부족, 대학 내에서 우선순위 사업에서의 배제, 그리고 정부 부처별로 상이한 정책지원 체계 등으로 인해 그 한계를 노출하고 있다. 이에 반해 해외 대학에서는 전담기관 및 전담부서를 설치하고 건물 효율개선 관련 프로그램을 운영하는 등 적절한 유지
및 관리가 이루어지고 있다. 또한 대학 간 네트워크가 형성되어 다양 한 정보를 서로 공유하고 캠퍼스 건물에너지 효율화를 위한 소규모 기금을 조성하는 등 그린캠퍼스를 위한 재원마련에도 적극적이다.
한편, 에너지총조사(2014) 대형건물 자료를 이용해 국내 대학의 에 너지 소비실태를 분석한 결과, 전력의 비중이 지속적으로 증가하고 있 으며 도시가스와 석유의 비중이 감소하는 특징을 보였다. 에너지총조 사(2014)에 따르면, 대형건물 중 대학건물에서 사용한 에너지는 총 328.9천 TOE로 대형건물 전체소비량의 약 13.9%를 차지했다. 대학건 물의 용도별 에너지소비를 보면 난방용(30.5%), 냉방용(26.6%), 사무 기기 및 기타(16.6%), 조명(12.1%)의 순으로 나타났다. 대학건물의 에 너지원단위는 125.7 M㎈/㎡로 대형건물 평균(179.0 M㎈/㎡)보다는 낮 으나 아파트(108.6 M㎈/㎡)보다는 높게 나타났다. 대학건물 중에서 원 단위가 가장 낮은 건물은 64.6 M㎈/㎡로 평균의 약 50% 수준이며, 원 단위가 가장 높은 건물은 251.2 M㎈/㎡로 평균의 약 2배 수준으로 나 타났다.
대학 건물의 개보수 기술적용에 따른 에너지 절감효과를 시뮬레이션 방법을 통해 분석하였다. 먼저 BEMS(Building Energy Management System)가 설치된 대학을 선정하여 그 대학의 에너지 소비통계 및 현 황 분석을 통해 건물의 일반적인 운영 실태를 조사하였다. 상세한 에 너지 소비현황을 파악하기 위해, 분석대상학교의 운영 및 건물 현황을 면밀히 조사하여 에너지 소비행태에 영향을 주는 요인에 대한 분석을 실시하였다. 또한 조사된 내용을 기반으로 적용기술에 따른 시뮬레이 션 기준모델을 수립하였고, 이를 통해 자료조사만으로는 한계가 있는 상세한 건물의 소비현황을 분석하였다. 시뮬레이션 기준모델을 기반
으로 대학건물에 적용 가능한 에너지 절감기술을 선정하고, 기술적용 에 따른 에너지 절감효과에 대한 정량적 분석을 실시하였다. 이를 기 초로 각 기술에 대한 경제성평가를 통해 건물에너지 Retrofit을 위한 기술의 우선순위를 제시하였다. 마지막으로 대학 캠퍼스 건물의 효율 개선을 위한 추진 방안 및 전체적인 실행 로드맵을 제시하였다. 또한 조직부문, 재원부분, 기술부문으로 구분하여 역할분담을 나누어 개선 방안을 제시하였다.
대학건물은 교육기관에 적용되는 전기 요금을 적용받으므로 일반건 물의 사용량 대비 전기 요금이 다른 용도의 건물에 비해 낮고, 사용기 간 또한 여름방학과 겨울방학이 있어 매우 적기 때문에 건축행위를 통해 이루어지는 에너지 절감 기술의 적용은 경제성이 낮다. 따라서 건물이 많고 관리 대상 지역이 넓은 대학건물의 특성상 건축행위를 통한 에너지 절감효과보다는 우선적으로 BEMS, 운영요원의 교육, 건 물을 사용하는 학생 및 교직원들의 에너지 절감에 대한 홍보 등을 통 해 필요치 않은 곳의 에너지사용을 감시하거나 관리하는 등의 에너지 절감정책이 이루어질 필요가 있다.
ABSTRACT
1. Purpose of research
The top priority energy policy of Korea, which imports most of its energy is a stable supply of energy. Internal and external environments of the country such as worsening public acceptance of nuclear energy, slowing growth of renewable energy, and growing pressure to reduce GHG emissions under Post-2020 are getting exacerbated. This is connected with the stable energy supply and demand of the country. Energy saving and enhancement in energy efficiency through energy demand management are essential to not only secure the stable energy demand and supply, but also strengthen national energy security.
Buildings are divided into new buildings and existing buildings in terms of energy efficiency policy implication. This paper focuses on how to improve the energy efficiency of existing buildings, which have more potential for energy saving compared to new buildings. In the case of existing buildings, the energy efficiency of buildings has to be enhanced through heat insulation, highly insulated windows, use of high energy efficient appliances. There are criticisms that there is no effective government policy about the effective management of increasing energy demand of university buildings.
Therefore, the responding measures for energy saving and efficiency of university buildings are urgently needed
According to energy consumption statistics of large buildings in
‘energy consumption survey 2014’, energy consumption of universities in Korea has increased from 130 thousand TOE in 2000 to 330 thousand TOE in 2013. In 2013, its share out of national total energy consumption of buildings accounted for 13.9%.
According to the data of energy consumption per business, energy consumption of universities in 2013 was 3,045 TOE, which significantly exceeded the national average (2,540 TOE).
Under this circumstance, this study aims to draw up measures for enhancing energy efficiency in university buildings after investigating energy consumption status of buildings in universities, which is one of heavy energy consuming places in Korea. Unlike exiting papers, this report suggests measures for enhancing energy efficiency by usage of the buildings in university campuses based on the result of analysis of the data on energy use of university buildings.
2. Results and Policy Implication
This report reviews the applicable projects to enhance energy efficiency of university buildings in Korea. Additionally, it investigates energy consumption situations of university buildings and conducts statistics analysis. It also introduces energy saving examples
of university buildings, and finds the green campus in Korea. As a research result, most universities’ buildings in Korea turn out to have neither infrastructure to measure energy consumption nor the integrated control system of facility management.
In addition, the improvement of energy efficiency in universities’
buildings has the limit due to the lack of motivation for improving efficiency, exclusion in the priority projects of universities, different policy supporting systems by government ministry, and different policy supports. On the contrary, overseas universities care about energy efficiency by installing the responsible agency or organization and running programs related to energy efficiency. Regarding the enhancement of energy efficiency, overseas universities form the network, share the information one another, and raise funds for the green campus.
Meanwhile, according to the analysis of energy consumption situation of universities in Korea by using energy consumption data of large buildings in ‘energy consumption survey 2014, the share of electricity in energy consumption has increased and the shares of city gas and oil have decreased. Total energy consumption of universities’
buildings 2013 was 328.9 thousand TOE, which accounts for 13.9%
out of the national total consumption of large buildings. The shares of heating, cooling, office equipment & etc., lighting accounted for 30.5%, 26.6%, 16.6%, and 12.1%, respectively. Energy intensity of university buildings was 125.7 M㎈/㎡, which is lower than that of
the national average of large buildings (179.0 M㎈/㎡) and is higher than that of the national average of apartments (108.6 M㎈/㎡).
We analyzed the energy saving effect of renovation of university buildings by using the simulation technique. We also investigated the general operation status of buildings based on energy consumption statistics of the selected universities that equipped BEMS (Building Energy Management System).
