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Summary
목차
I. 연구 개요 20
II. 연구 배경 및 활용방안 23
1. 연구 배경 25
가. 기술적 측면 25
나. 사회·문화적 측면 27
2. 연구결과의 활용방안 및 기대효과 28
가. 활용방안 28
나. 기대성과 28
III. 연구 추진 방향 29
1. 연구의 내용 31
2. 연구 추진 체계 32
3. 연구추진 일정 33
4. 공동연구 추진 계획 34
IV. 선행연구 검토를 통한 연구분석 틀 37
1. 선행연구 분석 37
가. 에너지전환 정의 37
나. 에너지전환 국내 정책 39
다. 국외 에너지 전환 정책 44
2. 국내 에너지 전환마을 사례조사 51
가. 국내 에너지 전환마을 사업 추진 과정 51
나. 완주 덕암 에너지 자립마을 (저탄소녹색마을) 55
다. 재생에너지 자원현황 60
3. 국외 에너지 전환마을 사례조사 66
가. 독일 자에르벡 자치시 66
나. 오스트리아 무레크 68
4. 연구 분석 틀 71
가. 에너지 전환 정의 71
나. 에너지 전환 국내·외 정책 71
다. 국내·외 유사사례 72
라. 연구의 경계조건 73
V. 대상 농촌마을 선정을 위한 조사 및 분석 75
1. 농촌마을 정의 77
가. 농촌마을 경계 77
나. 농촌마을 기준 78
2. 후보지역 선정 프로세스 78
가. 지역 선정 79
나. 태양에너지 부존 잠재량 분포 조사 80
다. 바이오매스(축산폐기물) 시, 군 별 총량 조사 82
라. 1차 대상 지역 선정 (시/군) 83
3. 1차 대상 지역 분석 84
가. 태양에너지 부존잠재량 84
나. 바이오매스(축산폐기물) 총량 84
4. 후보지의 대상 행정구역(마을) 선정 84
가. 행정구역 조사 84
나. 축산농가 조사 87
5. 소결 88
VI. 농촌마을 에너지 사용량 분석 89
1. 에너지 사용량 조사를 위한 설문지 제작 91
2. 대상 농촌마을 방문을 통한 현장 조사 94
가. 주택 조사 95
나. 공공 건축물 및 주민공동이용시설 조사 102
3. 대상 농촌마을 현장 조사 결과 분석 103
가. 건축물 기초 설문조사 103
나. 시뮬레이션 모델링을 위한 표준 주택 선정 및 현장 측정 109
4. 시뮬레이션 TOOL 선정 및 모델링 112
가. 시뮬레이션 방법론 112
나. 국내/외 시뮬레이션 프로그램 비교 112
다. 시뮬레이션 선정 114
라. 시뮬레이션 모델링 114
5. 시뮬레이션 결과 118
6. 표준주택 에너지 사용량 분석 122
가. 응답 주택의 전력 사용량 관련 고객 종합정보내역 확인 122
나. 응답 주택의 전력 사용량 관련 고객 종합정보내역 확인 124
다. 난방 연료 사용량 조사 128
VII. 농촌마을 재생에너지 공급가능량 분석 131
1. 연구 배경 133
2. 태양에너지 잠재량 분석 136
가. 이론적 잠재량 138
나. 기술적 잠재량 139
다. 시장 잠재량 140
3. 풍력에너지 잠재량 분석 143
가. 이론적 잠재량 145
나. 기술적 잠재량 147
다. 시장 잠재량 148
4. 지열에너지 잠재량 분석 150
가. 이론적 잠재량 150
나. 기술적 잠재량 152
다. 시장 잠재량 153
5. 바이오에너지 잠재량 분석 156
가. 에너지원별 잠재량 산정 160
VIII. 농촌마을 재생에너지 공급 프로세스 177
1. 개요 179
2. 에너지원 공급 프로세스 182
가. 전기원 공급 프로세스 182
나. 열원 공급 프로세스 185
IX. 농촌마을 에너지 전환모델 187
1. 농촌마을 에너지 전환 주체 189
가. 농촌마을 재생에너지 주민갈등 189
나. 독일 에너지협동조합 192
다. 국내 에너지협동조합 현황 193
2. 대상 농촌마을 에너지 효율 향상 방안 및 재생에너지 적용 검토 196
가. 건축물에너지 절약계획에 따른 에너지소비량 시뮬레이션 196
나. 표준건물의 경제적인 에너지 전환방안 제시 205
3. 농촌마을 재생에너지 사업을 위한 정책제안 217
X. 결론 221
참고문헌 225
