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IEC

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2017

-02(

ko)

에너지 문제에 부합하기 위한

IEC의 역할 (2010~2030년)

®

백서

• 본 서는 IEC (International Electrotechnical Commission) 에서 발행한 White paper를 번역 발간한 것입니다.

• 본 한국어번역본의 저작권은 IEC 에 귀속됩니다. IEC 는 한국어 번역에 대한 오역, 오류 등 으로 인한 어떠

한 책임도 지지 않으며, 번역의 책임은 한국전력공사 전력연구원에 있습니다.

• 번역 및 내용에 대한 문의사항은 전력연구원 R&D사업팀 (042-865-5134) 에 연락 바랍니다.

일러두기

4 | IEC White Paper |

2016년 5월, 미국 Forbes紙 선정 “글로벌 2000” 에서 한전은 종합순위 97위, 전력 유틸리

티 분야 1위를 달성했습니다. 프랑스의 EDF, 독일의 E.ON 등 유럽의 메이저 전력회사가

독차지해 온 전력분야 최고 순위를 한전이 아시아권 전력회사로서 사상 처음으로 1위를 기

록한 것입니다. 이러한 성과는 한전이 글로벌 리딩(leading) 전력회사로 대외에서 당당히 인

정받은 것입니다.

한전이 대한민국 대표 에너지기업으로서 세계적인 위상을 인정받은 것은 매우 영광스러

운 사건이지만, 한편으로는 전력기술의 성장과 선진화, 지속가능한 신성장동력을 발굴해

야하는 한전인으로서 책임감 또한 막중함을 느꼈습니다. 본 IEC 백서의 국문본 번역작업

은 이러한 전력산업의 선도자라는 사명감으로 시작하였습니다. 세계적으로 저명한 학계

및 산업계의 석학과 경영진이 모여 전력산업의 미래기술 트렌드를 예견하고 급격히 변하

고 있는 시장의 니즈를 파악하고자 편찬한 IEC 백서를 국내 전력산업의 미래를 위해 보이

지 않는 곳에서 항상 불을 밝히고 계신 많은 전력인들과 공유하고자 합니다.

IEC(International Electrotechnical Commission, 국제 전기전자 표준위원회)는 전기 및 전자기술 분

야의 표준화에 관한 문제를 국제협력으로 해결방법을 찾고 그 결과를 국제적으로 공유하

고자 1906년에 발족한 비정부간 국제 표준화 기관입니다. 우리가 잘 알고 있는 IEC 표준

발행은 이 기관에서 담당하고 있습니다. IEC 백서(White Paper)는 IEC 산하 시장전략 위원

회(Market Strategy Board)가 주요 기술동향을 파악하고, 향후 예상되는 시장 활동 및 요구 기

술을 분석한 것으로 총 8개의 테마를 다루고 있습니다. 에너지 문제에 부합하기 위한 IEC

의 역할, 전기에너지 저장장치(EES), 신재생에너지의 계통 연계 및 대용량 전기에너지 저장

장치의 이용, 재해복구를 대비한 마이크로그리드, 지속가능한 스마트시티 구축을 위한 인

프라의 조화로운 구성, IoT용 무선센서 네트워크, 미래 공장, 전력계통의 전략적 자산관리

등이 그것입니다. IEC 백서 국문본은 우리 실정에 맞는 전력산업의 미래 상(像)을 구현하여

발간사

| 발간사 | 5

동시대 전력인들과 공감대를 형성하고 미래지향적인 연구개발 발굴에 활용 하고자 합니다.

머지않아 신재생발전원에서 생산된 전기를 주로 사용하고, IoT 기반의 무선센서 네트워

크에서 제공하는 실시간 전기요금에 따라 경제적인 발전원을 선택할 수 있고, 심야에 충

전된 전기자동차로 출퇴근하며, 태양광 등 신재생으로 발전한 전기를 전력회사에 자유롭

게 판매할 수 있을 것입니다. 전기사용 고객은 단순한 전기사용자에서 전기사용 및 발전설

비 운영자, 계통활용자로서 복잡하고 수준 높은 의사결정을 필요로 하는 프로슈머로 재탄

생 할 것이며, 이러한 기술과 서비스가 종합적으로 구현된 스마트 시티에서 살게 될 것입니

다. 이러한 미래의 청사진이 하나하나 구현될 수 있도록 우리는 지금부터 개별 요소기술 간

의 조화로운 균형과 융복합으로 시너지 효과를 꾀할 수 있는 파괴적이고 혁신적인 기술을

개발해야 합니다. 이를 위해 국내 전력산업은 정책 수립, 기초연구, 현안연구, 실증 및 사

업화에 이르는 단계의 유기적인 가치사슬(Value Chain)로 구축되어야 합니다. 국내적으로는

전력산업의 가치사슬의 유기적인 연계를 위해, 세계적으로는 글로벌 전력산업 가치사슬의

중심에서 대한민국 전력산업인이 주도적 역할을 담당하는데 보탬이 되기를 바라며 본 백

서 번역본을 배포합니다.

우선적으로 한국어 번역본 발간을 흔쾌히 승낙해 준 IEC 중앙사무국과 순조로운 진행에

도움을 주신 한국 표준협회에 감사드립니다. 또한 본 백서 번역에 동참해 준 전력연구원 각

분야 연구자들께도 감사드립니다.

2016년 7월

한국전력공사 전력연구원

원장 김동섭


다가오는 시간동안, 세계는 이산화탄소 배출 수준을 낮추면서 충분한 양의 에너지

를 공급하는 도전에 직면하게 될 것이다. 에너지 절약과 에너지 효율성의 증가는 해

당 도전을 극복할 수 있는 열쇠이다. 우리는 연결된 세계이고 에너지 효율 솔루션은

실질적인 임팩트를 주기 위해 함께, 안전하게 그리고 어디서든 일하는 것일 것이다.

선진국에서 뿐만 아니라 개발도상국에서도 마찬가지이다.

그러나 측정기준(metrics)이 없이는 에너지 소비의 최소화와 최적화를 위한 모든 노

력이 작거나 영향이 없기 마련이다. 초대 IEC 의장인 Kelvin 경이 항상 말하길 “측정

할 수 없다면, 향상시킬 수 없다.”는 것처럼 말이다. 이 문구는 특히 여기서 true 이다:

측정이 없이는 에너지 효율 개선을 신뢰할 수 있을 정도로 보여줄 수 없다. IEC는 벤

치마킹, 에너지 진단(energy audit)과 이행 평가(compliance assessment)의 기본이 되는

다수의 측정 기준을 제공하고 있으며, 앞으로도 지속적으로 제공할 것이다.

그러나 IEC는 또한 에너지 효율성을 위한 솔루션의 중요한 조각-지능형 전화(smart

electrification)를 보유(hold)하고 있다. 전기는 가장 쉽게 제어가 가능한 형태의 에너지

이다. IEC는 전기가 기후 변화 완화에 있어 가장 중요한 기여자(contributor)가 될 것으

로 믿는다. 전기는 쉽게 제어되고 무게가 없다. 전기는 다른 에너지원에 비해 수송과

배분이 쉽고 사용점에서 깨끗하며, 전기는 생산점에서 청정하게 생산될 수 있다. 전

기는 생산과 소비에 있어 가장 효율적인 방법(way)과 에너지를 효율적으로 이용하는

미래 글로벌 노력을 위한 가장 지능적인 접근법에 해당한다.

이 백서에서 IEC는 전기 에너지 효율성 토론에 대한 토대를 놓는다.

IEC의 업무가 집중되어야 하는 곳을 정의하기 위해 IEC는 가용한 에너지 효율성 기

회(energy efficiency opportunities)와 기술을 폭넓게 연구했다. 이를 기반으로 IEC는 이

후 20년간 일어날 것이라고 믿는 것들을 예상(projecting)하는 모델을 개발하였다.

본 백서는 그 모델의 반영(reflection)을 요약한 것이며, IEC가 현재와 미래에 장단기

⋮요약⋮

121| 06. 에너지 문제에 부합하기위한 IEC의 역할(2010~2030년) | 121

에너지 효율성 최대 성과를 가능하게 하는데 필요한 많은 표준을 개발할 수 있도록 해

주는 로드맵과 권고사항으로 구성된다.

이 문서는 IEC MSB(Market Strategy Board)에 의해 준비되었다. MSB는 IEC가 IEC

활동 분야에서의 중요한 기술적 트렌드와 시장 필요성을 확인하기 위해 구성하였다.

MSB는 발행시장(Primary market)으로부터 input을 최대화하는 전략을 수립하고 IEC

의 기술 및 적합성 평가 업무(technical and conformity assessment work) 에 대한 우선순

위를 수립하여 혁신적이고 빠르게 움직이는 시장의 필요에 대한 IEC의 반응을 개선

시키고자 한다.

MSB는 산업계에서 지명된 멤버인 15명의 CTO와 IEC officer로 구성된다.

1장에서는 에너지 수요, 에너지 도전 및 추가적 기후 도전에 대한 문제가 핵심행동

방침(salient action point)의 짧은 요약과 함께 기술되었다.

2장에서는 가용한 수단과 이를 통한 이산화탄소 배출 감소 및 에너지 효율 증대 잠

재력을 요약하였다.

3장에서는 에너지 효율의 정의를 발전 분야의 에너지 효율을 현재시점에서 이미 현

저히 증가시킬 수 있는 잠재력을 가진 기술 혁신에 대한 리뷰와 함께 제공한다. 또한

건물/가정, 산업 및 수송 분야의 잠재적 효율 개선과 전력 사용에 대한 개요도 설명되

었다.

4장은 CCS(이산화탄소 포집, 저장)를 포함한 발전 분야의 이산화탄소 저감 잠재력에 대

해 다루었다.

5장은 각각의 에너지 시나리오의 종합적 영향과 시나리오에 의한 장기 탄소 배출

수준의 저감 능력과 관련한 민감도 분석을 제공한다.


6장은 인류가 기후변화를 완화하는데 도움이 될 수 있는 이산화탄소 배출 수준을

달성하기 위해 에너지 체인에서 어떤 변화가 필요한지를 입증하였다.

7장은 에너지 해결책을 시행함에 있어 중요한 성공 요인을 요약하며, 8장에서는 본

문서의 저자인 MSB가 IEC에 대한 주요 권고사항을 제시한다.

1장 문제 설정

1.1 경제 126

1.2 인구 127

1.3 에너지 수요 127

1.4 지역별 에너지 수요와 인구분포 127

1.5 에너지원별 공급비중 128

1.6 에너지 소비유형별 비중 129

1.7 이산화탄소 배출 129

1.8 도전 과제 130

2장 해결을 위한 체계

2.1 부응을 위한 요인 (Parameters for the response) 132

2.2 액션의 타겟 133

2.3 이용가능한 수단 134

2.3.1 조치 목록 및 그 잠재성 134

2.3.2 가능한 대응의 측정 및 평가 136

2.3.3 전화(electrification)의 효과 136

2.3.4 ICT(Information and communication technology) 효과 137

2.3.5 행동의 변화 137

2.4 전망 138

3장 에너지 효율

3.1 에너지 효율 : 정의 140

3.2 현재 전기 에너지 구조 141

⋮목차⋮

3.3 화석연료 발전 143

3.3.1 복합화력 (천연가스) 144

3.3.2 미분탄 연소와 초임계 스팀 144

3.3.3 석탄가스화복합화력발전, IGCC 145

3.4 열병합발전 (Combined heat and power, CHP) 145

3.5 연료전지, 석탄가스화 및 열병합 활용까지 포함 146

3.6 송배전 147

3.7 건물에서의 전력 사용 148

3.8 산업에서 전력 활용 150

3.9 이동수단의 전화 152

4장 이산화탄소 방출 줄이기-"탄소제거"

4.1 재생에너지(RE) 153

4.1.1 수력발전 154

4.1.2 풍력 발전 154

4.1.3 태양열 발전 154

4.1.4 태양광 발전 155

4.1.5 지열 발전 155

4.1.6 히트펌프 시스템 155

4.2 원자력 발전 155

4.3 이산화탄소 포집 및 저장 157

5장 민감도 분석법을 활용한 미래의 전력수요량 및

CO2 배출량 예측

5.1 현재의 추세대로 진행될 경우 158

5.2 3, 4장의 성숙기술을 활용할 경우 158

5.3 전기발전과 다른 분야에서의 더 강력한 전략 159

5.4 민감도 분석 결과 정리 160

6장 재설계 : 미래 에너지 체인

6.1 재설계의 필요성과 기준 아키텍쳐의 역할 161

6.2 그리드 아키텍쳐(Grid architectures) 163

6.3 에너지 및 전력의 최종 사용 아키텍쳐 (구조) 165

6.3.1 건물 165

6.3.2 Vehicle to grid 166

6.3.3 산업분야 169

6.4 에너지 및 전력 저장 169

6.5 Micro-grids 170

6.6 미래 에너지 사슬에 의해 제기되는 문제 170

6.6.1 기술적 문제 170

6.6.2 시스템적 접근 문제 172

7장 문제해결을 위한 결정적인 성공요소

8장 권장 사항

8.1 IEC 향후 발전 방향과 권장사항 177

8.2 일반적인 권장사항 179

8.3 세부적 권장 사항 182

8.4 기술 목록 184

부록

부록 A ⋮ 기준 시나리오에 따른 연료 별 세계 주요 에너지 수요 189

부록 B ⋮ 온실 가스 배출량과 온도 상승에 대한 시나리오 190

부록 C ⋮ 550과 450 정책 시나리오의 에너지 관련 CO2 배출 감축 방법들 192

부록 D ⋮ 에너지 효율과 CO2 감축의 체계적인 평가 193

부록 E ⋮ 복합싸이클 발전 197

부록 F ⋮ 석탄가스화 연료전지 복합발전, IGFC 198

부록 G ⋮ 건물 내 소비 에너지 분석 199

부록 H ⋮ 물질 처리를 위한 참고 건축물의 예 203

부록 J ⋮ 원자력 발전 IV 204

부록 K ⋮ 이산화탄소 포집과 저장 205

부록 L ⋮ CO2 배출 감축량 측정의 민감도 분석 206

부록 M ⋮ DESERTEC 프로젝트 209


본 섹션에 수록된 대부분의 내용들은 전기 부문의 정보를 증대시킨 국제 에너지기구

(International Energy Agency)의 2008 세계 에너지 전망1을 토대로 하고 있다.