We established criteria for simulation by difference of technology applied, and analyzed the detailed consumption status of university buildings. We selected the energy saving technologies to be possibly applied to university buildings based on the simulation model, and numerically analyzed the energy saving effects followed by application of energy efficiency technology. We suggest the priority order of technology for building retrofit according to the results of economic assessment of each different technology. This paper finally suggests the implementation road map and the process plan for the improvement in energy efficiency of university buildings
We suggest each separate improvement measure for enhancing energy efficiency of university buildings in three different fields such as organization, finance, and technology.
Economic benefits produced by application of the energy efficiency technology are fairly low since firstly, electricity tariffs of university buildings are lower than those of general buildings, and secondly, the period of electricity use is relatively short due to summer and
winter breaks. Energy saving effects through BEMS, education of energy manager, a promotion for the energy saving toward students and educational personnel are greater than those of construction of the new energy efficient buildings. As a result, energy saving policy should be implemented in a way to strengthen monitoring and management of energy consumption.
제목 차례
제1장 서 론 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 1
제2장 국내외 캠퍼스의 건물에너지 절감 사례 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 3
제1절 국내 사례 ··· 3
1. 대학교 건물에너지 절감 활동 사례 ··· 3
2. 한국그린캠퍼스협의회 ··· 6
3. 그린캠퍼스 사업의 한계점 ··· 11
제2절 해외 사례 ··· 13
1. 대학별 사례 ··· 13
2. 캠퍼스 요소기술패키지 사례 ··· 18
제3절 시사점 ··· 23
제3장 국내 대학 현황 및 에너지 소비실태 분석 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 25
제1절 일반 현황 ··· 25
제2절 대학건물의 에너지소비구조 분석 ··· 27
1. 대형건물에서 대학건물의 위상 ··· 27
2. 대학건물의 지리적 특성 ··· 32
3. 에너지원단위 분석 ··· 36
4. 건물부문의 에너지절약 잠재량 평가 ··· 39
제4장 대학 캠퍼스 건물에너지 성능 평가 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 45
제1절 모델링 분석을 위한 학교 선정 ··· 45
1. 분석대상학교의 일반 현황 ··· 45
2. 분석대상학교의 에너지 소비현황 ··· 50
제2절 분석 모형 설정 ··· 55
1. 모형 개요 ··· 55
2. 타당성 분석 및 성분별 에너지 사용량 ··· 66
제3절 에너지 성능 평가 ··· 73
1. 분석대상학교의 에너지 성능 평가 ··· 74
2. 태양열 시스템 적용성 분석 ··· 83
3. 태양광 발전시스템 ··· 85
4. 적용기술별 최종에너지 분석 ··· 86
제5장 대학 건물 Retrofit 방안
···93
제1절 경제성 분석 ··· 93
1. 분석대상학교의 에너지 비용 분석 ··· 93
2. 적용 기술 요소에 대한 비용 분석 ··· 95
3. 투자비 대비 경제성 분석 ··· 97
제2절 대학 캠퍼스 건물 효율개선 방안 ··· 101
1. 추진 방향 ··· 101
2. 실행로드맵 ··· 102
3. 역할 분담 ··· 103
제6장 결 론 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 107
참고문헌 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 109
표 차례
<표 2-1> 지속가능한 친환경 서울대학교 선언 내용과 추진계획 ··· 5
<표 2-2> 2011~2013년 그린캠퍼스 사례 ··· 8
<표 2-3> 우리나라 그린캠퍼스 사업의 문제점 ··· 11
<표 2-4> 해외캠퍼스 요소기술패키지 적용 사례 ··· 20
<표 3-1> 국내 대학 개요 ··· 25
<표 3-2> 건물부문 에너지원별 사용량 현황 ··· 27
<표 3-3> 대형건물 에너지원별 소비구조 추이 ··· 28
<표 3-4> 대형건물 용도별 에너지소비구조(ʼ13년) ··· 29
<표 3-5> 대형건물 연면적당 에너지원단위 추이 ··· 31
<표 3-6> 대학건물의 권역/기온대별 연면적 분포 ··· 33
<표 3-7> 대학건물의 권역/기온대별 에너지원단위 분포 ··· 34
<표 3-8> 대학건물의 연면적규모별 에너지원단위 분포 ··· 35
<표 3-9> 대학건물의 준공년도별 에너지원단위 분포 ··· 36
<표 3-10> 대학건물의 연면적-에너지원단위 ··· 37
<표 3-11> 대학교건물의 에너지잠재량 분석: 연면적규모 및 에너지원단위그룹별 대학수··· 41
<표 3-12> 시나리오별 기온대별 에너지잠재량 분석 ··· 44
<표 4-1> 캠퍼스 개요 ··· 46
<표 4-2> 교원 및 교직원 인원현황(ʼ14년 기준) ··· 47
<표 4-3> 학생 인원현황(ʼ14년 기준) ··· 47
<표 4-4> 2014년 1학기 학사일정 ··· 48
<표 4-5> 2014년 2학기 학사일정 ··· 49
<표 4-6> 에너지소비량 구성 ··· 54
<표 4-7> 분석대상학교의 건물 현황 ··· 56
<표 4-8> 도서관 실 현황 ··· 58
<표 4-9> 법적 단열기준 변화(남부지방) ··· 59
<표 4-10> 도서관 개관시간 ··· 60
<표 4-11> 도서관 열람실 좌석현황 ··· 61
<표 4-12> 도서관 건물의 교직원 스케줄 ··· 61
<표 4-13> 기숙사 시설현황 ··· 62
<표 4-14> 기숙사 외피 구성 ··· 63
<표 4-15> 기숙사 재실인원 ··· 63
<표 4-16> 기숙사 건물의 교직원 스케줄 ··· 64
<표 4-17> 강의동 외피 구성 ··· 65