[표 1] 재생에너지 3020 이행계획 주체별 신규 설비 보급계획 25
[표 2] '30년 부문별 온실가스 감축목표 26
[표 3] 지역에너지 전환 선언 지자체 에너지 정책 목표와 주요 내용 42
[표 4] 독일 에너지구상 2010 목표 44
[표 5] 독일 에너지 패키지 주요 내용 45
[표 6] 영국 에너지·기후변화 목표 46
[표 7] 일본 정부의 각 에너지 자원에 대한 입장 48
[표 8] 일본 에너지 기본계획 목표 49
[표 9] 저탄소 녹색마을 시범사업 현황 51
[표 10] 저탄소 녹색마을 추진내용 52
[표 11] 친환경 에너지타운사업 지구 현황 54
[표 12] 저탄소녹색마을의 저해요인과 대안으로 친환경에너지타운 사업방향 55
[표 13] 사업지구의 축산현황 57
[표 14] 주택에너지 사용량 59
[표 15] 수송에너지 및 농기계에너지 사용량 59
[표 16] 축산에너지 사용량 60
[표 17] 산림 바이오매스량 잠재량 61
[표 18] 축산 바이오매스량 잠재량 61
[표 19] 농업 바이오매스량 잠재량 61
[표 20] 태양광 기본자료 62
[표 21] 태양광 잠재량 63
[표 22] 무레크시 바이오에너지 기업 현황 69
[표 23] 가구 규모별 마을 현황 77
[표 24] 법정 구역 및 행정 구역의 차이 78
[표 25] 후보지역 고려 내용 및 프로세스 78
[표 26] 에너지절약설계기준 중 지역별 열관류율 분류기준 79
[표 27] 에너지 잠재량 종류 80
[표 28] 중부2 지역 읍, 면별 태양에너지 부존잠재량 후보지 선별 내역 81
[표 29] 중부2 지역 시, 군별 바이오매스 축산폐기물 총량 후보지 선별 내역 82
[표 30] 경북 안동시 읍, 면, 동 별 태양에너지 부존잠재량 후보지 선별 내역 84
[표 31] 와룡면 행정리별 농촌마을 목록 86
[표 32] 태1리의 공공기관 및 주민공동이용시설 목록 87
[표 33] 태1리 축산 농가 조사 내역 87
[표 34] 태1리 주택조사 결과 96
[표 35] 태1리의 공공기관 및 주민공동이용시설 목록 102
[표 36] 대상 마을 현장 설문조사 결과 103
[표 37] 주택 관련 사항 설문분석표 104
[표 38] 가구 및 가구 활동 관련 설문분석표 106
[표 39] 건축물 관련 설문분석표 107
[표 40] 건축물 이용활동 관련 사항 설문분석표 109
[표 41] 표준 주택의 현장 조사 내용 - 주택 일반사항 111
[표 42] 표준 주택의 현장 조사 내용 - 측정 내용 111
[표 43] 표준 건축물 시뮬레이션 모델링 115
[표 44] 냉·난방 운영 스케줄 116
[표 45] 조명 운영 스케줄 117
[표 46] 표준 건축물 시뮬레이션 모델링 117
[표 47] 주택1 시뮬레이션 결과 데이터 119
[표 48] 주택2 시뮬레이션 결과 데이터 120
[표 49] 주택3 시뮬레이션 결과 데이터 120
[표 50] 마을회관1 시뮬레이션 결과 데이터 121
[표 51] 마을회관2 시뮬레이션 결과 데이터 121
[표 52] 구축된 대상 마을의 전력 사용량 - 주택 125
[표 53] 구축된 대상 마을의 전력 사용량 - 공공건물 126
[표 54] 구축된 대상 월평균 전력 사용량 도수분포 - 주택 127
[표 55] 구축된 대상 월평균 전력 사용량 도수분포 - 공공건물 127
[표 56] 구축된 대상 마을의 난방 사용량 - 주택 128
[표 57] 구축된 대상 마을의 난방 사용량 - 공공건물 129
[표 58] 잠재량 분류체계 및 정의 133
[표 59] 잠재량 영향요인 정의 및 사례 134
[표 60] 태양광 잠재량 정의 136
[표 61] 태양광 잠재량 영향요인 137
[표 62] 대상 격자별 이론적 잠재량 138
[표 63] 대상 격자별 기술적 잠재량 139
[표 64] 태양광 LCOE 추정 전제 141
[표 65] 대상 격자별 시장 잠재량 141
[표 66] 풍력 잠재량 정의 143
[표 67] 풍력 잠재량 영향요인 143
[표 68] 풍력 규제정책 영향요인 144
[표 69] 풍력 설비성능곡선 146