｜ 1.1 경제 ｜

2050년, 세계 경제는 현재(2006 기준)보다 4배 정도 성장할 것으로 예상되며, 특히 중

국, 인도와 같은 국가들은 현재보다 10배정도 성장할 것이다. 이러한 성장은 경제적 편익

과 더불어 기본적인 생활수준의 엄청난 발전을 가져올 뿐 아니라, 더 많은 에너지의 사

용을 수반한다. 만약 경제 성장이 일반적 에너지 수요, 그리고 화석연료의 소비에서 오

는 에너지 수요와 분리되어 있지 않다면, 천연 자원과 환경에 대한 지속 불가능한 압력

(unsustainable pressure)은 불가피하다.

1장

문제 설정

1. 가장 최신 버전인 ‘2009 세계 에너지 전망’와 유의미한 차이없음


｜ 1.2 인구 ｜

세계 인구는 2006년 약 65억에서 2030년 약 82억으로 연평균 1%씩 성장할 것으로 예

상된다. 이 성장률은 과거 트렌드에 따라 예측기간 전반에 걸쳐 점진적으로 둔화될 것으

로 보인다(1990년 ~ 2006년 사이 연평균 성장률은 1.4%였음). 반면 non-OECD 국가의 경우

가장 빠른 속도로 성장을 지속한다.

｜ 1.3 에너지 수요 ｜

인구 증가와 산업화는 전기 에너지의 수요 증대에 큰 영향을 미친다. 2008년 중반

이후 새로운 정부정책이 없다고 가정하는 국제 에너지 기구(IEA)의 기준 시나리오(즉,

Business-As-Usual(BAU)-시나리오)는 2006년 ~ 2030년 사이 세계 1차 에너지 수요는

45% 증가(연평균 성장률 1.6%)하고 2050년에는 두 배(100% 증가)가 될 것으로 예상하였다.

2050년 전력 수요는 세배가 될 것으로 예상된다.

｜ 1.4 지역별 에너지 수요와 인구분포 ｜

오늘날 16억 명의 사람들은 전기를 사용할 수 없다. 그러나, 그들은 향후 수십 년 동안

전기를 필요로 할 것이며, 특히 오늘날 새로운 주민들의 대부분은 개발도상국에 살고 있다.

때문에 에너지 효율 또는 소비에 영향을 줄 것으로 예상되는 조치(measure)는 새로운

에너지 수요가 증가하는 수요를 만족시킬 수 있는 수준의 에너지 분배 인프라를 보유하

지 못한 국가에 위치할 것(will be situated)이라는 사실을 고려해야 한다. 때문에 에너지 효


율과 소비에 영향을 미칠 것으로 예상되는 어떠한 조치 혹은 요인이라도, 증가하는 에너

지 수요를 따라가지 못하고 여전히 부족한 에너지 공급 인프라를 가진 국가들에서는 새

로운 에너지 수요로 간주된다는 사실을 고려해야 한다.

2006년 기준, 도시의 경우 농촌보다 일인당 더 높은 비율로, 세계 에너지 소비의 67 %

및 글로벌 에너지 관련 CO2 배출량의 71 %를 차지했다.

｜ 1.5 에너지원별 공급비중 ｜

열병합발전 부문이 세계 1차 에너지 수요에서 차지하는 비중이 예측기간 전반에 걸쳐

증가하였다. 열병합발전 부문의 1차 에너지 수요 비중은 2006년 38 % 에 비해 2030년

에는 42% 이상에 이를 것으로 예상된다. 화석 연료는 2030년에도 주 에너지원(leading

source)의 자리를 유지(약 80% 비중, 부록 A 참조)할 것이다.

발전 및 열 생산에 투입되는 연료 중 석탄의 비중이 가장 높아 전망 기간에 걸쳐 47%

로 유지될 것으로 예상된다. 석유는 1차 에너지 믹스에서 여전히 지배적으로 사용되지

만, 비중은 2006년 34%에서 2030년엔 30%로 약간 하락할 것이다. 또한 가스의 경우에

는 21%에서 23%로 그 비중이 다소 상승할 것으로 예측된다. 원자력은 2006년 16%에서

2030년 13%로 감소하며, 수력은 6% 수준에서 꾸준히 머물 것으로 보인다. 태양광, 풍력,

바이오매스, 폐기물 등을 원료로 한 비수력 신재생의 경우 연평균 6.2%로 전체 에너지원

들 중 가장 빠르게 증가하여 2030년 10%의 비중을 차지할 것으로 예측되나 여전히 다른

에너지원에 비해서는 그 활용도에 있어 제한적일 것이다.


｜ 1.6 에너지 소비유형별 비중 ｜

2008 IEA 세계 에너지 전망에 따르면 산업, 수송, 건물/서비스2 이상 세 부문이 각각 비

슷한 비중(1/3)의 1차 에너지를 소비하는 것으로 나타났다. 1차 에너지가 아닌 전기 에너지

소비를 검토할 경우, 산업 부문이 거의 절반을 소비하며 나머지는 기타 용도로 사용되는

점을 언급하는 것은 중요하다. 산업 및 건물/서비스 부문에서는 전기 사용이 지배적이며,

증가율이 가장 높다. 반면 수송 분야의 전기 사용은 전무한데 사용처를 개발하는 것이 해

결책의 중요한 부분이 될 수 있다. 전기 사용량 증가세는 산업부문에서 가장 빠르고, 건

물/서비스 부문에서 가장 느리다.

｜ 1.7 이산화탄소 배출 ｜

오늘날 에너지 사용으로 인한 이산화탄소 발생양은 연간 약 28Gt로 이는 전체 온실가

스 배출량의 70%에 해당되는 양이다. 전력생산 중 발생되는 이산화탄소는 약 절반에 해

당되는 11Gt 정도이다.

만약 적절한 조치를 통한 배출량 저감 없이 현재 추세대로 지속된다면(BAU 시나리오,

Business as usual), IEA는 에너지 기술 전망 2008(Energy Technology Perspectives 2008)

에서 2030년 42Gt, 2050년 62Gt의 이산화탄소가 배출될 것(표 1-1)으로 예측하였는데 이

는 전세계 온도를 최대 6℃ 까지 상승시킬 수 있다.

이는 명백하게 지속가능하지 않음을 보여주는 결과이다. UN IPCC (유엔 산하 기후변화에

관한 정부간 협의체, The United nations Intergovernmental Panel on Climate Change)는 기온상

2. 이 보고서에서 “건물/서비스 부문”은 농업도 포함


승을 2℃로 제한하기 위해, 대기 중 이산화탄소 농도를 450ppm(parts per million)이하로 유

지해야 하고 따라서 2050년 글로벌 온실가스 배출량은 오늘날 수준의 절반 이하가 되어

야 함을 입증해 왔다. 부록 B와 C는 3개 시나리오(BAU, 450ppm, 550ppm)에 대해 비교분

석한 내용을 담고 있다.

｜ 1.8 도전 과제 ｜

우리는 현재 이중적 과제에 직면하고 있다. 전적으로 에너지 부족 문제를 고민하는 동

시에 기후 변화 문제도 걱정한다. 이를 해결하기 위해선 지역을 벗어나 전 세계를 범주로

하는 새로운 전략이 필요하다. 이 전략은 에너지 소비 문제를 경제 개발 및 성장과 분리

해 다루어야 한다.

요약하면, 이 과제는 에너지 이용가능성을 보장하는 동시에 환경을 보호하는 것이다.

이 과제의 핵심 요소들은 다음과 같다.

1) 화석 연료 사용이 기후에 미치는 영향을 안정화시키는 것

2) 증가하는 세계 인구의 에너지 수요를 충족시키는 것

3) 전기 사용이 불가능한 16억의 사람들에게 전기를 공급해주는 것

에너지 사용과 관련된 CO2 배출량

← 포함 발전 중 배출되는 CO2

Today 28 Gt 10.8 Gt

2030 42 Gt 17.8 Gt

2050 62 Gt 29 Gt

⋮표 1-1⋮ BAU 시나리오에 따른 이산화탄소 배출전망치(출처 : 부록 L, 표 L-1)


4) 모든 국가가 안정적으로 에너지를 사용할 수 있게 보장하는 것

5) 전기 생산지부터 멀리 떨어진 전기 소비지까지 전기를 수송하는 것

본 문서는 모든 종류의 에너지를 다루는 것이 아닌, 전기부문만을 담당하는 기관에서

작성하였으나 논의의 일관성을 위해서는 모든 형태의 에너지 생산과 소비가 함께 다뤄

져야 한다.

2050년의 당면 과제를 숫자로 표현하면 다음과 같다:

1) 에너지 수요는 2배 증가할 것이며,

2) 동시에 이산화탄소 배출은 2배 감소되어야 한다.

따라서 달성해야 할 수량적 결과는 4배라 할 수 있다.


｜ 2.1 부응을 위한 요인 (Parameters for the response) ｜

1) 기후변화를 완화시키는 것은 경제적으로 큰 의미가 있는 필수요소이다.

Stern Review Report3에 따르면 조치를 전혀 취하지 않을 경우 전 세계 GNP(Gross

National Product)의 5~20%로부터 비용발생이 되겠지만, 선제적 대응에는 전 세계 GNP

1%만 비용부담이 필요할 것이다.

2) 정치적으로도 기후변화 완화는 지지받고 있다

이산화탄소 배출 저감을 위한 정치적 공약(political commitment)은 향후 30년 동안의 조

치사항을 개발할 것이다.

2장

해결을 위한 체계

● 교토의정서에 의하면 2012년 온실가스 배출량은 1990년 수준 대비 8% 감소했어야 한다.

● 2007년 3월, EU 이사회(EU spring council)는 2020년 온실가스 배출량을 1990년 수준 대

비 최소 20%를 저감할 것을 결정하였다.

● 일부 국가들은 2050년 온실가스 배출량을 1990년 수준 대비 50% 미만으로 저감할 계획

이다.

● 코펜하겐 후속회의, Bonn, Mexico...


3) 대응의 주요소는 전기가 되어야 한다

｜ 2.2 액션의 타겟 ｜

해결해야 되는 문제는 다음과 같이 효과적으로 기술될 수 있다. 사람이 많을수록 많은

에너지가 사용된다. 많은 에너지가 사용될수록, 더 많은 이산화탄소가 배출된다. 이산화

탄소 배출량이 많을수록, 더 많은 오염물질들이 기후에 악영향을 미친다. 조금 더 공식적

으로 표현하자면, 어떤 시점에서 이산화탄소 총배출량은 인구 1명당 사용한 에너지량, 단

위 에너지당 이산화탄소 배출량 그리고 총 인구수를 모두 곱한 값과 같다.

CO2 = P×[E/P]×[CO2/E]

CO2 : 배출된 이산화탄소 량

P : 인구수

[E/P] : 인당 사용한 에너지 량

[CO2/E] : 사용된 단위 에너지 당 배출된 이산화탄소 량

● 매년 세계 화석연료의 31%가 전기 생산에 쓰인다.

● 산업부문 최종에너지 사용량 중 전기의 비중은 1/3 수준이며, 매년 2.7%씩 증가하고 있다.

● 건물/서비스 부문에 사용된 에너지 또한 1/3이 전기로부터 오며, 2.3% 증가율을 보인다.

● 전기를 수송에 도입하는 것은 경제를 활성화시킬 것이다.

● 다양한 소스로부터 얻는 에너지의 전기화(electrification)는 효율을 증가시킬 것이다.

3. http://webarchive.nationalarchives.gov.uk/+/http://www.hm-treasury.gov.uk/independent_reviews/stern_review_

economics_climate_change/stern_review_report.cfm.


P를 인구(1.2 장 참조)라고 하면, 결국 우리는 이산화탄소 배출량을 저감시키기 위해서

[E/P], [CO2/E] 량을 줄여야 한다(부록 C).

사용 가능한 전략 중에는 투자(1인당 에너지사용량, 단위 에너지당 CO2 배출량 저감을 위해 투

자하는 것), 기술(CO2 저감을 달성하기 위해 가장 비용 효과적인 기술과 전략을 선별하는 것, 국가별

로 다른 전략과 기술이 필요함), 개인적 행동(에너지 효율이 높은 장비를 사거나 투자를 위해 전기요

금에 할증요금(premium)을 지불하는 등의 개인적 투자와 에너지 소비를 줄이는 행동을 선택하기 위해

행동양식을 변화시키는 것) 등이 있다.

｜ 2.3 이용가능한 수단 ｜

2.3.1 조치 목록 및 그 잠재성

다음과 같은 행동들은 전기 생산 및 사용과 연관된 CO2 배출량을 줄이기 위해 유용하

다. 대부분의 경우 성숙 기술(mature technology)과 연관이 있다.

● 에너지 효율 증가를 통해 최종 사용 단계에서 소비되는 에너지 양을 감소해야 한다.

- 오늘날 이용 가능하고 증명된 기술을 통해 30%까지 에너지 소비를 줄일 수 있다.