<표 4-18> 강의동 사용 스케줄 ··· 65
<표 4-19> 강의동 건물의 교직원 스케줄 ··· 66
<표 4-20> 도서관 용도별 에너지소비량(kWh/yr) ··· 68
<표 4-21> 기숙사 용도별 에너지소비량(kWh/yr) ··· 70
<표 4-22> 강의동 용도별 에너지소비량(kWh/yr) ··· 72
<표 4-23> 에너지절약 요소기술 및 선정 ··· 73
<표 4-24> 외벽 열관류율에 따른 에너지소비량 [단위:kWh/yr] ··· 75
<표 4-25> 지붕 열관류율에 따른 에너지소비량 [단위:kWh/yr] ··· 77
<표 4-26> 창호 열관류율에 따른 에너지소비량 [단위:kWh/yr] ··· 79
<표 4-27> 고효율 조명기기 적용에 따른 에너지소비량 ··· 80
<표 4-28> 환기 및 침기 기술적용에 따른 에너지소비량 [단위:kWh/yr] ·· 82
<표 4-29> 태양열 급탕시스템의 제원 ··· 84
<표 4-30> 태양열 급탕시스템 분석 ··· 84
<표 4-31> 태양광 용량별 에너지 발전량 ··· 85
<표 4-32> 도서관 건물의 적용기술별 최종 에너지 분석 ··· 87
<표 4-33> 기숙사 건물의 적용기술별 최종 에너지 분석 ··· 89
<표 4-34> 강의동 건물의 적용기술별 최종 에너지 분석 ··· 91
<표 5-1> 분석대상 건물의 에너지 요금 환산표 ··· 95
<표 5-2> 조달청 리모델링 공사 내역(2014년) ··· 96
<표 5-3> 조달청 학교 신재생에너지 설치 공사 내역(2014년) ··· 97
<표 5-4> 분석대상학교의 부하절감 요소 기술추정 공사비 ··· 98
<표 5-5> 분석대상학교의 신재생에너지 기술추정 공사비 ··· 99
<표 5-6> 분석대상학교의 적용 기술 요소별 경제성 평가 ··· 100
그림 차례
[그림 2-1] 하버드대학의 그린캠퍼스 현황 ··· 14 [그림 2-2] 펜실베이니아대학의 그린캠퍼스 현황 ··· 16 [그림 2-3] 캠브리지대학의 그린캠퍼스 현황 ··· 17 [그림 3-1] 지역별 대학 현황 ··· 26 [그림 3-2] 2013년 대형건물 업체당 에너지소비 ··· 32 [그림 3-3] 연면적 － 에너지원단위 건물 분포 ··· 38 [그림 4-1] 시간별 전력사용량(2014년) ··· 50 [그림 4-2] 월별 전기사용량 ··· 51 [그림 4-3] 월별 연료사용량 ··· 52 [그림 4-4] 월별 총에너지 사용량 ··· 53 [그림 4-5] 분석대상학교 에너지소비 성분별 구성비 ··· 54 [그림 4-6] 도서관의 시뮬레이션 모델링 ··· 57 [그림 4-7] 스케줄 입력 예(Energy Plus 8.1) ··· 60 [그림 4-8] 기숙사의 시뮬레이션 모델링 ··· 62 [그림 4-9] 강의동의 시뮬레이션 모델링 ··· 64 [그림 4-10] 도서관 시뮬레이션 타당성 분석결과 ··· 67 [그림 4-11] 도서관 총에너지 사용 비율 ··· 68 [그림 4-12] 기숙사 시뮬레이션 타당성 분석결과 ··· 69 [그림 4-13] 기숙사 총에너지 사용 비율 ··· 70 [그림 4-14] 강의동의 시뮬레이션 타당성 분석결과 ··· 71 [그림 4-15] 강의동 총에너지 사용 비율 ··· 72 [그림 4-16] 외벽 열관류율에 따른 에너지소비량 및 절감률 ··· 76
[그림 4-17] 지붕 열관류율에 따른 에너지소비량 및 절감률 ··· 78 [그림 4-18] 창호성능에 따른 에너지소비량 및 절감률 ··· 79 [그림 4-19] 고효율 조명기기 적용에 따른 에너지소비량 및 절감률 · 81 [그림 4-20] 환기 및 침기 기술적용에 따른 에너지소비량 및 절감률 ··· 83 [그림 4-21] 부산지역의 설치용량별 발전량 분석 ··· 86 [그림 4-22] 도서관 건물의 적용기술별 에너지 절감량 ··· 88 [그림 4-23] 기숙사 건물의 적용기술별 에너지 절감량 ··· 90 [그림 4-24] 강의동 건물의 적용기술별 에너지 절감량 ··· 92 [그림 5-1] 분석대상학교의 에너지 사용 분포 ··· 94 [그림 5-2] 분석대상학교의 에너지 비용 분포 ··· 94 [그림 5-3] 그린캠퍼스 활성화 사업모델 방향설정 ··· 102 [그림 5-4] 단계별 실행 로드맵 구축 ··· 103 [그림 5-5] 주체별 역할 설정 및 지원방안-조직 ··· 104 [그림 5-6] 주체별 역할 설정 및 지원방안-재원 ··· 105 [그림 5-7] 주체별 역할 설정 및 지원방안-기술 ··· 106
제1장 서 론
대부분의 에너지를 수입하는 우리나라의 최우선 에너지정책은 에너 지의 안정적인 공급이다. 하지만 최근 원전의 국민적 수용성 악화, 신 재생에너지 보급의 확대 한계, 그리고 온실가스 감축 압력의 증대 등 대내외적인 여건이 점점 어려워지고 있는 가운데 국가의 안정적인 에 너지수급에 어려움을 겪고 있다. 원활한 에너지수급 및 에너지안보 강 화를 위해서는 에너지수요관리를 통한 에너지절약 및 에너지효율향상 은 필수적이다.
2014년 11월에 발표된 제5차 에너지이용합리화 기본계획(ʼ13～ʼ17) 에 의하면, 제2차 에기본의 에너지 감축목표에 맞추어 2017년까지 최 종에너지소비를 BAU 대비 4.1% 감축하겠다는 목표를 제시하였다.
정부주도의 인위적 절약위주의 정책에서 벗어나 신기술, 시장기능을 활용한 에너지수요관리정책을 펼치겠다는 것이다. 아울러 부문별 에 너지수요관리방안, 에너지가격 및 시장제도 개선, 에너지신산업 발굴, 신규 효율향상 프로그램의 추진 등을 통해 목표달성을 계획하고 있다.
한편 건물부문의 에너지효율개선정책은 크게 신축 건물과 기존 건 물로 구분하나 투자대비 에너지절감 감축 여력이 많은 기존 건물에 초점을 둔다. 기존 건물의 경우 노후 건축물에 대한 성능강화를 목표 로 단열 강화, 창호 교체, 고효율기기 확대 등을 통하여 건물에너지성 능을 높인다. 하지만 여러 정부 부처 및 각 시·도에서 건물에너지 절 감 및 효율화를 위한 대책을 마련하고 추진하고 있으나 한계점에 봉 착했다는 의견이 분분하다. 지속적으로 증가하는 건물에너지 수요를
관리해야하나 효과적인 국가정책이 부재하다는 지적이다. 특히 건물 부문에 있어서 에너지 다소비 기관 중에 하나인 대학 건물에 대한 에 너지 절약 및 효율화를 위한 대책 마련이 시급하다.
에너지총조사(2014)의 대형건물 통계 자료에 의하면 국내 대학의 에너지 사용량은 2000년 약 13만 TOE에서 2013년 약 33만 TOE로 크게 증가하였다. 2013년 기준 대학의 에너지 사용량은 32.9만 TOE 로 건물 전체 에너지 사용량 중 13.9%를 차지하였다. 에너지총조사 (2014)의 대형건물 자료를 이용하여 분석한 결과 대학건물의 업체당 에너지소비량이 3,045 TOE로 대형건물 업체당 평균 에너지소비량인 2,540 TOE를 크게 상회하였다. 이는 호텔, 병원과 더불어 가장 높은 소비량을 보여주는 것이다.
이러한 배경 하에 본 연구는 에너지 다소비기관중의 하나인 대학의 건물에너지 소비 현황 분석을 거쳐 건물에너지 효율화 방안을 도출하는 것을 목적으로 한다. 또한 대학의 건물에너지 데이터 분석 결과를 통한 캠퍼스내 건물용도별 에너지효율화 방안을 제안한다.
따라서 본 연구의 2장에서는 대학 캠퍼스 건물의 효율개선을 위한 국내외 대학 캠퍼스 효율개선 정책 추진 현황을 간단히 살펴본다. 3장 에서는 에너지총조사(2014)의 대형건물 부분을 발췌하여 대학교를 대 상으로 대학 건물의 에너지사용량 및 원단위 등 기초통계 분석을 실 시한다. 4장에서는 선정된 분석대상학교를 대상으로 에너지절감기술 의 적용에 따른 에너지 절감효과를 분석해보고, 끝으로 5장에서는 그 결과를 기초로 캠퍼스 건물에 대한 적용 기술별 비용·편익 분석 및 정 책 방안을 간단히 제시한다.