[표 70] 대상 격자별 이론적 잠재량 146
[표 71] 대상 격자별 기술적 잠재량 147
[표 72] 풍력 LCOE 추정 전제 149
[표 73] 지열 잠재량 정의 150
[표 74] 대상 격자별 이론적 잠재량 151
[표 75] 대상 격자별 기술적 잠재량 152
[표 76] 지열 잠재량 영향요인 153
[표 77] 지열 LCOE 추정 전제 154
[표 78] 대상 격자별 시장 잠재량 154
[표 79] 바이오에너지 잠재량 정의 159
[표 80] 바이오에너지 잠재량 영향요인 159
[표 81] 목재 밀도와 확장계수 161
[표 82] 임산 바이오에너지의 잠재량 162
[표 83] 농산 바이오매스 전환계수 및 발열량 164
[표 84] 농산 바이오에너지의 잠재량 164
[표 85] 분뇨 발생량 원단위 166
[표 86] 분의 수분함량 및 발열량 167
[표 87] 우분/계분 가정 168
[표 88] 돈분 가정 169
[표 89] 축산 바이오에너지의 잠재량 169
[표 90] 음식물류 폐기물과 하수 농축슬러지의 원소조성 및 고형물 함량 172
[표 91] 음식물류 폐기물 가정 173
[표 92] 하수슬러지 가정 174
[표 93] 음폐수 가정 175
[표 94] 도시폐기 바이오에너지의 잠재량 175
[표 95] 대상 지역 에너지사용량 조사(개별 가정용) 179
[표 96] 대상 지역 에너지사용량 조사(공공건물용) 180
[표 97] 태양광 이용 전기에너지 공급 시나리오 181
[표 98] 지열냉난방 이용 열에너지 공급 시나리오 181
[표 99] 태1리 잠재량 연산 시 고려사항 182
[표 100] 태1리 태양에너지 잠재량 연산결과 184
[표 101] 태1리 풍력에너지 잠재량 연산결과 185
[표 102] 태1리 바이오매스 잠재량 연산결과 186
[표 103] 태1리 지열에너지 잠재량 연산결과 186
[표 104] 태양광 발전사업 갈등 사례 189
[표 105] 태양광 발전사업 갈등 이유 190
[표 106] 태양광 발전사업 갈등해결 사례 191
[표 107] 협동조합 유형 194
[표 108] 협동조합 설립지역분포 194
[표 109] 에너지 사용량 종합 분석표 - 주택 196
[표 110] 에너지 사용량 종합 분석표 - 공공건물 198
[표 111] 단열 개선을 위한 설계 기준 표(중부 지역 기준) - 외단열 및 창호 199
[표 112] 주택1의 단열 성능개선에 따른 시뮬레이션 결과 데이터 199
[표 113] 주택2의 단열 성능개선에 따른 시뮬레이션 결과 데이터 201
[표 114] 주택3의 단열 성능개선에 따른 시뮬레이션 결과 데이터 202
[표 115] 마을회관1의 단열 성능개선에 따른 시뮬레이션 결과 데이터 203
[표 116] 마을회관2 시뮬레이션 결과 데이터 204
[표 117] 단열개선을 위한자재별 규격 및 물가정보 205
[표 118] 단열 교체에 대한 절감 금액 산출 (등유 단가 900원기준) 206
[표 119] 전체외벽 면적 대비 실 난방 적용 면적 및 창호 개수 207
[표 120] 단열 교체에 대한 절감 금액 산출 (등유 단가 900원기준) 208
[표 121] 월별 예측 발전량 분석 (2017년도 기준) 212
[표 122] 월별 예측 발전량 분석 (2017년도 기준) 212
[표 123] 대상마을 태양광 발전소의 기준 연도 연간 발전량 및 경제성 분석 자료 (100㎾ 기준) 214
[표 124] 대상 마을 태양광 발전소의 1차년도 ~ 12차년도 연간 발전량 및 경제성 분석 자료 (100㎾ 기준) 215
[표 125] 대상 마을 태양광 발전소의 13차년도 ~ 24차년도 연간 발전량 및 경제성 분석 자료 (100㎾ 기준) 216
[표 126] 농촌마을 재생에너지 시설 설치, 및 운영 관리, 매전 주체들 218
[그림 1] 에너지전환 개념도 39
[그림 2] 재생에너지 발전비중 및 설비용량 40
[그림 3] 에너지원별 공급량 40
[그림 4] 주체별 에너지 공급목표 40
[그림 5] 완주군 덕암 에너지 자립 마을 전경 56