[E/P] 에 영향을 주는 것은 에너지 효율이다. 이는 Short-term, mid-term, long-term 모두 영

향을 미친다. Short-term action에서 이미 중요한 효과가 있었을 것이다. 두가지 중요한 요소

들은 전기 사용에 있어 효율과, 화석연료 사용을 대체하기 위해 전기를 사용하는 것이다.

[CO2/E] 에 영향을 주는 것은 이산화탄소를 배출하지 않거나 덜 배출하는 에너지원(신재생에

너지, 바이오연료, CCS, 원자력 에너지)을 선택함으로써 이산화탄소를 줄이는 것이다. 이들은

mid-term, long-term 으로 봤을 때 영향이 있을 것이다.


- 중요한 것은 신규 설비는 물론 기존 설비에 대한 광범위한 이행이다.

- 다량의 에너지를 소비하는 활동을 점차 줄여가야 한다.

● 송배전 손실을 줄여야 한다. (현재 9%)

- 송배전 손실 감소에 의한 이익은 기존 비율과 유사할 것이다.(The benefit will be in

line with the existing proportion)

● 발전 효율을 향상시켜야 한다. (가용한 전기에너지는 1차 에너지 사용량의 1/3에 불과하다.)

- 기존 발전 시스템을 개조하기 위해서는 많은 시간과 자원이 필요하다.

- 석탄은 많은 국가에서 이용가능하고 저렴한 연료이다.

● CO2가 거의 배출되지 않는 신재생발전 특히 분산 발전시스템을 확대해야 한다.

- 경제적 한계(보조금 필요)와 물리적 제약(토지, 바람자원 등의 이용률)이 존재한다.

● CO2 배출이 적은 연료 위주로 화석 연료 믹스를 변경해야 한다. (석탄 의존도를 낮추

고, 복합발전, 원자력, 가스터빈 연소 사이클 사용을 늘려야 한다.)

- 발전 효율에 대해서는, 개선이 불가능한 발전기의 존재가 에너지 효율 증가의 지

연 요인이 될 것이다.

● CO2 포집/저장을 통해 발전 과정에서의 CO2 배출을 제한해야 한다.

- 실행 가능한 사업모델이자 기술 관점에서 입증되어야 한다.

● 화석연료(유류) 의존도가 99%인 수송부문을 전기 사용을 통해 보다 에너지 효율적

이 되도록 해야 한다.


2.3.2 가능한 대응의 측정 및 평가

전기는 사용이 평가되고 제어된다는 측면에서 에너지 효율의 주요한 요소이다. 측정과

평가는 몇 가지 기본 개념에 결정적으로 의존한다. 계산은 가능한 전기 에너지로 이뤄져

야 하고, 제어의 혜택을 실감(realize)하기 위해 확인(verified) 되어야 한다. 발전, 송전, 배전

의 각 단계와 각각의 적용분야 등이 포함된 전체 전기에너지 사이클(생산→소비)에 대해,

EEE 지표가 정의되고 각 부문의 개별 단계에서의 효율이 측정되어야 한다. 측정된 모든

값에 대해 BAT(Best Available Technology)를 적용하여 달성된 효율 증가가 기록되어야 한

다. CO2 배출 저감량은 전체 사용된 발전 자원 및 추가로 사용된 자원들에 대한 전체 설

명 정보(full explanatory information)(발전, 저장 및 송전 효율과 시설 공정(infrastructure processes)

의 전 주기분석에 의해 계산된 CO2 배출량)에 근거하여야 한다(부록 D 참조).

요약해서, 두가지 측면이 중요하다.

2.3.3 전화(electrification)의 효과

에너지효율을 측정하는 방법은 에너지 소비 업무를 기타 소스(대부분 화석연료)에서 전

기로 전환하는 것과 같은 전화의 효과를 설명할 수 있어야 한다. 전기는 다른 용도에 대

한 융통성은 물론 전기의 완벽하게 잘 제어되고 측정되는 특성으로 인해 에너지 소비의

상당한 감소가 기대될 지도 모른다. 일반적으로, 실제에너지 소비량 감소는 전화로 인해

얻어지는 감소량과 전화된 행위에 의해 소비된 에너지의 차이와 같다(그림 2-1).

1) 전체 사이클을 고려한 시스템적 접근이 필요하다

2) 각 단계 별 측정 및 평가가 이루어져야 한다.


2.3.4 ICT(Information and communication technology) 효과

에너지 효율 측정방법은 ICT의 지능적 등장 및 확장 또한 설명해야 한다. 예를 들면, 만

약 전자통신이 사람들의 이동을 대체한다면, 화석연료의 소모는 감소할 것이다. 일반적

으로 소비된 에너지의 실제 감소량은 ICT 사용으로 인해 감소된 에너지 소모량과 ICT 툴

자체에 의해 소모된 에너지의 차이와 같다(그림 2-2).

2.3.5 행동의 변화

개인 또는 사회 전체에서 행동의 변화를 통해서도 큰 효과를 기대할 수 있다. 변화는 위

에서 제시한 여러 노력들을 통해 실행될 수 있다. 이러한 노력에는 원격수단을 이용한 회

의 시행과 친환경(environmentally neutral) 교통수단 선택에서부터 모든 여가활동의 변화

등이 있으며, 또한 자연을 고려하는 개개인의 자발적인 행동, 유행의 변화, 강제적인 규

제 또는 비 강제적 인센티브 등도 포함된다. 사회의 관점에서 행동의 변화는 결정적인 해

결책(lever) 일 수 있고, 그렇기 때문에 모든 상황에서 반드시 강조되어야 하지만, 본 백서

⋮그림 2-1⋮ 전화에 의한 에너지 소비 감소

총 에너지 절감전화 이행에서의

에너지 소비

전화에 의한 가용

에너지 소비 절감

⋮그림 2-2⋮ 전화에 의한 에너지 소비 감소

총 에너지 절감ICT 설비 에너지

사용량

ICT에 의한 사용

가능 에너지 절감


에서는 자세한 분석 또는 권장 사항을 제시하지는 않을 것이다. IEC는 기술적인 부분과

국제 표준의 영역을 담당하고 있으므로, 사회나 정부에 앞서 이러한 의견을 제시하는 것

은 적절치 않기 때문이다.

｜ 2.4 전망 ｜

오늘날 에너지 생산은 대부분 중앙집중형이다. 에너지 전송 및 분배는 생산자에서 소

비자로 일방향으로만 가능하고, 소비자는 최종 사용 결과만 알뿐 에너지에 대한 전체적

인 상황은 알 수 없다. 표 2-3에 에너지 생산, 배분, 사용에 대한 변화 전망을 나타내었다.

2020년까지 화석연료를 사용한 전기생산은 계속해서 중앙집중형일 것으로 예상되나,

신재생 에너지를 사용하는 곳에서는 분산화가 시작될 것으로 전망한다(10%~20%). 이러

한 변화와 동시에 신재생에너지 생산의 중앙집중화를 염두에 두면, 지금의 약 8% 정도인

신재생에너지의 비중이 2050년 약 40%까지 확대되는 것을 기대할 수 있을 것이다.

송배전의 경우 주요 교류/직류망은 서로 연결되고, 지금의 소비자는 에너지의 소비와

동시에 생산을 하게 될 것이다. 소형과 대형 그리드가 결합된 네트워크로 전력망이 점차

발전될 것이다. 그림 6-1은 전력의 생산, 전송, 배분에 대해 나타내었다.

에너지 사용에 있어서는 생산자와 소비자 양방향의 관계가 구축되며, 에너지 소비

에 대한 정밀한 측정을 통해 에너지 사용에 대한 유연하고 절충 가능한 전략(negotiated

strategies)을 가질 수 있을 것이다.

건물/서비스 부문에서 건물은 단지 에너지를 소비하기만 하는 것이 아닌 생산할 수 있

는 능동적 참여자가 될 것이다. ICT 기술을 통해, 건물은 활동 수준과 같은 내부 조건의

변화와 전력망 조건을 수용할 수 있게 될 것이다. ICT 와 센서 기술을 활용하여 모든 건물

설비들은 종합 건물/에너지 관리 시스템으로 통합될 수 있게 된다.


현재 2020 2030~

발전 • 중앙집중

• 중앙집중 (고효율 화력과

원자력발전)

• 분산화

• 신재생(10%~20%)

• 중앙집중 (화석, 원자력)

• 중앙집중&분산신재생

(40~45%)

• 마이크로그리드

송배전 대용량• 전력흐름:한방향, IT에

의해 제어됨

• 전력흐름: 대부분 한방향,

UHVAC 와 UHVDC, IT에

의해 최적화 제어됨

• UHVAC, UHVDC를 이용

한 주전력망, IT 에 의해

최적화 제어됨

• 전력망 연계

소용량• 전력흐름:한방향

• 한방향→양방향 추진

• 전력흐름:양방향

• IT 에 의한 개발과 제어의

도입

• 전력흐름:양방향

• 연계와 IT에 의한 최적화

제어

소비• 소비자는 사용에 대한 데

이터 없음

• 스마트 사용 데이터

• 소비자의 생산자화

• 소비자가 에너지관리시

스템에 의한 소비, CO2 배

출 최적화 가능

• 고효율 장비의 배치

⋮표 2-3⋮ 점진적 변화에 대한 전망


｜ 3.1 에너지 효율 : 정의 ｜

에너지 효율은 인류 활동에 사용되는 에너지의 효율을 포함하며, 일반 프로세스에 대

한 측정가능한 효율만 간단히 정의하는 것이 아니다. 이는 2개의 상호보완적인 효율에

기반한다: 주어진 행동 또는 프로세스의 같은 효율에 더 작은 에너지, 또는 시스템 및 사

회행동을 변경하여 전반적인 에너지 활용을 줄이는 방식이다.

첫 번째 측면을 보여주기 위해서는, 최소효율성능기준(Minimum Efficiency Performance

Standards, MEPS)을 개발하여 전기 및 전자 부품에 대한 최적화를 수행하면 된다. 추가적

예를 보면, 산업활동에서의 에너지 효율을 증가하기 위해서는 두 가지 측면이 필요하다:

개별적 프로세서가 최적화되어야만 하지만, 시스템 접근이라는 전반적인 구조를 활용하

여 프로세스를 선택하고 재정립하여 세계 효율을 증가시키는 것이다.

IEA(International Energy Agency, 국제 에너지 기구)는 “Energy Technology Perspective

2008”에서 에너지 효율 개선이 기후 변화에 대처하는데 있어 가장 저렴하고 단/중기적

으로 가장 효율적인 수단이라고 밝혔다.

에너지효율성은 아래와 같이 1석 3조의 장점을 제공한다:

3장

에너지 효율


｜ 3.2 현재 전기 에너지 구조 ｜

전기 발전에서 화석연료 사용은 세계적으로 31%를 차지하고 있으며, 에너지와 연관된

CO2 배출에는 40%를 차지한다. 하지만, 발전하는데 소모되는 연료에서, 2/3은 전력 발

전에 상실되며 다른 9% 또한 송변전/배전과정에서 사라진다.

최종적으로, 전력의 반은 산업 용도로 활용되며, 나머지는 거주빌딩 및 공공/상업용 건

물에 활용된다.

결론적으로:

● 발전에 사용된 일차에너지의 1/3만 전력으로 변환된다.

● 송배전 및 변전에서 잃는 양은 약 9% 이다.

● 최종 사용자 측면에서,

- 건물/서비스 산업에서 사용하는 전력양 및 산업에서 사용하는 전력 양은 거의 동

일하다.

- 수송 분야에서 사용하는 전력 양은 현재까지 매우 제한적이다.

이것에 대한 영향은 다음과 같다:

● 입증된 기술들은 30%의 에너지를 절감할 수 있기 때문에, 최종 사용자 급에서는 에

1) CO2 배출 저감

2) 부족한 천연자원 절감 및 고갈 방지

3) 에너지 비용 축소


너지 효율을 즉각적이면서 대대적으로 실행해야 한다. 기준의 역할은 관련 배치를

육성하기 위해서다.

● 송변전 및 송배전 분야에서 감축 비례에 대한 백분율 손실은 일반 상태에서의 평균

손실률이 높지 않기 때문에 크지 않을 것이다. 하지만, 에너지수요 및 전력송변전의

양이 증가할 경우, 퍼센트 손실은 상당하다. 또한, 송변전/배전 현 손실이 평균보다

높은 특별한 상황도 있을 경우 더 높은 영향이 기대될 것이다.

다양한 에너지 연결고리의 개선의 영향 분석은 5장을 참고하라.

⋮그림 3-1⋮ 전기 에너지의 손실 과정

Primary energy for

electricity generation Transformation-

generation

Loss factor = 3

Loss = 40 000 TWhGenerated electricity 20 000 TWh

60 000 TWh

T&D loss = 9 % Loss = 1 800 TWh

Distributed electricity 18 200 TWh

2009 figures extrapolated from IEA and US DOE WEO

Schneider Electric JJ MARCHAIS 15th June 2009


｜ 3.3 화석연료 발전 ｜

대규모 집중형 발전은 전력 생산에 중요한 역할을 지속할 것이며, 신재생 에너지의 추

가와 더불어서 관련 분야의 기술 향상은 중요하다. 다음은 화석연료발전 분야에 가장 중

요한 부분이다:

0

4,000

1,000

5,000

8,000

2,000

6,000

9,000

3,000

7,000

10,000

Transport

250

4,250

Commercial

4,800

Residential

8,900

Industrial

Distributed electricity by end use

TW

h

⋮그림 3-2⋮ 송전된 전기 18200TWh의 최종 사용량

● 화력발전 효율의 향상

● 관련 국가들에게 효율 향상에 대한 기술이전

● 이산화탄소의 포집 및 저장 (4.2 참고)


이상적으로, 이산화탄소 배출 감축 및 천연자원의 고갈로 인하여 화석연료 사용량은

줄어들 것이다. 그와 동시에 현실적으로 화석연료는 미래에도 발전분야에 중요한 역할을

차지할 것이다. 그러므로 화석연료 발전분야에서 효율 향상, 이산화탄소 배출 감축 또는

이 둘을 동시에 이룰 수 있는 연구개발을 지속적으로 또는 확장해야 할 것이다.