제2장 국내외 캠퍼스의 건물에너지 절감 사례
제1절 국내 사례
1. 대학교 건물에너지 절감 활동 사례
고려대학교는 건물 에너지 절감 전담조직으로 에너지위기관리대응 팀과 그린캠퍼스위원회가 있다. 에너지위기관리대응팀은 그린캠퍼스 구축 및 홍보, 온실가스 관리의 임무를 수행하며 그린캠퍼스위원회는 그린캠퍼스 구축을 위한 마스터플랜 작성 및 이에 필요한 예산을 관 리하며, 대내외 평가지표 개발 및 통계관리를 담당한다. 고려대학교는 2012년 3월 ~ 2017년까지의 기간 동안 ‘에너지효율화사업’의 완료를 목표로 다양한 대책을 마련하였고, 2012년 3월에 건물에너지관리시스 템(BEMS: Building Energy Management System) 구축을 통해 단과 대별 전력 목표관리제 시행, 전력피크관리 등 효과적인 에너지 절감정 책을 시행하고 있다.
2012년 1월부터 에너지효율화사업(ESCO, Energy Saving Company) 을 실시하여 LED 형광등 35,000개 교체, 화장실 및 주차장 조명제어 장치 설치, 통합자동제어시스템을 설치하였다. 40여개 건물의 실시간 에너지 사용현황과 전력피크 값을 한눈에 볼 수 있는 대형스크린을 설치하여, 피크전력대비 90% 이상의 전력수요가 생기면 개별 냉난방 기 순차운휴와 실내온도 조절, 피크전력대비 95% 이상이 되면 냉온수 기 대수 제어, 급배기팬의 최소 제어, 피크전력대비 97% 이상이 되면
즉시 담당직원들에게 문자로 위험을 알리고 냉온수기 전원차단 조치 가 이루어진다.1)
35000개의 형광등을 LED로 교체하고 화장실 및 주차장에 조명 제 어 장치 등을 설치한 결과 교내 전력 소비량은 2011년 65,381MWh에 서 2012년 63,990MWh로 감소했다.
한편, 공주대학교는 재실센서를 통한 전력 에너지 절약을 실시하고 있다. 퇴실 이후 5분 후 냉난방이 자동으로 꺼지며 10분 정도 지나면 불 이 자동적으로 꺼진다. 이후 사람이 다시 들어오면 불은 점등되나 냉난 방은 사용자 자신이 켜야 하는 시스템을 적용한다. 이 사업을 통해 연간 1천8백만원의 예산절감효과가 예상되고 투자비 회수기간은 약 4년이다.
또한, 화장실 카운트 재실센서는 한 명이 들어갔을 때 먼저 몇 개의 불이 켜지고 사람이 더 들어갈 경우 더 켜지는 형식으로 사용자가 전 부 다 나가게 되면 모든 불 자동 소등되는 시스템이다. 기숙사에 설치 된 키텍 시스템은 전기를 이용하려면 키를 꽂아야 점등되는 에너지효 율 개선사업을 실시하고 있다.
서울대학교는 2008년 10월 “지속가능한 친환경 서울대학교(Sustainable SNU declaration)”를 선언하면서 5가지 실천목표를 수립하고 구체적 인 실천 방안을 마련하였다. 서울대학교는 건물 단위면적당 CO2배출 량을 2030년까지 2009년 기준의 절반으로 줄이고, 폐기물 배출량도 2020년까지 현재의 절반수준으로 줄이기 위해 2009년 온실가스 인벤 토리를 구축하여 정량적인 목표와 실천적인 계획을 수립하였다.
서울대 평의원회에서 온실가스·에너지 목표관리 운영규정 제정안이 의결되어 구체적인 규정이 마련(ʼ11.12)되었고, 2012년 12월에는 서울
1) 기사, 박종원, “친환경 그린캠퍼스를 찾아 떠나다”, 환경일보, 2013.02
시 기후환경본부 기후대기과에서 발행된 에코마일리지 에너지 절약 실천 우수사례(이하, 사례집)에 선정되었다.
01. 지속가능 발전을 위한 연구·교육·실천 04. 친환경적 캠퍼스 조성
지속가능한 발전을 위한 연구·교육·실천 을 통합 추진한다.
재생가능에너지의 보급 확산과 차세대 에너지 연구개발을 선도한다.
아시아지속가능발전연구원을 설립한다.
지속가능한 캠퍼스 마스터플랜을 수립 한다.
에너지 효율적이고 친환경적 디자인 가 이드라인을 마련한다.
대학 내 생태적으로 건전한 문화를 정착 시킨다.
02. 지역·지구사회와의 협력 05. 지속가능 발전을 위한 관리와 운영 체제 정비
관악산 보전협의회를 설립하고, 도림천 살리기에 적극 참여한다.
캠퍼스와 주변지역 간에 건강한 연결망 을 구축한다.
지속가능한 지역사회를 위한 열린교육 프로그램을 실시한다.
지속가능사회를 위한 범지구적인 활동 에 적극참여한다.
지속가능한 친환경 캠퍼스 추진을 위한 전담조직을 만든다.
투명하고 윤리적인 지속가능경영을 실 천한다.
지속가능 발전을 위한 추진상황평가와 개선을 위해 지속가능성 보고서를 발간 한다.
03. 기후변화에 대응하는 캠퍼스 환경관리
CO₂배출량을 2030년까지 현재의 반으 로 줄인다.
CO₂흡수량은 현재의 두배로 늘리며, 물 자급률은 2020년까지 80%로 높인다.
쓰레기 배출량을 2020까지 현재의 절반 으로 줄인다.
*추진계획
ISO 14001 운영지원
대학의 CO₂감축 활동 전개
지속가능발전에 관한 국제적인 활용참 여
지속가능발전 관련 학생활동과 연구지 원
친환경 캠퍼스 투어 프로그램 개발
지속가능보고서 발간
지역사회와의 협력 및 사회공헌 프로그 램 개발 및 지원
출처: 아시아 에너지환경 지속가능 발전연구소, http://aiees.snu.ac.kr
<표 2-1> 지속가능한 친환경 서울대학교 선언 내용과 추진계획
2010년 ESCO사업의 일환으로 관악캠퍼스 전체에 대해 냉난방 부 문 시스템 교체사업을 하였다. 또한, 본부 시설관리국과 온실가스 에 너지 종합관리센터에서 “2013 서울대학교 기후변화대응 이행계획서”
를 발간하였다.2) 여기에서는 정부의 온실가스 감축목표에 따라, 2020 년까지 배출전망치(BAU) 대비 26.7%를 감축해야한다. 이에 따라 변 압기 통폐합, 조명 인체감지센서 설치, 고효율 LED 조명 설치, 책상 위 절전 탭 설치, 캠퍼스 전력사용 실시간 홍보 등을 시행 중이다.
연세대학교는 ｢에너지 및 온실가스 관리위원회 규정｣(ʼ11.06)에 따 라 에너지 이용의 합리화를 도모하고 에너지를 절감 및 온실가스 감 축을 위해 노력하고 있다. 2013년 7월 서울시와 업무협약을 체결하고 에너지 10% 절감운동을 실시했다. 건물 단열 강화와 교내 LED 설치, 그리고 노후설비 교체 등을 통한 에너지 효율 개선을 도모했다. 또한 대기전력을 절감하고 조명기구의 1/3을 절등하는 등 에너지 10% 절 감운동을 하고 있다.