[그림 6] 완주 덕암 저탄소 녹색마을 위치도 58
[그림 7] 마을 내 부문별 에너지 사용비율 60
[그림 8] 홍천군 소매곡리 친환경에너지타운 개념도 64
[그림 9] 홍천군 소매곡리 친환경에너지타운 전경 65
[그림 10] 자에르벡 바이오에너지파크 66
[그림 11] 바이오에너지파크(Bioenergiepark) 67
[그림 12] 오스트리아 무레크 에너지파크 69
[그림 13] 국내 에너지 전환 마을 조성 정책 변화 72
[그림 14] 기후에 따른 에너지절약설계에 근거한 지역 분류 79
[그림 15] 태양에너지 부존잠재량 자원지도 및 후보지역 선정 81
[그림 16] 바이오매스 자원지도 및 후보지역 선정 83
[그림 17] 에너지총조사 설문조사지 (주택) 92
[그림 18] 에너지총조사 설문조사지(공공건축물 및 주민공동이용시설) 93
[그림 19] 에너지 총 조사 각 구역 및 주택 위치 95
[그림 20] 대상 농촌마을의 현장 조사 및 설문 진행 사진 95
[그림 21] 공공건축물 설문조사 및 설문조사지 서명본 예시 102
[그림 22] 주택 관련 사항 원형 그래프 105
[그림 23] 가구 및 가구 활동 관련 사항 원형 그래프 106
[그림 24] 건축물 관련 사항 원형 그래프 108
[그림 25] 건축물 이용활동 관련 사항 원형 그래프 109
[그림 26] 와룡면사무소 현장 회의 사진 110
[그림 27] 조도, 열관류율, 체적 측정 110
[그림 28] 독일 공업규격 (DIN 18599) 112
[그림 29] 기존 건축물의 성능개선 전후 비교가 가능한 ECO-CE3 시뮬레이션 예시 114
[그림 30] 측정값 및 준공 당시 설계 기준 값을 활용한 시뮬레이션 모델링 115
[그림 31] 농촌 마을 특성을 고려한 농촌 주택 용도 프로필 설정 116
[그림 32] 열원기기 입력 (보일러) 118
[그림 33] 열원기기 입력 (패키지 에어컨) 118
[그림 34] 한국전력공사에서 제공한 고객 종합정보 내역 123
[그림 35] 구축된 대상 마을의 전력 사용량 및 청구요금 데이터 캡쳐화면 124
[그림 36] 히스토그램 및 원형 그래프 도시 샘플 - 주택 127
[그림 37] 히스토그램 및 원형 그래프 도시 샘플 - 공공건물 128
[그림 38] 1㎞ 격자기반 조사구역 135
[그림 39] 대상지 격자 지 점 (안동시 와룡면 태리) 135
[그림 40] 대상지 이론적 잠재량 139
[그림 41] 대상지 기술적 잠재량 140
[그림 42] 대상지 시장 잠재량 142
[그림 43] 대상지 이론적 잠재량 147
[그림 44] 대상지 기술적 잠재량 148
[그림 45] 대상지 이론적 잠재량 151
[그림 46] 대상지 기술적 잠재량 153
[그림 47] 대상지 시장 잠재량 155
[그림 48] 임산 바이오매스 잠재량 산정 모식도 161
[그림 49] 농산 바이오매스 잠재량 산정 모식도 163
[그림 50] 축산 바이오매스 잠재량 산정 모식도 165
[그림 51] 도시폐기 바이오매스 잠재량 산정 모식도 170
[그림 52] 독일 재생에너지협동조합 설립 현황 192
[그림 53] 2012년 독일 재생에너지 발전시설 소유현황 193
[그림 54] 국내 에너지협동조합 설립 현황 194
[그림 55] 주택1의 단열 성능개선에 따른 시뮬레이션 결과 비교 그래프 200
[그림 56] 주택2의 단열 성능개선에 따른 시뮬레이션 결과 비교 그래프 201
[그림 57] 주택3의 단열 성능개선에 따른 시뮬레이션 결과 비교 그래프 202
[그림 58] 마을회관1의 단열 성능개선에 따른 시뮬레이션 결과 비교 그래프 203
[그림 59] 마을회관2의 단열 성능개선에 따른 시뮬레이션 결과 비교 그래프 204
[그림 60] PVSYST를 활용한 발전량 산출 프로세스 210
[그림 61] 가정용 3㎾ 급 태양광 발전 설비의 연간 예측 발전량 그래프 211
[그림 62] 농촌마을 재생에너지 사업을 위한 정책제안 모식도 219
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