CO2 감축을 위해서, 최근의 기존 기술을 국제협력을 통해 확대하는 방안도 중요한데,

이 이유는 각 국가별로 화력발전 상황이 다르기 때문이다.

3.3.1 복합화력 (천연가스)

복합화력은 가스터빈과 스팀터빈을 결합하여 전력을 생산하는 방식이다. 고온부위에

고온 가스터빈을 배치한 후, 배기가스를 효율적으로 재순환하여 증기발전시스템에 적용

할 경우, 일반적인 증기 터빈 발전 대비 높은 열 효율에 도달할 수 있다. 최신 복합화력의

효율은 59%에 달하는데 이는 가스터빈 입구 온도가 1500℃로 상승시켰기 때문이다. 복

합화력은 기동 및 정지 운전이 간단하기 때문에 전력수요 변동에 대처가 가능하다. 더 높

은 효율을 도전하기 위한 연구개발은 지속되고 있으며, 예로 1700℃까지 가스온도를 높

이면 효율 62% 까지 높일 수 있다(부록 E 참조).

3.3.2 미분탄 연소와 초임계 스팀

선진국을 포함한 많은 국가들이 석탄에 높이 의존하고 있으며 (미국 : 50%), 석탄의 가채

년수(reserve-production figure)는 총 147년(오일의 41년과 천연가스의 63년보다 더 긴)으로 예

상되고 있기 때문에, 석탄화력발전의 성능향상은 CO2 배출 저감에 큰 역할을 담당할 수

있을 것이다.

다양한 방식이 현존하거나, 개발 중에 있다. 미분탄 석탄 연소(Pulverized coal combustion,

PCC)는 미분탄과 공기를 보일러내에 불어 넣는다. PCC 열 효율 향상은 높은 연소 온도를

통해서 이루어낼 수 있으며, 또한 SOx나 NOx와 같은 오염물질을 더 적은 양을 배출하는


것이다.

열 효율은 스팀 온도 및 압력을 올리는 방식으로 지속적으로 상승하였다; 가장 진보한

PCC 형식은 43~45% 열효율을 기록하였다. 현재는 스팀온도를 700℃까지 올려 열 효

율을 50%까지 향상시키는 연구개발이 진행되고 있다.

3.3.3 석탄가스화복합화력발전, IGCC

IGCC는 미분탄 연소에서 한 단계 더 진보한 방식이다. IGCC는 기본 미분탄석탄화력이

가지고 있는 40~42%의 열효율에 비해 살짝 높은 45~48%의 열 효율을 보유하고 있다.

두 가지의 IGCC 방식이 있으며, 소내소비율(auxiliary power consumption)이 더 적은 air-

blown system 및 CO2 포집이 쉬운 oxygen-blown system이 있으며 이들은 개발되어

현재 미국, 영국, 일본과 같은 다양한 나라에서 현장 시험 중에 있다. 상업용 IGCC도 현재

계획되어 있다. 추후 적용에는, CO2 포집 및 저장을 합치는 것과 같은 기술적 이슈들이

다루어지고 있다.

｜ 3.4 열병합발전 (Combined heat and power, CHP) ｜

열병합발전, 또는 Combined Heat and Power (CHP)라 불리는 발전기술은 전력과 온수

또는 스팀을 같은 전력원에서 동시에 생성하는 방식이다. 이 기술을 활용할 경우, 이론적

으로 연료에서 100% 효율을 얻어낼 수 있다. 평균적 성능은 열 (온수, 스팀) 및 전력의 공급

에 수요와 관계있는지에 따라 달라진다. 네덜란드나 스칸디나비아와 같이 전력 및 온수/

스팀이 평행적으로 공급되어야 하는 지역에서는 평균적으로 높은 효율을 보였다.


｜ 3.5 연료전지, 석탄가스화 및 열병합 활용까지 포함 ｜

연료전지는 연료와 산화제를 활용하여 전력을 생산하는 장치이다. 연료전지는 카르노

효율에서 독립적이어서 일반 열엔진보다 더 높은 효율을 자랑한다. 연료전지는 더 많은

비용절감 또는 기대수명 연장과 같은 이슈들이 아직 남아 있지만, 조용한 운전 및 모듈화

건설로 인한 쉬운 확장과 같은 장점들도 있다. 이런 이유들이 열병합이나 휴대폰과 같은

다양한 분야에 적용이 될 것으로 예상이 된다.

거주지역에서 에너지 효율이 향상될 것으로 보여지는 소형 열병합과 같은 경우, 진

보한 거주 열병합 시스템이 일본에 있다(그림 3-3). 2005년에, 일본 신에너지재단(New

Energy Foundation)은 상업화를 목표로 고분자 전해질 연료전지를 대규모 현장시험을 실

시하였다. 4년간 이 연료전지는 3,307기가 설치되었으며, 가정별 연간 5.2톤의 CO2를 감

축하였다. 이 연료전지는 일본에서 2009년 상업화 되었다.

⋮그림 3-3⋮ 마이크로-복합-열-전력(마이크로-CHP) 장치, 일본


최근에는 다양한 형식의 연료전지가 많은 이슈들을 극복하고 다양한 적용처를 찾

기 위하여 연구개발을 진행하고 있다. 석탄가스화연료전지 복합화력 (Integrated Coal

Gasification Fuel Cell Combined Cycle, IGFC)는 연료전지 중에 가장 진보적인 적용방식이

다. 산소를 불어넣는 석탄 가스화기 (oxiigen-blown coal gasifier), 가스터빈, 고체산화물 연

료전지 및 스팀터빈으로 구성되어 있으며, 최종적으로 60%의 열 효율에 도달할 것으로

기대하고 있다. 이는 미분탄 발전 또는 IGCC와 비교했을 때에도 매우 높은 효율이다. 석

탄화 가스를 생성하여 연료전지에 적용하는 기술 개발은 일본에서 진행되고 있다(부록 F

참조).

｜ 3.6 송배전 ｜

총 에너지 사용량에 비해 비중이 낮기 때문에, 송배전 분야의 개선을 통한 에너지 효율

의 효과는 제한적이다. 하지만, 오늘날 잘 이해된 중앙집중형 망은 분산전원에 의해 보완

될 것이므로, 현 상황을 점검하는 것은 매우 의미있을 것이다. 송배전 손실 감축은 CO2 배

출 감축에도 역할을 할 수 있을 것이며, 특히 많은 나라의 손실률은 평균적으로 높거나,

또는 감축할 수 있는 여지가 있다고 보여진다. 송배전 전압 개선, 발전소를 수요 근처에

설치하는 것 (이는 분산형 발전, 또는 분산발전도 포함한다)과 저 손실률 기기의 개발 및 적용이

네트워크 손실을 줄이는 데에 효과적이라 사료된다.

하지만, 발전소의 위치 및 구성, 그리고 수요의 강도 및 분산은 나라마다 그리고 상황에

따라 매우 다르다(ex. 자원 용이성, 부지확보, 등등). 따라서, 발전 시스템의 구성은 세계적으

로 통일될 수 없으며, 효과적인 원칙을 위한 방식은 많이 다르다.

최적 실행에 대한 일반적인 정렬 방식은 3% 손실까지 낮추도록 향상을 이끌 것이다.

초고전압 AC, UHVAC (최고전압이 1000 kV를 초과하는 AC 송변전) 및 UHVDC (최고 전압이


800kV를 초과하는 DC 송변전)이 송변전 전압을 향상시켜 손실을 줄이는 진보적인 기술들의

대표적인 예이다. 초전도 케이블 또한 저손실율 기기의 일반적인 예이다.

｜ 3.7 건물에서의 전력 사용 ｜

건물에서의 전력 사용(주거용 및 서비스용과 같은 3차 산업)은 전체 에너지 소비의 40%를

차지한다. 이 분야에서는 전기화 및 전기에너지효율을 통하여 앞으로 10년간 전력 절약

을 상당수 할 계획이다. 수명주기분석시 에너지효율이 건물 수명주기 전체에 중요하다는

것을 입증할 것이다. 전체 수명주기 중 핵심은 필요할 때만 필요한 에너지를 활용하여 에

너지 사용을 최적화하는 것이다.

주거용 분야 에너지 활용 및 소비는 수입과 상관관계가 있다. 비 거주지역 건물은 더 많

은 분야를 다룬다: 오피스빌딩, 병원, 쇼핑몰, 기차역 등등. 몇몇 건물은 데이터 센터와 같

은 많은 양의 전력을 소비하는 곳도 있다. 사실, 거주 및 사무실에서 ICT 기기들의 사용이

폭팔적으로 증가하고 있다: 선진국에서는 한 가정에서 연간 1000kWh를 사용하며, 30%

정도는 대기모드로 소비되고 있다. 비거주 빌딩의 전력 소모에서 주요 이용은 난방과 같

은 분야의 제어이다(부록 G 참조).

거주 및 비거주건물에서 난방이나 다른 기기들의 향상으로 에너지 효율에 대한 뚜렷한

진척이 지난 10년간 있었다. 하지만, 더 높은 효율을 도달하기 위해서는 더 많은 노력이

필요하다. 이로 인하여, 전력은 에너지의 직접적인 활용뿐만 아니라, 에너지 사용에 대한

측정, 자동화, 그리고 지속적인 모니터링이다. 이미 검증된 기술이 있기 때문에, 이슈들은

이미 있는 빌딩들에 대한 실질적인 적용이다.


현재 전기 에너지 효율 향상을 위한 방법:

● 저소비-고효율 부하 기기 사용 (조명, 모터, 콘덴서, 변압기, 케이블)

● 지능적 자동화를 통한 부하별 사용 최적화 하기 (에너지 관리시스템)

● 시스템의 모니터링 및 관리에 대한 절차 및 도구 적용

자동화를 통한 효율 및 사용자 최적화:

에너지 관리 시스템은 근본적인 전체 솔루션이다; 이는 에너지 활용을 최적화 하고, 성

능의 신뢰성 및 지속성을 일반적으로 유지하기 때문이다. 저전력 소모 제품들이 필요하

지 않을 때에도 에너지를 소비한다든지(램프, 모터, 대기모드 전력기기 등), 섭씨 2도 온도 편

차로 설정된 난방 또는 냉방의 경우, 최대 10%의 추가 에너지를 소비하는 것과 같이, 작

은 편차가 큰 결과를 가져올 수 있다. 에너지 사용의 최적화에서 자동화와 제어가 필수적

이다:

● 자동화와 제어는 무엇이, 언제, 어디서 필요할 때만 전력을 소비하는 것을 가능하게

한다

● 또한 “악습관”을 고치고 행동을 향상시키도록 한다

● 또한 현재 있는 곳에서 쉽게 설치가 되고 현재 성능을 향상시킨다

● 또한 에너지효율 최종 제품을 보완하여 전반적인 사용 성능 향상이 되게 한다

해결의 예: 자동화와 제어가 있는 시스템/광 검출지, 타이머, 가변속도 드라이브, 전

기모터 시스템 자동화, 프로그램 가능한 논리 제어장치(PLC 들)

낡은 건물 개조를 통한 에너지 효율 향상 또한 중요하다. 건물의 수명은 길기 때문에,

기존의 공간에서의 새로운 건물의 건축 진행은 매우 더디다(대략 매년 2% 미만의 빌딩들이

교체되고 있다). 태양전지 또는 열 펌프와 같은 신재생 에너지원들이 주거지역이나 상업/

서비스 빌딩에 적응이 되어야 하며, 이와 관련하여 광범위하게 개발이 되어야 한다.


계통과 연계하는 방식은 관리가 되어야 한다. 더 많은 정보통신기술 기반 기기들이 상

업용 및 서비스용 건물에 적용하기 위해 개발되고 있으며 몇몇 적용처들(예로 병원내 건강

관련 기기와 같은 곳에)은 매우 중요하게 되어가고 있다.

품질적, 신뢰도, 그리고 지속적인 공급을 통한 에너지 효율을 강화시키는 것은 매우 비

싼 폐기 및 재시작 비용을 피할 수 있다. 지속적으로 고품질 설치를 관리하는 방식은 최

적화된 소비를 보장한다. 이에 대한 해결책의 예이다: 보조전원, 보조발전 및 자동전환

스위치, 필터 등

측정 및 모니터링은 진단과 제어에서 가장 기본적이며, 내구적인 에너지 효율 및 CO2

배출 제한을 확보하기 위해서는 필요하다. 이에 대한 예는 다음과 같다: 스마트 미터기,

모니터링 시스템 및 서비스, 에너지 관리 시스템 및 서비스

오늘날 가장 현실적인 이슈는 모든 수단을 활성화하며 존재하고 입증된 기술들을 적용

하는 것이다. 위에서 설명한 바와 같이, 여기서 이슈들은 무엇을 해야 하는지에 대한 이

해나, 새로운 기술 및 해결책을 찾는 것이 아니다. 새로운 빌딩에 있는 해결책들을 활용

하는 방식은 이미 진전을 보고 있지만, 이미 있는 빌딩들에 대한 적용은 매우 저조하며,

이런 진전을 막고 있는 것은 낮은 건설률이다. 이는 왜 개조가 중요한지 나타내는 것이

다. (2020년에 존재하게 되는 건물들의 80%는 이미 건설이 완료되었다는 점이 중요하다)

｜ 3.8 산업에서 전력 활용 ｜

전력생산양의 반 이상을 산업에서 활용하기 때문에, 효율대책이 적용되어야 한다. 많


은 산업 분야는 에너지집약산업이며, 이미 에너지를 절약하였다(예로, 2005년의 조강과정

(crude steel)의 톤당 에너지 소비는 1960년 당시와 비교시 반으로 줄어들었다). 이와 같은 방식이

가능함으로써, 각 분야별 최적가용기술 (best available technology) 및 우수운영 방식을 확

인하는 것이 매우 중요하며 절약 가능성을 넓혀야 한다. 하지만, 더 많은 절약에 대한 가

능성이 존재한다 – 많은 산업 프로세스에서 이론적 사용법과 비교 시 50% 넘게 더 많은

에너지를 사용한다. 폐 에너지의 양을 줄이는 것 또한 필요하다(이 또한 에너지를 생산한다).