학술정보관의 조명 자동 제어를 위해 빌딩 자동제어시스템을 구축 하였다. 태양 빛에 따라 창측 조명 자동 제어, 전동 커튼 시스템을 통 해 일출, 일몰 시간대에 커튼 작동, 냉난방 조명 관리, 각 층별로 표기 된 Touch Panel에 의해서 재실 내에 부분별 조명조정이 가능하게 하 였다. 또한, 고효율 팬과 모터, 전열교환기도 설치하였다.
2. 한국그린캠퍼스협의회
한국그린캠퍼스협의회는 2009년 5월에 개최한 ‘그린캠퍼스 총장선 언대회’를 기점으로 그린캠퍼스 운동의 구심체 역할을 하고 있다.3) 학내
2) 서울대 대학신문, http://www.snunews.com//news
온실가스 인벤토리 구축 및 감축활동을 위한 상호협력, 그린인재 양성을 위한 녹색교육과정개발, 녹색교정 조성을 위한 협력, 녹색생활 실천, 저 탄소 인프라 구축 등의 저탄소 그린캠퍼스 사업을 추진하고 있다.4)
환경부는 그린캠퍼스로 선정된 대학을 대상으로 재정적 지원과 더 불어 성과제고를 위한 정책적 지원을 하고 있다. 또한 한국환경공단에 서는 그린캠퍼스의 원활한 운영을 위한 지원을 하고 있으며, 대학도 학내 녹색문화를 확산하기 위해 노력하고 있다.
가. 2011 그린캠퍼스 사례
환경부와 한국환경공단은 2011년 10개 대학을 저탄소 그린캠퍼스로 선정하였다. 그린캠퍼스로 선정된 대학은 3년간 총 120백만원의 재정 지원과 각 대학별 온실가스 배출량의 산정 및 검증을 통해 한국환경 공단의 기술지원을 받아 온실가스 감축 전략을 수립하였다. 특히 서울 여자대학은 2009년부터 에코캠퍼스 사업추진단을 구성하여 “STOP CO2” 캠페인을 계속해서 추진하고 있다.
나. 2012, 2013년 그린캠퍼스 사례
2012년 저탄소 그린캠퍼스로 계명대, 상지대, 안양대, 인천대, 전주 비전대 등 5개 대학이 선정되었다. 안양대학교는 민·관·학 ‘그린리더 협의체’를 구성·운영하고 있으며, 상지대학교는 친환경 유기농식당의 운영·확대 그리고 신재생에너지의 확대 등을 제시하였다. 인천대학교 는 건물별 에너지 사용량을 측정할 수 있는 시스템을 도입하여 운영
3) http://kagci.org/
4) eha031.blog.me, 동국대 경주캠퍼스 '저탄소 그린캠퍼스 협약
대상학교 그린캠퍼스 사업 내용
ʼ11년
서울여자 대학교
에코캠퍼스 사업추진단을 구성해 ‘STOP CO₂ 캠페인’을 추진
환경부나 환경단체에 견학 또는 인턴활동을 통해 환경 이론이 현장 에 적용되는 것을 배우며 또한 실습 과정도 도입하고 적극적으로 자연보호 활동에 참여하는 학생들에게 대한 에코장학금 운영
그린캠퍼스 사업의 일환으로 지렁이를 이용한 음식물 감량화사업
동국대학교 (경주)
에너지환경대학을 중심으로 태양광 시설, 신재생에너지 체험시설 도 운영
캠퍼스 내 사찰에서 이루어지는 명상체험 등 템플스테이를 생태환 경교육과 연계함
충남 대학교
‘에너지 지킴이’ 제도를 통해 학생들에게 장학금(연간 500만 원 내 외)을 지급
인근 중소기업을 대상으로 제품 생산 과정에서 CO₂ 감축을 돕는 온실가스 홈닥터 운영
<표 2-2> 2011~2013년 그린캠퍼스 사례
할 예정이고, 녹색경영을 위한 로드맵을 수립하고 에너지절감 성과를 모니터링 할 수 있는 체계를 구축할 예정이다. 전주비전대학교는 녹색 산업체 취업준비 직업교육과 지역사회 교육프로그램(예: Green-Kids 등) 운영 등의 계획을 제시하였다.
2013년 저탄소 그린캠퍼스로는 고려대학교, 나사렛대학교, 부산대 학교, 제주대학교, 충북보건대학 등 5개 대학이 선정되었다. 먼저 고 려대는 그린캠퍼스를 위한 재정투자와 건물리모델링을 통한 에너지효 율개선을 제시하였다. 부산대는 에너지 다소비 건물에 대한 옥상 녹화 시행을, 제주대는 생태 숲 가꾸기 사업 및 에너지절약을 위한 그린캠 퍼스 조성(신축 및 기축건물)을, 충북보건과학대학교는 30kW급 태양 광발전에 대해 교육장을 겸한 홍보관을 신설하고, 강의실 및 실습실 에너지절감 운동(일몰제) 전개 등을 제시하였다. 2011~2013년 그린캠 퍼스 대상 학교와 사업내용은 <표 2-2>와 같다.