하지만, 이에 대한 커다란 장벽은 복잡한 비기술적 어려움이다: 존재하는 기술들도 대

다수 활용하지 않고 있으며, 이는 주로 구조적인 이유 (운영비용 대비 투자비용을 최소화하여

회사 내부 인센티브를 증가하는 것과 같은), 또는 정치적인 이유이다(인센티브 정책이 없거나 적절

하게 활용되지 못함).

벤치마킹은 어느 분야에 대한 에너지 효율이 향상될 수 있는지 확인할 때에 유용하나,

특히 전체시스템에 대해서는 이를 활용하기 어려우며, 이는 경쟁으로 확대될 수 있기 때

문이다. 하지만, 이런 참고 기준 (이와 같은 기준은 부록 H, 또 다른 기준은 그림 6-4 참조) 및 우

수운영을 벤치마킹할 수 있도록 개발하고 이를 표준 또는 추천으로 공개해야 한다. 산업

에서 EEE (전기제품 설계)의 중요한 부분은 다른 방식의 에너지 활용을 모니터 및 통제하

기 위해 전기(와 ICT 기기들을)를 사용하는 것이다; 이들 다른 에너지들은 전기에너지와 함

께 표준 설계에 병합될 필요가 있다.

아마 70%의 산업용 전력은 전기모터를 구동하는데 들어간다고 추정되며, 모터 시스템

에 대한 구조적 설계는 가장 높은 우선순위를 가진다. 많은 기술적 방식 및 최적화가 이

미 존재한다; 이들에 대해 세계적이며 효과적인 적용이 시급하다. 검토가 필요한 기술들

에 대한 예는 영구자석, 매트릭스 변환기, 자기저항 모터, 장치에서의 실시간 계산, 공급

에서 재생과 조화(regeneration and harmonics in the supply) 등을 포함한다.


｜ 3.9 이동수단의 전화 ｜

이 특정분야에서, 에너지 효율은 전화를 통해 향상될 수 있다 – 세계적으로 수송 부문

에 전화를 시행하면 1%의 전기사용량 향상과 전체 에너지 소비 및 CO2 배출 감소 효과를

동시에 거둘 수 있다. 개별 자동차들이 전화에 대해 유망한 후보군들이다. 차세대 전기자

동자(Electric Vehicle, EV)는 리튬이온 배터리를 활용하여 개발되고 있다. EV는 가솔린 자

동차와 비교시 다음과 같은 장점이 있다.

현재 개발 상태에서, EV 확산을 가로막는 이슈들을 해결하기 위해서는 다음과 같은 기

술적 요소들에 대한 발전이 필요하다:

자동차들과 같이, 에너지사용 및 오염배출을 줄이기 위해 대중교통 및 화물교통에 대

해 전화를 확장시키는 것 또한 심각하게 고려해야 할 것이다.

교통의 전화는 계통 및 기반시설 설계에 영향을 미칠 것이지만, 또한 추가적으로 가능

성이 열릴 것이다; 이 중에는 부하 조정, 계량 및 충전 기반시설이 포함된다.

● CO2 배출 저감 : 전기가 유류에서 생산하는 경우에도 CO2 배출이 감소된다

● 도심 환경 향상 : 배출가스 없음, 낮은 소음

● 비싼 배터리 : 연구개발 및 대량 생산을 통한 원가절감

● 크고 무거운 배터리 : 연구개발을 통해 소형화 및 경량화


｜ 4.1 재생에너지(RE) ｜

재생에너지는 온실가스 배출 없이 무한적으로 작동하여 에너지를 얻을 수 있는 수단이

며, 에너지 효율과 이산화탄소 제거에 아주 중요하다. 많은 재생에너지의 설치는 분산전

원으로 분류되어진다. 분산전원은 단일 가정에서 전기를 생산할 수 있게 할 뿐 아니라 외

진 지역에서도 전기를 자급자족할 수 있게 해준다. 최신의 망 연계와 제어시스템이 에너

지 저장 시스템과 정부의 장려책과 결합되면 새로운 방식을 통해 전력산업의 변화를 이

끌어 냄은 물론 전기를 사용하지 않는 지역에서의 변화도 설득할 수 있을 것이다. 이산화

탄소의 배출을 추가적으로 감축하도록 하는 2차적 효과에는 도시에서의 전기차 사용과

외진 지역의 담수화 등이 포함된다.

IEA 보고서에 따르면, 중장기적으로 이 도전적인 목표를 달성하는 열쇠는 경제적 측면

이 아니라 기술적 측면에 있다. 현재 인기 있는 재생에너지 기술을 넘어서 넓은 범위의

발전이 필요하다. 그것은 새로운 반도체 전력소자(solid state power device)와 새로운 실

리콘 정제 기술과 같이 소재 단계로부터 고도로 집약된 디지털 전력 분배 시스템으로 확

장된다. 일단 이러한 R&D 활동이 적절히 일어나면, 450 정책 시나리오(1.7과 부록 B 참고)

4장

이산화탄소 방출 줄이기 - “탄소 제거”


의 달성이 가능하다.

4.1.1 수력발전

큰 규모의 수력 발전은 모든 재생에너지원 가운데 중요한 역할을 해왔고 앞으로도 할

예정이다. 선진국에서 수력발전 증가는 제한적일 것이다. 왜냐하면 수력발전에 적합

한 대부분 지역이 이미 이용되고 있기 때문이다. 그러나 대규모 체제전환국(transitional

countries)과 개발도상국들은 여전히 큰 잠재 가능성을 가지고 있고, 수력발전은 청정 발

전에 가장 많이 기여할 것이다. 소규모 수력발전 시스템은 많은 지역에서 긴 역사와 함께

안정적으로 운영되고 있다. 일부는 한 세기 전부터 가동중임이 보고된 바 있다. 환경부담

(environmental load)은 큰 규모의 수력 발전보다 작다. 게다가, 소규모 시스템은 외진 지

역이나 개발도상국에 유용하다.

4.1.2 풍력 발전

재생에너지 사이에서 풍력발전은 가장 성공적인 것이며 2006년 말 73.9 GW 이상의 용

량이 설치되었다. 풍력발전은 독일, 스페인, 미국, 인도, 이탈리아, 덴마크 등의 나라에서

확연한 인기를 보인다. 그 비용은 USD 0.10~0.14/kWh 정도이다. 계통연계는 비정규/비

제어 전력변환(non-regular and non-control converters)에 의한 출력의 주파수 변동과 계

통 용량과의 불일치와 같은 기술적 문제와 연계되어 있기 때문에 중요하다. 이러한 이슈

는 때때로 풍력 시스템의 넓은 개발의 장애물로 간주되어 진다. 유지와 안정적인 운전에

관련된 이슈들은 저장이 표준에 포함됨에 따라 표준 확장 영역에서 표준화 될 것이다.

4.1.3 태양열 발전

태양열 발전은 저렴한 전력을 제공할 것으로 기대되며, 상대적으로 큰 규모의 시스템

이 미국과 중동, 유럽에서 실증되고 있다.


4.1.4 태양광 발전

재생에너지원 중 태양광발전(PV)는 개발도상국 뿐 아니라 독일, 일본, 스페인, 미국, 이

탈리아와 같은 선진국 사이에서도 가장 효과적인 기술 중 하나로 기대를 모으고 있다. 태

양광발전의 도입은 발전 차액 지원 제도와 세금 공제, 정부 원조와 같은 다양한 동기들로

하여금 극적으로 증진된다. 전세계 설치된 용량은 2008년 말 기준 10 GW를 초과한다. 전

기 생산 비용은 USD 0.45/kWh로 감소되어야 할 필요가 있다.

4.1.5 지열 발전

지열 발전은 미국, 필리핀, 멕시코, 이탈리아, 인도네시아, 일본과 다른 여러 상업 밀집

지역에서 안정적으로 운전되며 많은 시험 규모 시스템이 여러 지역에서 입증되어 지고

있다. 세계적 설치 용량은 2005년에 대략 8900 MW정도이다.

4.1.6 히트펌프 시스템

히트펌프 시스템은 항상 재생에너지로 분류 되는 것은 아니지만 효율적인 에너지 사

용을 대표한다. 일본의 히트펌프 시스템은 빠르게 인기를 얻기 시작했고 60%가 넘는

효율을 입증하였다. 일본은 천연가스 공조 부문(gas air conditioning)에서 보유량이 높고

(possesses a very large stock) 정부 지원 정책으로 인해 설치 개소는 100,000 개소를 초과

한다.

｜ 4.2 원자력 발전 ｜

국제 환경 문제 측면에서 원자력 발전은 주도적 기술이다. 원자력 발전의 보급 능력은

화력발전과 비교할 만하고 또한 이산화탄소를 생산하지 않는다.


원자력발전관련 R&D는 발전 효율뿐만 아니라, 안전과 신뢰성의 향상에 강조점을 둔

다. R&D 의 결과는 원자력 발전의 가치를 증가시킨다: 발전 효율의 증가는 우라늄 자원

의 수명을 확장시키고, 안전과 신뢰성의 개선은 이용률을 증가시킬 수 있는데, 이것은 더

낮은 발전 비용을 의미하는 것이다. 따라서 현재 가동중이거나 건설 중인 Ⅱ,Ⅲ 세대의

후속으로 Ⅳ세대 원자로가 개발 중에 있다.

GIF(Gen-IV International Forum, 4세대 원자로 국제 포럼)는 “4세대 원자로”인 다음 원자력

발전을 위해 2000년에 설립되었다(부록 J 참조). 현재, 10개의 나라(미국, 영국, 프랑스, 일본

등)가 GIF 멤버로서 4세대 원자로 기초 작업과 2030까지 그것의 설비가 가능하도록 하기

위해 활동하고 있다. 4세대 원자로의 주된 목표로는 원자력 안전과 급증에 대한 저항을

향상시키고, 낭비를 줄이고 천연 자원을 사용하며 전주기 비용을 감소시키는 것이다. 최

근 GIF는 6가지 형태의 원자로에 대해 논의했으며 앞선 목표를 만족시키는 것으로 고려

되었다.

● 열 원자로

- 초고온 원자로(VHTR, Very-High-Temperature Reactor)

- 초임계압수냉각 원자로(SCWR, Supercritical Water-Cooled Reactor)

- 용융염로(MSR, Molten Salt Reactor)

● 고속로

- 가스냉각 고속로(GFR, Gas-Cooled Fast Reactor)

- 소듐냉각 고속로(SFR, Sodium-Cooled Fast Reactor)

- 납냉각 고속로(LFR, Lead-Cooled Fast Reactor)


4.3 이산화탄소 포집 및 저장

IPCC로부터 언급되었다시피, 이산화탄소 포집 및 저장(CCS)는 이산화탄소 배출에 상

당한 잠재력을 가진 수단이다. 주요한 잠재적 선택안으로는 해양저장과 지중저장이 있다

(부록 K 참조). 해양의 경우 기술적으로나 법률적 쟁점사항이 모두 확인되었다.

많은 나라에서 필드 테스트가 계획되어지거나 진행되고 있다. 영국, 미국 독일, 일본이

그 예이다. 발전에 CCS 적용의 가장 큰 문제는 비용이 많이 들고 열효율을 감소시킨다.

그러므로 미래에 CCS 기술이 적용된다면 기술적 혁신이 기대되어진다. 지역과 나라마다

상당히 다른 이산화탄소 저장을 위한 잠재적 공간이 필요하다는 사실을 유념해야한다.


3, 4장에서 다루었던 성숙 기술(mature technology, IGCC 및 CCS 등)들은 전기 에너지 생

산의 경제화 및 저탄소화에 기여할 것이다. 하지만 상기 방법들의 수행 여부의 기술적인

측면과는 별도로 해당 방법들이 실제 광범위하게 적용될 경우 글로벌 이산화탄소 저감

목표를 달성할 수 있는지의 확인이 필요하다.

｜ 5.1 현재의 추세대로 진행될 경우 ｜

매년 2.5%씩 전력생산량이 증가할 경우, 2050년의 CO2의 배출량은 2010년을 기준으

로 170%(10.8Gt→29.0GTt) 증가하게 된다.

｜ 5.2 3, 4장의 성숙기술을 활용할 경우 ｜

3, 4장에서 다루었던 기술을 활용하여 CO2를 저감할 경우 아래와 같은 4가지 가정을

5장

민감도 분석법을 활용한 미래의 전력수요량 및 CO2 배출량 예측


바탕으로 각종 지표(전력 생산량, CO2 배출량 등)의 변화량을 계산 하였다.

상기와 같은 가정을 바탕으로 계산한 결과 현재의 성숙한 기술들을 적극적으로 도입할

경우 2050년의 CO2의 발생량은 2010년에 비해 50% 증가(10.8Gt→16.1Gt, BAU 시나리오에

서는 170% 증가)하는 것으로 추산되었다.

위에서 언급한 네 가지 요소 중 최종 단계에서의 절약과 효율 향상이 감소의 주된 이유

이며, 신재생에너지도 상당한 영향을 끼치는 한편, 발전효율이나 송배전 손실은 상대적

으로 그 영향이 적었다.