대상학교 그린캠퍼스 사업 내용
신라 대학교
신라대는 2009년 9월 에코캠퍼스를 선언하고 에코교육헌장 제정
에코 강좌 중에서 주목할 만한 것은 신라대와 일본의 서일본공업 대, 그리고 중국의 하해대가 동아시아 환경인재양성협의회를 결성 하고 환경 전문교육과정 운영
신라대는 학생 교직원 등 개별 탄소포인트제(에코마일리지) 도입
신라대와 LG전자는 캠퍼스 15개 동의 건물에 BEMS를 설치해 에너 지 소비량을 줄일 수 있는 기반 조성
연세대학교 (원주)
그린캠퍼스의 5대 캠페인 실시, 녹색인재 양성과 녹색교정 조성, 그리고 녹색생활 실천
태양에너지를 이용하는 각종 시설이 캠퍼스에 설치
영진 전문대
신재생에너지 체험관인 ‘에너지움’(ENERGIUM)을 오픈(신재생에 너지에 대한 이해를 돕기 위한 태양열, 태양광, 풍력 등의 발전 원리 를 알려줌)
지열 냉·난방 시스템을 가동하고 있고, 건물 일체형 태양광발전시 스템도 가동
인제니움관 옥상에 태양열 온수시스템을 설치할 예정이고, 조만간 중수와 우수를 생활용수로 활용할 수 있는 설비도 갖출 예정
명지 대학교
교내 곳곳에 저수조를 설치하여 빗물을 이용하여 화장실의 변기물 등으로 활용
녹색성장, 지구온난화와 기상이변 등을 주제로 하는 교양과목 개설
제2공학관의 태양광: 해당 건물 전력사용량의 80%인 시간당 44㎾
의 전력 생산
“2011 그린캠퍼스 국제포럼” 개최
경인교육대 (경기)
G³ 프로젝트：그린캠퍼스 조성을 위해 ‘그린인프라’, ‘그린 에듀케 이션’, ‘그린 액션’ 사업 추진
교내 환경교육 관련 교수와 대학원생 등이 주축이 돼 ‘환경교육 포럼’을 개최
녹색성장에 대한 인식을 높이기 위해 학생과 대학원생, 교직원을 대상으로 ‘저탄소 녹색성장을 위한 아이디어 및 UCC, 사진 공모전’
을 개최
그린 인프라의 일환으로 지난해 캠퍼스 내 유휴부지 1만㎡에 빗물 저수장을 이용한 해바라기(3,000㎡), 메밀밭(7,000㎡) 꽃농장 등 친 환경 생태공간을 조성
강남 대학교
강의실에 에너지모니터링 및 제어 시스템 구축(완료)
환경 인재 양성을 위해 10개의 환경 관련 교양과목 편성
연간 481TOE의 에너지를 절약(연간 사용량의 16%)하고 1,195톤의 CO₂감축
절감액이 연 8억여원에 이를 것으로 예상 계명
전문대학
저탄소 그린캠퍼스 녹색문화 확산 공모전
태양광 발전시설(99kW) 및 전 건물 절전 시스템 설치
대상학교 그린캠퍼스 사업 내용
울창한 숲과 어우러진 넓은 캠퍼스와 환경디자인부문 굿 디자인으 로 선정된 KMC문화광장을 갖춤
ʼ12년 상지 대학교
친환경 유기농 식당 운영 확대 및 신재생에너지 확대
녹색생활실천의 매뉴얼과 시스템을 구축
녹색장학금 지금 및 녹색기술연구를 위한 기금 마련 계명
대학교
대학구성원에게 탄소배출권거래제와 연계한 그린카드 발급
녹지공간 매년 1% 확대(옥상, 벽면녹화) 안양
대학교
민·관·학으로 구성된 ‘그린리더 협의체’ 구성 및 운영
지역의 초·중·고 및 시민단체를 대상으로 기후학교 방문교육 실시
그린리더 장학금 수여 인천
대학교
건물에너지 사용량 측정시스템 도입 및 운영
녹색경영을 위한 로드맵 수립과 성과모니터링 체계를 구축
대학생 ‘녹색대사’ 선발 및 홍보 전주비전
대학교
녹색산업체 취업준비 직업교육(Green-Vision Life) 프로그램 운영
지역사회 교육프로그램(Green-Kids 등) 운영
피크전력 분산용 강의시간표 운영
ʼ13년 고려 대학교
녹색교정 조성을 위한 재정투자(연간 937백만 원 이상)
KU-KIST 공동 그린스쿨 운영
제3테크노 콤플렉스를 그린캠퍼스로 조성
건물 리모델링을 통한 에너지효율개선 나사렛
대학교
2020 탄소배출량 감축 목표치 제시
친환경 교과목 및 융복합부 에코그린전공 운영
친환경 장학생 제도, 그린마일리지 제도 확대
지역주민이 함께하는 에코클린 커뮤니티 운동 전개 부산
대학교
에너지 다소비 건물에 대한 옥상녹화 시행
노후전등 교체(고효율 LED 조명으로 교체)
건물별 전기/가스 사용량 공개로 에너지절약 유도 제주
대학교
환경, 에너지, 생명화학공학과 ‘기후변화대응’ 연계전공 신설
기후변화 대응 UCC 공모전 개최
생태 숲 12,229㎡ 조성 사업 시행
그린캠퍼스 조성(신축 1개동, 리모델링 2개동) 충북보건과
학대학교
태양광발전 교육장 겸용 홍보관 신설
강의실 및 실습실 에너지절감 운동(일몰제) 전개
학생과 지역주민을 대상으로하여 전문가 초빙 ‘에코그린포럼’ 개최
교양강좌 ‘녹색시민’을 개설하여 녹색실천 유도
출처: http://kagci.org/, 서울연구원, 2013, 서울시 대학 캠퍼스의 건물에너지 효율화 방안
3. 그린캠퍼스 사업의 한계점
<표 2-3>는 그린캠퍼스에 참여한 대학과 ESCO 대표단이 참여한 자문회의에서 제기된 문제점을 하드웨어 측면인 기반시설과 통일된 체계 그리고 소프트웨어 측면에서의 인식 및 동기와 조직 분위기로 구분한 것이다.
Hardware Software
기반시설 통일된 체계 인식 및 동기 유인 조직 문화
에너지 사용량 측 정 인프라 구축의 미비
시설관리 종합 통 제 시스템 미비
부처별 상이한 정 책지원 체계
그린캠퍼스 위원 회의 역할 소원
대학의 원천적 동 기 부족
우선순위 사업에 서 배제
대학의 의사결정 구조의 경직성
단과별·주체별 집 단 이기주의
복잡한 의사결정 과정
<표 2-3> 우리나라 그린캠퍼스 사업의 문제점
가. Hardware 측면
1) 기반시설
대부분의 국내 대학 캠퍼스 내에 에너지 사용량을 측정할 수 있는 인프라가 없는 상태이다. 고려대학교에는 BEMS가 설치되어있지만(슈 나이더 일렉트릭 코리아에 의해 무상으로 설치) 설치단계에 머물러 있다는 한계가 있으며, 이미 설치된 시스템을 종합적으로 제어할 수 있는 종합통제 시스템은 아직 미비하다.
2) 통일된 체계
현재 건물에너지와 관련하여 다양한 제도 및 법이 시행되고 있지만
건축물 용도에 따라 법·제도가 제한적으로 활용되고 있으며, 시행주체 가 각기 상이하거나 순환되는 등의 문제로 인해 부처별로 상이한 정 책 지원이 이루어지거나, 책임소재가 공동화(Hollowing)되고 있다. 또 한 대학 자체적으로 형성한 그린 캠퍼스 협의회(서울 소재 32개 대학 으로 구성된 서울 그린 캠퍼스 협의회, 경기 소재 48개 대학으로 구성 된 경기 그린 캠퍼스 협의회 등)가 있지만, 정책적 지지의 부족으로 활성화되어 있지 않은 상태이다. 이 외에도 발전기금 중 별도기금 확 보율 미미, 부처별 상이한 정책지원(재원지원 등) 체계, 대학 자체가 보유한 기금보다 비싼 ESCO 금리라는 문제점이 있다.
나. Software 측면
1) 인식 및 동기 유인
그린 캠퍼스사업은 대학에서 자발적으로 실행하고자 하는 인식 측 면에서의 당위성과 수익 측면에서, 유인이 부족하다. 따라서 정책적으 로 장려하는 사업이나 수익을 창출하는 우선순위 사업에서 배제되고 있다. 이에 더해 자금조달의 경우 일례로 서울소재 대학들은 서울시에 서 지원하고 있는 BRP자금으로 융통이 가능하지만, 엄격한 적격요건 으로 가용성이 없고, 자금 융통을 하더라도 이를 통한 추가적인 수익 창출요인이 없으므로 차용할 필요성도 요원한 상태이다.
2) 조직문화
대학 조직의 단단한 계층 구조(Hierarchy)와 단과별 또는 조직별 블 록화는 의사결정의 경직성과 집단 이기주의를 양산한다. 의사결정과 정도 복잡할 뿐만 아니라 의사결정을 해야 하는 상부구조에 의제가
아예 상정되지 못하거나 일부 단과대학이나 특정 학과에 이익이 되는 사업에 대한 거부의 행사로 이어진다. 대학 내 의사결정 구조의 경직 성 문제와 집단 이기주의 문제는 창의적이고 새로운 사업의 진입 장 벽으로 작용한다. 이 외에도 대학의 원천적 동기부족, 대학의 의사결 정 구조의 경직성, 그린캠퍼스협의회의 역할이 소원한 문제점도 있다.
제2절 해외 사례
1. 대학별 사례
가. 하버드대 그린캠퍼스
The Harvard Office for Sustainability(OFS)는 1999년 교직원 및 학 생들이 하버드대의 지속가능성을 논의하기 위하여 형성되었던 기존기 관인 Harvard Green Campus Initiative(HGCI)5)를 기반으로 2008년 새로운 목표치를 설정하면서 공식적으로 재편성된 기관이다. 과거 HGCI의 성과를 바탕으로 2008년 이후 캠퍼스 전역의 서비스 그룹들 과 연계하여 캠퍼스를 혁신을 위한 살아있는 실험실(living laboratory) 로 변화시키는 것을 목표로 하고 있다.
하버드대는 2016년까지 2006년 대비 30% 온실가스절감을 목표로 하여 기후변화와 환경적 영향에 대응해야 할 책임과 특별한 의무를 공시하였다. 이에 따라, 총 생애주기 비용, 에너지 모델링, 성능 목표 량 설정, 34% 에너지 효율성, 운영관리 지침 등의 내용을 담은 그린 빌딩기준(Green Building Standards, 2007 수립, 2009년 개정)을 마련
5) http://www.green.harvard.edu/
하였다. 건물단위로 성능을 평가하는 LEED를 적용해서 건물마다 평 가하고 관리하는 피드백 시스템을 구축하였다. 처음에는 기금 7만 달 러로 시작하여 2001년에는 3백만 달러의 융자 프로그램으로 확충하고 2006년에는 그린론펀드(GLF)6)로 1200만 달러까지 증액하였다.
[그림 2-1] 하버드대학의 그린캠퍼스 현황
출처: http://www.green.harvard.edu/ 재구성
6) 그린론펀드(GLF)는 환경 프로젝트를 위한 펀드로 고성능 캠퍼스 디자인, 운영, 유지 등과 관련된 프로젝트에 대해 융자금을 선 지급 하는 형식이다. 이후 프로젝트를 통한 에너지 절감비용으로 10년 안에 융자금을 상환하는 방식으로 진행하고 있으며, 이를 통해 HGCI는 매년 8만 달러의 이익을 달성하였고, 온실가스 약 3만톤(27,180톤 이상) 을 저감하였음
나. 펜실베이니아대 지속가능캠퍼스
펜실베이니아대학은 환경을 고려한 지속가능캠퍼스를 위하여 2007 년 그린캠퍼스 파트너십(Green Campus Partnership)7)을 형성하였다.
환경 지속가능성 자문위원, 교수, 학생, 펜실베이니아 환경단체, 비즈 니스 서비스 종사자 등 다양하게 구성된 그린캠퍼스 파트너십은 환경, 에너지, 폐기물관리, 교통 및 통신을 포함하는 총 6개의 소위원회로 구성되어 있으며 장단기의 행동계획을 수립하고 있다.
2008년 9월부터 “미국대학총장 기후협약(American College and University Presidents Climate Committment: ACUPCC)” 웹사이트를 통해 온실가스 배출량 데이터를 공개하기 시작했다. 2009년에는 환경 지속가능성 자문위원회(ESAC)를 기반으로 펜실베이니아대학의 탄소 배출량을 절감하기 위해 기후행동계획(Climate Action Plan)을 수립하 였고, 세부사항으로 모든 신축 및 기존 건물의 개보수 사업수행 시 LEED인증 실버 이상을 획득할 것과 Climate Action Plan Progress Report를 ACUPCC에 의무적으로 제출할 것을 명시하였다. 이러한 노 력을 바탕으로 2010년에는 펜실베이니아대의 Climate Action Plan이 사립대학부문에서 기후리더십 어워드를 수상하였으며, 미국 EPA (Environmental Protection Agency)의 Green Power Partnership에 의 해 그린전력 구매 대학부문 1위(기업, 지방정부, 교육기관 등 전체 20 위 랭크)로 선정되는 등 가시적인 성과를 얻기 시작하였다.
재원마련을 위하여 2010년에 펀딩 매칭 프로그램인 에너지절감펀드 (Energy Reduction Fund: ERF)를 만들었다. ERF펀드는 건물에너지 성능 관련 프로젝트를 수행하여 절감된 금액을 재투자하는 방식으로
7) http://www.upenn.edu/sustainability/
운영되며, 프로젝트별 우선순위를 선정한다. 우선순위는 에너지절감, 투자회수율(ROI), 탄소절감, 비용회피, 공유 펀딩, 프로젝트 시너지, 기타혜택 및 효과 등 총 7가지의 분류로 점수를 주어 분류작업을 수 행한다.
[그림 2-2] 펜실베이니아대학의 그린캠퍼스 현황
출처: http://www.upenn.edu/sustainability/ 재구성
이렇게 우선순위가 정해진 에너지 프로젝트 리스트는 유틸리티 인 프라 프로젝트, 기존 건물시스템 개선, 기존 건물 외피개선 등과 같은 프로젝트의 성격에 따라 적합한 펀딩 매칭에 이용된다.
다. 캠브리지 대학(The Cambridge Green Challenge)
캠브리지 대학은 높은 환경적 영향과 대규모 탄소배출량에 대한 심 각성을 깨닫고 2020년까지 전반적인 탄소배출량의 절감과 지속적인 환경적 개선을 위한 노력을 시행할 것을 발표하였다. 환경 및 에너지 담당부서는 대학의 지속가능성에 대한 미션을 지원하기 위한 역할을 수행한다. 이 부서는 대학 내 탄소배출 및 지속가능성을 개선하기 위 한 장기계획의 일환인 The cambridge Green Challenge8)의 실행을 책 임지고 있다.
[그림 2-3] 캠브리지대학의 그린캠퍼스 현황
출처: http://www.environment.admin.cam.ac.uk/home 재구성
8) http://www.environment.admin.cam.ac.uk/home
The Cambridge Green Challenge는 개별 또는 팀이 주도적으로 지 속가능성에 공헌할 수 있도록 자원, 정보, 프로그램을 제공한다. 캠브 리지대 그린캠퍼스 연혁 상의 재원마련 현황은 다음과 같다.
2008년에는 대학가이드(The University Green Procurement Guide) 를 출판하여 에너지 효율장비 구매의 혜택에 관한 조언을 제공하고 있다. 또한 신재생에너지시스템의 캠퍼스 실행가능성 연구를 시행하 여 대규모 풍력터빈, 열병합발전시스템, 폐수처리시스템 등과 같은 캠 퍼스 부지 내 신재생에너지 설치 실행가능성 평가도 이루어졌다.
2010년 환경전략 위원회 수립 이후에는 보다 적극적으로 탄소관리계 획(Carbon Management Plan)을 수립하여, 2020년까지 2005년 기준 에너지관련 배출량 34% 절감 목표를 설정하였다. 2013년에는 환경 진단평가를 기반으로 EcoCampus Silver를 획득하였다. EcoCampus9) 는 국제 환경관리시스템 표준인 ISO 14001을 달성하기 위한 에너지 관리시스템 등급제로, 고등교육기관인 종합대학 및 단과대학의 지속 가능성과 환경적 실태를 평가, 관리, 개선하기 위하여 2006년에 시작 하였다.