｜ 5.3 전기 발전과 다른 분야에서의 더 강력한 전략 ｜

2050년을 가정하면:

● 전력 최종 사용 효율(efficiency)향상 및 절약(savings)을 통한 30% 효율 향상4

● 신재생 및 원자력 발전이 전체 발전량의 30%까지 차지

● 송배전 손실(T&D loss)이 전체 발전량 대비 9%에서 7%로 하락

● 발전효율이 5% 증가

● 전력 최종 사용 효율(efficiency)향상 및 절약(savings)을 통한 40% 효율 향상

● 신재생 및 원자력 발전이 전체 발전량의 30~50%까지 차지

● 송전 및 배전 손실(T&D loss)이 전체 발전량 대비 9%에서 6%로 하락

● 발전효율이 5~10%까지 증가

4. “효율(efficiency)”은 동일한 일의 수행에 있어 적은양의 전력을 사용하는 것이고, “절약(saving)”은 전기 수요가 낮아지도록 일

을 줄이거나 변경하는 것을 의미한다.


상기와 같은 가정을 바탕으로 계산한 결과 2050년의 CO2의 발생량은 약 20% 감소

(10.8Gt→8.9GT)하는 것으로 추산되었다. 하지만 전체 발전량의 50%(40%는 분산전원)를 신

재생으로 할당하는 것은 전력계통의 안정성의 측면에서 볼 때 매우 큰 모험이다. 그러므

로 해당 추세예측은 현재 개발 중인 관련 기술의 발전 여부에 크게 좌우된다.

이 경우 효율향상 및 절약이 CO2 배출량 저감에 가장 큰 영향을 미치는 것으로 나타났

다. BAU 시나리오로는, 효율향상 및 절약이 약 1/3의 감소를 이끈다. 반면에 신재생 발전

에서의 증가는 25%의 배출량 저감에 영향을 미쳤다.

｜ 5.4 민감도 분석 결과 정리 ｜

5.2에서 보인 바와 모든 성숙한 기술이 적용되고, 정치적으로나 투자적인 측면에서도

가장 긍정적인 상황을 가정할 경우에도 2050년까지 CO2 배출량은 증가한다.

CO2 배출량이 줄어드는 경우는 성숙한 기술들이 모두 적용되는 것에 더해, 현재 개발

중인 기술들이 완전히 활용되는 경우이다. 이러한 경우 CO2 배출량의 저감에 가장 큰 기

여를 하는 요소는 에너지 절약(energy savings) 및 효율(efficiency)의 증가이다. 이러한 내

용은 그림 5-1에 나타나 있으며, 6장에서 다룰 내용의 기본 전제가 된다.

⋮그림 5-1⋮ 다양한 기술이 적용될 경우의 CO2 배출량 예상치

2010

CO2 emission level

1

2

3

2050

29Gt

16.1Gt

8.9Gt

In a business-as-usual (i.e. “trend”)

scenario the emission level due to

electricity will approximately triple

A full application of mature

technologies will only limit

the increase

The rapid and full application of

innovative technologies is critical to

reducing the emission level


｜ 6.1 재설계의 필요성과 기준 아키텍쳐의 역할 ｜

5장의 민감도 분석은 3, 4장에서 소개된 개선된 에너지 사슬보다 효과적으로 CO2 배출

을 줄이면서 전력 생산을 늘릴 수 있는 새로운 기술이 필요함을 보여주었다. 이를 위해서

기존 사슬의 전체 구조를 크게 바꿀 것이며, 또한 최종 사용자와 에너지 생산 간의 관계

에도 큰 영향을 끼칠 것이다. (차후 서술되는 내용으로 기존에는 최종소비자가 일방적인 사용자였

지만, 이제는 에너지가 생산자가 될 수도 있음)

미래의 새로운 에너지 체인의 경향은 아래와 같이 나타낼 수 있다:

(에너지 체인은 생산부터 소비자에게까지 가기 위한 일련의 과정을 의미)

● 고용량 집중 발전 (DESERTEC 프로젝트5와 같은 신재생 발전을 포함하는)은 저용량장치의

분산 발전으로, 그러나 많은 수의 설치로 공존할 것이다.

6장

재설계 : 미래 에너지 체인

5. desertec.org 와 부록 M 의 표를 보라.


● 고용량의 발전소는 주로 에너지를 소모하는 대도시와 떨어진 곳(바다, 사막)에 주로

설치가 된다.

● 재생 에너지 발전이 전체 발전에서 차지하는 비중은 지속적으로 증가할 것이다. 대

표적인 재생에너지인 태양광과 풍력 발전은 에너지의 형태가 간헐적이기 때문에

(지속적으로 에너지를 공급받는 형태가 아님, 태양광의 경우 시간의 제약이 있으며, 풍력의 경우

날씨의 제약을 받는다) 전체 시스템을 안정적으로 운영하는 것은 더 어려워질 것이다.

● 에너지 및 전기 저장능력의 기술 개발은 앞으로 꾸준히 이루어질 것이다. 또한 전기

적 운송장치(전기차, 전기자전거)의 등장과 시장의 확대는 더 큰 용량의 에너지 저장

시스템 개발에 기여할 것으로 보인다.

● 전력의 최종소비자(일반 도시민)는 그리드 기술의 성장과 아래와 같은 요소들의 영향

으로 더 이상 일방적인 소비자가 아닌 생산자가 될 수 있다:

- 적절한 관리 시스템이 이용되는 상황에서, 정부의 요금정책이 CO2 배출과 사용자

의 시간에 연계될 것이다.

- 수요 응답과 부하 평준화(피크 저감)가 중요한 경제적 이슈가 될 것이다.

복잡한 형태의 디자인 업무와 마찬가지로 에너지 체인 또한 재설계과정이 필요하며,

내부적으로도 여러 가지 하부 디자인들이 구축되는 과정이 필요하다. 이는 우리가 흔히

빌딩을 설계하는 메카니즘과 매우 흡사하다. 현실에서 적용할 수 있는 디자인을 설계할

때에는 각각의 스텝별로 각 파트간의 디자인들이 어떻게 서로 영향을 끼치고, 각 파트

들이 필요한 요소에 효과적으로 사용될 수 있는 지를 파악하는 것이 매우 중요하다. 이

들 두 측면 - 전체적인 설계와 개별요소들의 실행 - 을 요약하기 위해, 우리는 표준설계

(reference architecture) 라는 표현을 사용한다.


｜ 6.2 그리드 아키텍쳐(Grid architectures) ｜

에너지 망의 설계는 분산 발전(기본적으로 PV와 풍력같은 형태의 재생에너지 발전)에 기반한

작은 형태의 에너지망들의 조합으로 이루어진다. 또한 대규모의 에너지망과 중앙 집중형

의 발전(화력, 원자력 발전)도 이러한 망에 반드시 포함된다. 이는 그림 6-1에 자세하게 표

현되어 있다.

1) 대규모의 에너지 연결망에서 각 요소들의 기능 향상과 각 요소들 간의 원활한 연

결은 기술의 핵심이다. UHVAC(Ultra high voltage alternating current)와 UHVDC(Ultra

high voltage direct current)는 위의 문제를 해결할 수 있는 유력한 기술로 기대되고 있

다. 위 기술들은 중국에서 장거리 전력 운송과 대규모의 에너지 송전 시스템 개발에

사용될 계획이다(UHVAC, UHVDC 사용 시, 중국 서부지역에서 대규모의 수력발전 운영이 가

⋮그림 6-1⋮ 미래 전력 시스템의 개략도

4. Enhancement of capacity, security, reliability of interconnection

Large-scale

Power Network

Large-scalePower Network

Large-scalePower Network

Small Power Network

Small Power Network

Small Power Network

2. Efficiency improvement in thermal generation

1. Expansion of CO2 free generation

(Nuclear & Renewable)

3. Enhancement of power network according to

increase of demand and CO2 free generation

6. Interactive communication & power system

5. Optimal control of power system including cooperation of demand e.g. Smart-Grid, Intelli-Grid, Ubiquitous-Power-Grid, ADAPS


능해진다). UHVAC의 일부 시스템은 현재 중국과 일본에서 미래 고용량 에너지 송전

에 필요하다고 생각하여 운영을 시작한 상태이며, 500kV 조건에서 운영 중이다. 인

도 또한 UHVAC와 UHVDC 개발 계획을 가지고 있다.

2) 소규모의 에너지 망에서, 수요 예측, 저장 및 분배, 생산은 최적설계에 있어 필수적

인 요소이다. 고로 위에 상기한 요소들을 성공적으로 수행하기 위한 여러 가지 컨셉

의 기술이 현재 개발 중이다(예를 들어 스마트그리드, 지능형 그리드, 유비쿼터스 파워 그리드).

3) 스마트 그리드의 컨셉은 아래의 요소들을 포함하고 있다.

a) 소비자 중심의 분산형 에너지 생산, 전력저장장치, 통합 센서, ICT의 설계

b) 고급 제어, 보호 기능을 가진 벌크 타입 에너지 생산시스템의 통합

스마트 그리드 기술개발의 핵심요소는 아래와 같다:

● 에너지설비와 최종에너지 소비자 간 양방향 커뮤니케이션을 가능하게 해주는 스마

트 전력계산 시스템(해당 시스템은 재충전 가능한 배터리 혹은 전기차에 들어가는 전력저장

능력 또한 포함하고 있다). 혹은 분산 발전 (DG)

● 수많은 DG 유닛이 통합된 환경에서도 정밀한 그리드 제어가 가능한 정보화 시스템

● 사용자가 전기 에너지를 가장 효율적으로 사용할 수 있게 만들어 주는 에너지 관리

시스템

● 크고 작은 스케일의 전력망의 보호와 보안을 향상시켜주는 제어 및 보호 시스템

스마트 그리드 기술은 주로 소규모 전력 시스템에 주로 적용되는 기술로 여겨졌지만,

스마트 그리드의 기술들인 정보화기술과 고급 보안 제어 시스템(스마트 기술의 기술들)은

대규모의 전력망과 그들 간의 망 구축에 또한 사용될 수 있으며, 신뢰성과 보안성도 향상


시켜줄 수 있다.

｜ 6.3 에너지 및 전력의 최종 사용 아키텍쳐 (구조) ｜

6.3.1 건물

(여기서 서술되는 end use는 전기차, 공장, 빌딩을 의미)

과거에 빌딩들은 단순히 난방, 환기와 공기조절(HVAC, heating, ventilation and air-

conditioning)을 위해 에너지를 사용하는 소비자에 지나지 않았다. 빌딩 내 에너지 소비는

빌딩의 구조와 단열 수준에 따라서 결정된다.

오늘날, 빌딩 내 에너지 소비는 급격히 증가하고 있다. 이에 따라 빌딩의 에너지 효율을

증가시킬 수 있는 모니터링 및 제어 시스템이 중요한 역할을 하게 되었다.

근 미래(이미 적용되고 있는 기술들도 있지만)에 빌딩은 단순한 소비자가 아니라 에너지를

생산하는 생산자의 역할도 맡을 것이다. 정보 통신 기술의 발달은 빌딩의 내부 조건 변화

(빌딩 내 전력 소모 메카니즘)의 자동화를 가능하게 해줄 것이다. 또한 빌딩 외부의 분산 전력

생산시스템과 스마트 그리드 에너지 수요에 맞춰 빌딩에 전력을 제공해 줄 것이다.

전기자동차는 각 빌딩으로부터 전력을 공급받을 것이며, 열펌프는 더 광범위하게 사용

될 것이며, 효율적 에너지 사용을 위하여 에너지 저장 장치들이 빌딩마다 설치될 것이다.

모든 빌딩의 설비들은 분산 및 링크 시스템을 통하여 하나의 통합 시스템을 구성하게

될 것이다. 또한 이러한 에너지 관리 시스템은 빌딩의 안전, 신뢰, 생산, 친환경적인 측면

에 지대한 영향을 끼치게 될 것이다.

신기술들의 통합(센서, 모니터링, 제어, 개방형 소통시스템, 에너지 생산)과 신기능(에너지 저장,

에너지 관리)시스템은 IEC의 도전을 통해 이루어질 것이다.


그림 6-2와 같이 가정의 에너지망 시스템은 단순히 에너지 소비에 그치는 것이 아니

라, 태양광과 연료전지와 열펌프, 재충전이 가능한 배터리를 사용한 에너지 생산 시스템

의 기능도 가진다. 열펌프는 난방에 쓰이는 전기도 깨끗하고 안전한 방식으로 사용될 수

있음을 보여줄 것이다. 일부 가정에서는 연료전지와 배터리를 연결하는 LVDC 와이어링

기술을 장착하며 DC에 적합한 어플리케이션 또한 이러한 시스템에 통합이 될 것이다.

6.3.2 Vehicle to grid

집에서 전기차와 하이브리드 차량은 가정용 에너지 망의 새로운 관리대상이며, 그들의

배터리는 저장장치 어플리케이션에 활용될 것이다. 또한 이러한 장치는 에너지 저장과

대규모의 그리드의 부하조절에 활용된다(저장에 대해, 그림 6-3과 6.4절을 참조하라). IEC는

⋮그림 6-2⋮ 미래 가정집 에너지망

Power station Trasformer

Photovoltaic

Hydrogen FC

HybridControl

SecondaryCell

LVDC24~48V

DC PLC

Heat pump

Waste heated water

AC 50/60 HzAC 100/200 Hz

Air conditioner

Heat pump

TV DVD/BD Audio set

Game machinePrinter

Microwave oven

PC

Induction heater

Fax

LED lighting Sensor Ventilation

Electric toothbrush

Electric shaver

Wireless chager

Bath

Kitchen

Wash basin

Refrigerator Washing machine


이러한 시스템 구축의 중요성을 인지하고 EV(electric vehicles)와 시스템의 인터페이스 개

발을 하고 있다.