2. 캠퍼스 요소기술패키지 사례
여기서는 건물에너지 절감을 위한 요소기술 패키지의 적용사례를 살펴본다. 요소기술 패키지를 사용하는 IEA의 사례집10)을 살펴보면,
9) 브론즈, 실버, 골드, 플래티넘의 4단계가 있으며, 플래티넘은 국제표준 ISO 14001 10) UNM Domenici Center for Health Sciences Education, USGBC Chapter Project
Profile 2011
UNM Museum of Natural History and Science, USGBC Chapter Project Profile 2011 NMHU Student Housing, USGBC Chapter Project Profile 2009
건물외피, 조명, HVAC 등에 어떠한 요소기술로 개선했을 때 어떠한 성과를 도출하는지를 상세히 작성하여 보고하고 있다(표 2-4). 브레멘 도서관의 경우 기술 개선을 통하여 난방에너지를 66%까지 절감하고 있다.11)
Western Michigan University College of Health & Human Services, USGBC Project Profile 2009
Lark University Lasry Center for Bioscience, USGBC Project Profile, 2008 The University of Montana Payne Family Native American Center, USGBC Project Profile 2011
Lighing Retrofit-University of New Hapshire-Lundholm Gymnasium, US, IEA Energy ConsercRION In Buildings and Community Systems, Annex 36 Case studies overview
Retrofitting of Chemical Engineering building, N.Y.U.A. Greece, IEN Energy Conservation in Building and Community Systems, Annex36 Case studies overview Retrofitting of the Rural and Surveying Engineering Building, N.T.U.A., Athens,
Greece, IEN Energy Conservation in Building and Community Systems, Annex36 Case studies overview
Passive Solar Retrofiiting of the University of Ioannina New School of Philosophy Building, Greece, IEN Energy Conservation in Building and Community Systems, Annex36 Case studies overview
Retrofit of the Library Building of the University of Bremen, IEN Energy Conservation in Building and Community Systems, Annex36 Case studies overview Research and teaching buildings at the University of Stuttgart, germany, IEN Energy
Conservation in Building and Community Systems, Annex36 Case studies overview University of Ulm, Germany, IEN Energy Conservation in Building and Community
Systems, Annex36 Case studies overview
김민경, 2014, 대학의 건물에너지 효율화를 위한 사업모델 적용방안, 에너지포커스 11) 김민경, 2014, 대학의 건물에너지 효율화를 위한 사업모델 적용방안, 에너지포커스
건물외피HVAC조명성과 미국 University of New Mexico - 보건 교육대 건물
통합형 루버설치 CO2 배출저감 마감재 사용
CO2 모니터링센서 장착 자동 팬 제어 시스템이 장착 된 중앙 공조 관리 시스템 자연환기 유도
거주자 인식 조명 센서 복도에 자연채광 유입24% 에너지 절감 42% 물 절감 미국 University of New Mexico - 자연과학 박물관 건물
지붕 및 외벽에 복합 단열재 삽입
자연채광 유입을 위한 양측 외벽 제거, 천창 보수/실내 분할시 글래스 파티션 이용 하여 자연채광유지(84%공 간에 자연채광 유입)
13% 에너지 절감 37% 물 절감 미국 New Mexico Highlands University - 기숙사 건물
열섬현상을 줄이기 위한 콘크리트 지붕 타일 흰색 TPO 지붕막 설치 R-21 외벽 단열재 R-38 지붕 단열재 개구부에 에너지절약 단열필름 부착 개구부 차양조절장치
타이머 조절 환풍기 설치97%의 공간에 자연채광 유입 고효율 조명
25% 에너지 절감 50% 물 절감 미국 Western Michigan University - 보건대 건물
우수범람관리 시스템 코르크/대나무 바닥재 개구부에 한지를 이용하여 자연채광 유입
거주자 인식 조명 센서21% 에너지 절감 27% 물 절감
<표 2-4> 해외캠퍼스 요소기술패키지 적용 사례
건물외피HVAC조명성과 미국 Clark University - 바이오 사이언스 건물
Green Seal 기준에 맞는 친 환경 마감재온습도 모니터링 시스템34% 에너지 절감 31% 물 절감 미국 University of Montana - Native American Center
개폐 가능한 창문 지역자원 나무를 바닥, 천 정, 개구부 프레임에 활용 SIP 구조단열재 열섬현상을 감소시키기 위 해 태양열 반사재 지붕 사용 친환경 내부 마감재 외부차양 설치 고성능 유리창
온도제어 권한을 거주자 62%에게 개방 지하수 냉방 시스템 고성능 필터가 장착된 공조장치
조명제어 권한을 거주자 100%에게 개방 95% 공간에 자연채광 유입55% 에너지 절감 미국 University of New Hampshire - 체육관
고효율 조명(T-5램프와 3-Tube 조명기구) 설치 건물 자동화시스템(BAS) 에 의해 조명 자동제어
연간 46,640 kWh 전력 절감 연간 에너지비용 약 460만원 절감 그리스 National Technical University of Athens (N.T.U.A) - 화학 공학건물
외부단열개선 개구부 U-value 개선 개구부 프레임을 통한 외기침기량 감소 차양설치 패시브 태양열시스템 자연채광을 위한 설비 (광선반, 광강도 조절 도구)
팬과 펌프 개선 덕트 및 파이프 단열 냉난방시스템 개선 에어 필터와 공조기 교체 천연가스, 바이오 연료로 교체 천정팬 교체 증발식 냉각장치
실내 조도레벨 낮춤 국부조명사용 고효율 램프 사용 자연채광 제어
난방 34.5% 절감 냉방 68.6% 절감 전력 55% 절감
건물외피HVAC조명성과 아트리움 지붕커버 파사드에 태양광 시스템 통합지하수냉방 축열체(Thermal Mass) 그리스 National Technical University of Athens (N.T.U.A) - 공대건물
외부단열개선 개구부 U-value 개선 개구부 프레임을 통한 외기침기량 감소 차양설치 패시브 태양열시스템 자연채광을 위한 설비
냉난방 제어 팬과 펌프 효율성, 냉난방 공급시스템 개선 덕트 및 파이프 단열 에어필터와 가습기 교체 자연환기 및 야간 환기 유도 천정팬 사용 증발식 냉방 지하수 냉방 축열체(Thermal Mass)
실내 조도레벨 낮춤 국부조명 사용 실내 조명장비 제어 조명기기 효율 개선 외부조명 제어
난방 46% 절감 냉방 73.3% 절감 전력 45% 절감 그리스 University of Ioannina New School - 철학과 건물
차양설치 패시브 태양열 시스템 자연채광도구 사용
자연환기 유도 야간 환기 지하수 냉방 축열체(thermal mass) 이용
아트리움 공간을 통한 자연채광 유입연간 에너지요구량의 31% 를 태양열시스템으로 획득 독일 University of Bremen - 도서관
자동 개폐 제어 가능한 창문으로 교체 창문 U-Value 개선 제어가능한 기계식 루버 장치 설치 외벽, 지붕단열
중앙 냉난방/환기 시스템 을 개별 시스템으로 교체 개구부에 에어커튼 설치 창문이 열려 있을 때 자동 난방 잠금 제어 장치
고효율조명(T5 램프) 교체 국부조명 자연채광 침투를 위한 가 구배치 자연채광에 따른 자동조 명 제어 장치 설치
난방 66% 절감 냉방 60% 절감 전력 50% 절감 출처: IEA 사례집 재구성