⋮그림 6-3⋮ 자가용 에너지망 컨셉 (V2G)

Enable net metering, discrete metering and

integrated energy management with solar panel

Home energy storage creates

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⋮그림 6-4⋮ 산업용 에너지 표준설계


⋮그림 6-5⋮ 전기에너지 저장 기술과 비용

Commercial Pre-commercial Demonstration phase Developmental

Pumped hydro FlywheelElectrochemical

capacitor

Lithium-ion

(grid applications)

Flywheels(local power quality)

Flywheel(grid device)

Hydrogen loopSuper-magnetic energy

(storage applications)

Compressed-airenergy storage (CAES)

Zinc-brominebattery

Lead-acid batteryVanadium redox

battery

Ni-Cd battery

Sodium-sulphur battery

Technology development status

Current Energy Storage Technologies Cost Estimates

3,500

0

2,000

1,000

3,000

500

2,500

1,500

CAES Li-ion Flywheel Pumped

HydroFlow

Battery

NaS

$/kW

• Source: Figure created for Bottling Electricity: Storage as a Strategic Tool for Managing Variability

and Capacity Concerns in the Modern Grid by EAC Energy Storage Technologies committee 2008


6.3.3 산업분야

공업 설비에서는 에너지 효율을 위하여 일반적인 전력사용 뿐만 아니라 다른 형태의

에너지 사용(예를 들어 열에너지)또한 고려를 해야 한다. 그러므로 다양한 형태의 에너지 사

용을 통합할 수 있는 설계가 에너지 관리시스템에 기본적으로 적용이 되어야 한다. 또한

어떠한 방식으로 에너지 측정 장비와 시스템을 배치할지 계획을 수립하는 것도 매우 중

요하다. 그림 6-4는 에너지 표준 설계의 예를 들고 있다.

｜ 6.4 에너지 및 전력 저장 ｜

에너지 저장 기술(에너지 분산 방식 및 에너지 시스템에 결합되는 저장장치)은 향후 핵심기술

로 떠오를 것이다. 에너지 저장 기술은 간헐적 형태의 전력 생산 방식(시간에 제약을 받는 태

양광, 날씨의 영향을 받는 풍력발전)의 단점을 보완해 줄 수 있으며, 에너지 소비자가 에너지

관리시스템을 통하여 에너지의 생산과 소비의 최적 포인트를 찾는 데 큰 도움이 될 수 있

다(간헐적으로 전력을 생산하는 태양력과 풍력에너지를 저장하고, 태양력과 풍력으로 전력을 얻을 수

없는 상황에서 저장장치의 에너지를 사용함으로써 에너지를 보다 유연하게 사용할 수 있음)

압축공기를 사용하거나, 플라이휠, 배터리를 사용한 다양한 전기 저장기술은 이미 사

용 중에 있다. 배터리의 경우 리튬이온, NaS 를 사용한 다양한 기술이 개발 중에 있다. 이

러한 기술들은 그림 6-5에 요약되어 있다.

전해 수소는 수송 가능한 수소 연료와 결합하여 개발 중에 있다. 이 기술은 전기와 수소

를 사용하여 시너지 효과를 낼 수 있다는 장점을 가지고 있다(수소는 물을 전기분해 하여 만

들어지며, 이 수소는 전기엔진이나 연료전지 내에서 대기 중의 산소와 혼합되어 다시 물을 만들어낸다.

일종의 순환 시스템).


｜ 6.5 Micro-grids ｜

마이크로 그리드는 DG(dispersed generation)와 같은 최적 제어 시스템을 통하여 다른

그리드와의 연계 없이 독립적으로 작동하는 전력망을 의미한다. 전기 저장 장치 또한 포

함된다. 마이크로 그리드는 예측 불가능한 DG(대부분 신재생 에너지)의 전력 생산 문제점을

해결해주는 방안으로 제시되고 있다. 또한 추가적으로 아래와 같은 장점을 가지고 있다.

많은 분야의 R&D, 예를 들어 전력생산, ICT, 제어, 송전, 배전 기술들이 마이크로 그리

드의 보급에 필요하다.

｜ 6.6 미래 에너지 사슬에 의해 제기되는 문제 ｜

6.6.1 기술적 문제

이전 장에서 묘사한 설비의 분산배치는 CO2 배출을 줄이는 효과가 있지만, 전체 시스

템의 안전도와 신뢰도, 안정성 혹은 아래와 같은 파트에 악영향을 줄 수 있다.

● 에너지 생산이 불안정하고 메인 그리드와 멀리 떨어진 지역에서도 마이크로 그리드와 연계

된 DG를 통하여 안정적인 전력생산이 가능하다.

● 백업기능의 전력 설비로 사용할 수 있으며, 블랙아웃에도 대비할 수 있다.


그림 6-6에서 6-8까지는 위와 같은 이슈들을 표현해주고 있다.

● 에너지 생산과 수요의 균형

● 에너지의 품질

● 안전하지 않은 독립운전의 방지

● 유틸리티의 그리드와 분산 에너지 생산 설비간의 불완전한 제어 시스템 (이는 심각할 경우

블랙아웃을 유발할 수 있고, 전력시스템 복구를 지연할 수 있다)

⋮그림 6-6⋮ 마이크로그리드 흐름도

Distributed generation (DG) Microgrid

Power managementsystem

Loads & storage

Lighting control

Batteries for EV

Photovoltaic

Variable speed drives:HVAC, Heat-pumps, ...

Main Gridconnection by

means of a powerfrequency converter

Wind

Hydro

Fuell Cells

•Reference:Ansaldo Sistemi Industriali


6.6.2 시스템적 접근 문제

3, 4장에서 에너지 체인의 각 요소들에 대한 시스템적인 접근의 필요성을 보여주었다.

(생산, 배전, 송전, 최종 소비자)

5장은 좀 더 향상된 에너지 체인의 필요성을 보여 주었으며, 이러한 기술은 앞서 서술

⋮그림 6-7⋮ 군집 PV 시스템에서의 MV/LV 배전망에 대한 기술적 문제

⋮그림 6-8⋮ 스페인에서 발생한 큰 외란, 2006년

•Source: Red eléctrica de España. www.ree.es


한 3가지 요소와 전자, 자동화, 제어 기술을 포함한 정보통신 기술 간의 보다 정밀한 조정

을 사용하여 이루어질 수 있음을 서술하였다.

예를 들어, 가정집들을 대상으로 한 전력 분산장치는 아래와 같은 요소들을 포함할 것

이다(그림 6-9).

- 고급 계량장치

- 신재생 에너지(태양열, 풍력)

- 전기 저장장치

- 전기 자동차

- 가정용 에너지 관리 시스템

⋮그림 6-9⋮ 연계된 분산 시스템의 요소들

Substation


앞서 5.1절 및 5.2절 에서 설명했듯이 성숙한 기술만을 활용할 경우 2010년에 비해

2050년의 CO2발생량 증가율을 줄일 수는 있으나, 궁극적으로 CO2의 절대적인 배출량을

줄이지는 못한다. CO2 배출의 절대적인 양을 줄이기 위해서는 5.3 절과 같이 에너지 절약

(energy savings) 및 효율(efficiency)의 향상이 필수적이다. 해당 목적 달성을 위해서는 전력

망 자체에 대해 구조적으로 매우 큰 변화가 요구되며, 전력 생산자와 최종 사용자의 관계

도 재정립 되어야 한다. 이러한 변화는 마치 새로운 건물을 짓는 과정과 비슷하므로 6장

에서 “기준 아키텍쳐(reference architecture)”로 명명한 바 있으며, “그리드 아키텍쳐”, “에

너지 및 전력의 최종 사용 아키텍쳐” 등으로 나누어 살펴본 바 있다. “기준 아키텍쳐”는

간단하게 전기 에너지 효율 향상을 위해 필요한 새로운 모든 행위(규제, 새로운 제품의 개발

등)이라고 생각하면 된다.

1) 미래의 전기 에너지 효율 개선을 위해서는 기준 아키텍쳐가 필요하며, 이를 위해서

는 전기 분야(산업계, 학계)의 대규모 투자가 필요하다.

건물을 예로 들자면 다음과 같다. 기존의 건물의 에너지 관점은 주로 건물의 물리적인

구조 관점에서만 고려되었다. 예전의 건물은 단순히 에너지 소비의 주체(난방, 공기 조절)

7장

문제 해결을 위한 결정적인 성공 요소


로만 간주 되었고, 이러한 에너지 소비는 건물의 구조 및 외벽의 개수에 의해 영향을 받

으므로 단열이라는 물리적인 요소만 주로 고려되었다.

오늘날 건물의 에너지 효율은 위와 같은 물리적인 요소보다 소프트웨어적인 요소(건물

에너지 상태 모니터링 및 제어)에 의해 영향을 많이 받고 있다. 하지만 에너지 효율의 평가와

같은 요소를 고려하지 않고 있다. 전기 에너지 효율 향상 및 절약을 위해 이러한 부분의

고려가 선행되어야 하며, 관련 기준 아키텍쳐의 개발이 필요하다. IEC는 이러한 기준 아

키텍쳐의 설계를 통해 전기 에너지의 계산과 평가를 합한 전기 에너지 성능평가 기준을

개발함으로써 많은 부가 가치를 창출할 수 있을 것이다.

2) 표준화된 해결책은 개개 전력관련 상품의 효율증가 관점에서 벗어나 실제 응용적

인 관점에서(시스템 전체를 고려한 것) 개발되어야 한다. 전기 에너지 효율 솔루션은

향후 개발 및 발전을 위해 IEC의 결과물 및 표준의 형태로 개발되어야 한다.

표준화된 도구를 개발하는 것은 전력산업의 가치 사슬에 위치하고 있는 많은 요소들에

영향을 주어 전기 에너지 효율화에 박차를 가하게 될 것이다. 1)과 2)가 없을 경우 효율과

탄소 저감과 관련된 많은 현재와 미래의 기술들이 실행될 수 없으므로, 앞서 언급한 2가

지 항은 실제적인 측면에서 매우 중요하다. 위와 같은 요소만이 단순 기술의 해결책의 역

할을 수행할 수 있도록 만들어줄 수 있다.

3) 전기 에너지 효율화는 정책적으로 추진하여야 할 뿐 아니라 사회적인 유인책이 있

어야 한다.

기후 변화 완화 및 에너지 효율화를 위한 정책적인 실행 결과로써 건물의 경우 관련 규

제가 수정되어왔을 뿐 아니라 각종 유인책(세금 감면, 각종 대출 등)이 현재 시장에 존재한다.

전기 에너지 효율 향상을 위해서도 각종 건물 및 산업 공장에 비슷한 정책이 필요하다.


4) 특히, IEC의 전기 에너지 효율화 대책을 정책적으로 실현시킬 필요가 있다.

3)과 4)항 각각은 에너지 효율화 목표를 이루기 위해서 매우 중요한 요소이므로, 사회

적인 합의를 통해 실제로 적용이 되어야 한다.


｜ 8.1 IEC 향후 발전 방향과 권장사항 ｜

보다 자세히 설명하자면, IEC는 이제 에너지 경쟁에 집중하려한다.

IEC는 새로운 기술위원회(Technical Committee, TC)를 구성해야할지 기존의 기술위원회

를 통합해야할지 불분명하며 이는 시장 전략 이사회(Market Strategy Board, MSB)의 소관

이 아니다. 여기서 확실한 건 시장 전략 이사회(MSB)의 과제로서, 표준화를 개발하는 경

8장

권장 사항

IEC는 역사적으로 안전성과 상용성을 지향하였다.

우리는 이제 이전과 다른 연구의 다양성을 통해 에너지의 효율과 생산성을 키우고 환경을 중

요시 하는 새로운 분야를 이끌어야 한다.

IEC는 오랫동안 전기 기술에 관한 규격의 통일과 조정에 집중하였다. 이제 우리는 응용 중심의

연구를 통해 세계적인 해결책을 이해하고 활동 중심으로 기반을 두려한다.


우에는 시스템을 중심으로 검토한 후 각 부분별로 해결해 나아가야 하는 것이지, 각각의

결과물(product)에서부터 시작하면 안 된다는 것이다. 만약 새로운 시스템의 표준서가 준

비되었다면, 기존의 제품 표준서(표준, 규격, 규격서: 같은 의미로 풀이하였음)를 포함하여 재검

토하여야 한다.

그림 8-1은 IEC가 시스템 중심의 어플리케이션(해결책)을 먼저 검토한 후 그 다음으로

서비스와 결과물에 기준을 두고 나아가야 한다는 것을 보여주는 흐름도이다.

어플리케이션(해결책)은 필요에 따라 시장에 의해 결정되는 것이지 IEC의 능력 범위에

한정하는 것은 아니다. 다음은 시장 전략 이사회(MSB)의 업무이다:

⋮그림 8-1⋮ 시스템 중심의 표준화 개발 구조

Application (Solution)

Service

Technology

Pro

duc

t

Pro

duc

t

Pro

duc

t

Service

Technology

Pro

duc

t

Pro

duc

t

Pro

duc

t

Service

TechnologyPro

duc

t

Pro

duc

t

Pro

duc

t

● 첫째, 시장에서 요구하는 어플리케이션(해결책)을 이해하고 설명하기 위해 시장에 질문을

하고 들어라.

● 이러한 해결책은 IEC의 범위 내에서 결정한다.

● IEC는 해결방안을 얻기 위해 ISO 또는 이와 같은 표준화 설정 기구를 초청하여 협력하기를

추천한다.

● 마지막으로, 우선 시장의 설립을 위한 서비스의 표준화이며, IEC 내에서 결과물에 대한 솔

루션 제공이다.


본 책자에선 첫 번째와 두 번째 업무에 대한 에너지 효율과 이산화탄소 배출 저감문제

는 제3장, 제4장 그리고 제6장에서 이야기 하였다. 이번 제8장은 세 번째와 네 번째 업무

를 달성하기 위해 시작하고자 한다.

8.2와 8.3절에서는 시장 전략 이사회(MSB)가 IEC 발전을 위해 권장하는 사항을 제시하

고자 한다. 8.4절에서는 시장 전략 이사회(MSB)에게 미래의 기반이 되는 기술 목록들에

대해 제안하고자 한다.

｜ 8.2 일반적인 권장사항 ｜

권장 8.2.1 - 필수 연구 및 개발

시장 전략 이사회(MSB)는 IEC 및 IEC의장 직속의 이사회 그리고 전문가들에게 전기 에

너지 효율 또는 탈탄소 등의 유망한 첨단기술(Emerging Technology)을 포함한 모든 연구

와 개발 사업 진행을 장려하기 권한다.

권장 8.2.2 - 정치의식과 대중적 인지도

시장 전략 이사회(MSB)는 IEC의 에너지 효율 해결책이 정치적 선전과 대중을 위한 장려

계획으로 필수적이라고 생각한다. 이러한 목적을 위해 전 세계 IEC 커뮤니티에 연관되어

있는 관계자들은 정치의식과 대중적 인지도를 높이기 위해 IEC 규격 사용을 권장한다.

권장 8.2.3 - 국제적조직과의 관계

시장 전략 이사회(MSB)는 다음과 같은 특정 조직과의 긴밀한 협력 관계를 성장시켜야

한다고 권장한다.


권장 8.2.4 - 규제 기관과 정치권력의 협력

권장 8.2.2와 8.2.3에서 설명한 것처럼, 개발을 고려하기 위한 EEE (Electrical Energy

Efficient)의 해결방안을 촉진하기 위해 규제기관과 정치권력의 친밀한 협력이 필요하다.

권장 8.2.5 - Technology Watch와 표준화 로드맵

시장 전략 이사회(MSB)는 EEE(Electrical Energy Efficiency)와 이산화탄소 배출 절감

(Decarb)을 위한 영구적인 Technology Watch를 시행할 예정이다. 또한 이 기능을 이용하

여 수립 사례를 분석한 후 기술개발과 연계한 표준화 로드맵을 동시과제로 제안하여 체

계적인 접근방법과 EEE/Decarb를 위한 다양한 기술의 가능성을 현재와 미래를 보여주

는 표준화 로드맵을 촉진하여 표준화 활동의 기반을 마련하고자 한다.

권장 8.2.6 - 전기에너지 성능을 위한 기준 설계

시장 전략 이사회(MSB)는 IEC가 전기에너지 성능을 위한 기준 설계(Reference

Architecture) 규격을 향상시키기를 권장한다. 이는 건축, 서비스, 산업 등 여러 다른 분야에

서 필요로 하기 때문이다.

● 국제 에너지 기구(International Energy Agency, IEA)의 통계, 지표, 벤치마킹 정보 등

각 분야에 대한 관련정보는 4E(Efficient Electrical End Use Equipment)의 이행협약

(Implementing Agreement, IA)의 일환으로 수행하여야 한다.

● 기후변화 아시아-태평양 파트너십(Asia-Pacific Partnership on Clean Development and

Climate, APP)의 한 연구원은 깨끗하고 효율적인 발전방법의 개발, 전파 그리고 이전이 가

장 모범적인 사례라고 하였다.

● 세계 에너지 협회(The World Energy Council)

● UN 산하의 IPCC(Intergovernmental Panel on Climate Change)


권장 8.2.7 - EEE에 필요한 산업 개혁

산업의 거의 절반은 전기 제품을 사용한다. 즉 전기 제품에 대한 기준 설계(Reference

Architecture)는 매우 중요한 화두이며, 우수 운영 표준서는 최대한 빨리 개발되고 시행되

어야 한다. 이러한 표준서는 다음과 같은 메이저 영역에 널리 확산시켜 성장을 촉진시켜

야 한다.: EEE에 대한 규제와 금융 혜택에 대한 장려(전기 요금 등); 새로운 에너지 효율 또

는 탄소 효율 설비 투자시 보조금 또는 다른 혜택 지원; 모범사례에 대한 벤치마킹을 위

한 툴; 혁신적인 기술과 구현의 편의성.

권장 8.2.8 - 제품 중심이 아닌 어플리케이션 사용을 통한 접근 방법

시장 전략 이사회(MSB)는 표준 관리 이사회(SMB)가 간단한 산출 접근법을 포함한 실제

어플리케이션 중심의 전기 에너지 효율 해결책을 지속적으로 제공하도록 채택하여 효과

적인 표준서를 운영하기를 권장한다. 또한 EEE가 원하는 결과물이 실질적으로 통합된

시스템에서 제대로 작동하는지의 여부 그리고 일부의 경우, 현재 사용하고 있는 제품 표

준서의 재검토를 통해 체계적인 해결책을 포함한 새로운 표준서를 작성하여야 한다.

권장 8.2.9 - 전기 그리드의 연결, 안정성, 지능 및 효율에 대한 선택과 원칙

시장 전략 이사회(MSB)는 IEC가 그리드 사업에 대한 모든 옵션과 최소한의 이행 규칙을

포함한 보다 정확하고 자세한 규격을 제공하도록 CIGRE, NIST와 같은 해당 기관과의 긴

밀한 협력 관계를 성장시켜야 한다고 권장한다. 이는 스마트그리드 구축에 필요한 규격

을 구상하기 위한 첫 단계이기 때문이다.

표준서는 전기 그리드의 연결(특히 변동 전원)과 안정성 그리고 지능형 전력망(전력과 통신

IT의 융합)과 체계적인 측정 방법 등을 포함하고 있어야 한다. 이러한 표준서는 측면에 대

처하기 위해 전력의 수급균형, 전력품질, 고조파 전류 방출, 전압 플리커, 전압 변동과 단

독운전 방지를 포함하고 있어야 한다. 또한 다른 나라에서 만든 표준서와 비교하여 다른


부분이 존재하면 이를 고려하여 포함시켜야 한다. 그 이유는 표준이라고 생각한 방법 등

이 표준이 아닐 수 있기 때문이다.

또한 용이하게 구현하기 위해, 시장 전략 이사회(MSB)는 IEC와 해당기관이 스마트그리

드와 표준서의 중요성에 대한 공개 학술대회 개최를 제안하고자 한다.

권장 8.2.10 - 전기 에너지 관리를 위한 모범 사례

시장 전략 이사회(MSB)는 IEC가 전기 에너지 관리를 위한 모범 사례 표준서를 발전시켜

야 한다고 권한다. 이러한 표준서는 전기 에너지 관리의 기술적 측면을 명확하게 표기해

야 한다. 이때 주의할 점은 결과물이나 각각의 설비를 고려하는 것이 아니라 모든 시스템

에 대해 고려해야 하며, 에너지 효율과 온실가스 감축(GHG reduction)을 목표로 발전시켜

야 한다는 것이다.

｜ 8.3 세부적 권장 사항 ｜

아래의 권장 사항들은 시장 전략 이사회(MSB)에서 확인한 각 분야의 영역으로 나뉜다

(주로 잠재적인 기술을 포함).

권장 8.3.1 - 열병합 발전 환경에 대한 제품 표준서의 적합성

시장 전략 이사회(MSB)는 표준 관리 이사회(Standard Management Board, SMB)가 열병

합 발전 환경에 대한 모든 에너지 효율 제품표준화를 효과적으로 운영하기를 권장한다.

예를 들어, 전원부, 스위치부, 계량부 또는 제품에 공급되는 전력의 품질 등 각 부분을 효

율적으로 측정할 수 있는 것을 말한다.


권장 8.3.2 - 태양열 발전

시장 전략 이사회(MSB)는 표준 관리 이사회(SMB)가 태양열 발전 표준화를 개발하여야

한다고 권장한다.

권장 8.3.3 - 사무용 빌딩 에너지 설계

시장 전략 이사회(MSB)는 표준 관리 이사회(SMB)가 효율적인 전기 에너지를 사용하기

위해 제어기, 모니터링 시스템 그리고 rating methodology를 포함한 사무용 빌딩을 위

한 에너지 설계의 표준형을 개발하여야 한다고 권장한다.

권장 8.3.4 - 산업용 에너지효율 측정 방법

시장 전략 이사회(MSB)는 표준 관리 이사회(SMB)가 산업에서 필요로 하는 벤치마킹, 에

너지 감사, 적합성 평가 등에 사용되는 에너지효율 측정방법의 표준화를 개발하여야 한

다고 권장한다.

권장 8.3.5 - 전기 자동차의 충전 인프라 구조

시장 전략 이사회(MSB)는 표준 관리 이사회(SMB)는 전기 자동차의 충전 인프라 구조와

전원 케이블의 표준화를 개발하여야 한다고 권장한다.

권장 8.3.6 - 마이크로그리드

마이크로그리드에 관련된 각 분야의 표준화를 위한 시기가 적절하다고 판단하기 때문

에 시장 전략 이사회(MSB)는 신속히 로드맵을 수립해야 한다.


｜ 8.4 기술 목록 ｜

시장 전략 이사회(MSB) 연구원들은 각종 기술들을 명확히 할 필요가 있다는 것을 확인

하였으며, 데이터 수집과 데이터 분석에 대한 토의에 대한 과정이 중요하다는 사실을 알

게 되었다. 아직 해결해야할 많은 문제들이 끝나기만을 기다리고 있으나, 아래에 나열한

리스트는 이전 보다 훨씬 더 우선시 되는 사항으로써 이를 제안하고 있으며 이는 미래에

한발 더 앞서가기 위한 조언이다.

태양에너지

● 태양 기술

● 태양광 발전

● PV:나노소자의 3D 구조의 전지

● 태양열

● 나머지 PV

원자력

● 원자력 발전

● 고효율 차세대 원자력안전

● Extended-license(연장된 인허가) 원자력안전

해양, 수력 그리고 지열

● 파력/Ocean power

● 조력 발전기

● 파력 발전기


● 수력 발전

● 지열 발전

풍력

● 소형 풍력 발전

● 풍력 터빈

● 고출력 풍력 터빈

● 대규모 연안 풍력(송전&저장)

열

● 석탄 가스화

● 복합 발전

● 고효율 석탄 화력 발전

CCS

● 탄소 포집 및 저장 기술(CCS)

● 탄소 포집

● 탄소 저장

연료전지와 열펌프

● 고정형 연료전지, 실용규모

● 고정형 연료전지, 주거용/일반건물 규모

● 고체 산화물 연료전지 (위의 용도와 겹침)

● 융융 탄산염 연료전지 (위의 용도와 겹침)


● 고분자 전해질 연료전지 (위의 용도와 겹침)

● 열펌프

저장

● 전기에너지의 저장

● 고출력 배터리 기술

● 초전도체 코일의 자기 저장장치

● 커패시터

● 플라이휠 에너지 저장장치

● 압축공기 및 전기 저장장치

● 고출력 영구자석 전동기

● 전기자동차(EV)와 플러그인 하이브리드 자동차(PHEV)용 배터리

에너지 송전과 배전

● 초초고압 교류(AC) 송전

● 초고압 직류(DC) 송전

● 새로운 형태의 전도체

● 가스 절연 선로(GIL)

● 대전류용 복합 전도체

● 고온초전도체

● 저전압 DC 공급 장치

그리드

● 마이크로그리드와 분산 시스템


● 그리드 인터페이스

● 스마트그리드

● 냉난방 장치를 내장한 스마트 홈

● 수요 응답

● Volt/VAR 최적화

분야별 접근방법

● 저에너지 소비 일반건물/빌딩 에너지관리 시스템

● 지능형 수송 체계

● LED에 의한 조명

● 효율적인 기기

● 효율적인 사무실용 설비

● 알루미늄 제련소를 위한 비활성 anode

● 자기 저항 전동기

에너지 저감 기술

● 부하 균형

● 고효율 인버터

● 고효율 고조파 필터

● 예비손실 감소

● 자동화 센서 및 제어


● 적응 유무 감지(Adaptive Presence Detection)

● 일기예보

● 전기부품의 재활용

하이레벨 검증

● 예측정비(변압기 등)

● 장비의 교정

관리 및 과정

● 혁신적인 기술의 로드맵

● 에너지 저감 장치 관리

● 백색 가전제품의 Top Runner 방법(JP)

● 교육 및 알림 활동(홍보)

● 각 분야별 에너지 보전 센터


그림 A-1(IEA 세계 에너지 전망 2008 참조)에 에너지를 생산하는 주요 자원들을 나타내었

다. 그림에 나타낸 미래의 예측치는 정부의 정책이 큰 변화 없이 기준 시나리오를 따라갈

경우의 값이다. (참고: IEA 세계 에너지 전망 2009는 다소 낮은 전망치를 나타내었으나, 이는 2009년

경기 침체에 의한 것으로 중요하고 새로운 변수들은 보이지 않았다.)

부록 A

기준 시나리오에 따른 연료 별 세계 주요 에너지 수요

⋮그림 A-1⋮에너지원 (연료) 1980 – 2030 (석유 환산 백만 톤 기준, Mtoe)

Mto

e 6,000

3,000

5,000

2,000

4,000

1,000

0

1980 1990 2000 2010 2020 2030

Oil

Coal

Gas

Biomass

Nuclear

Hydro

Otherrenewables


온실가스 배출 감축에 대한 노력이 없다면, 상황은 더욱 악화될 것이다. 정책의 변화가

없다면, 전 세계 평균 온도 상승치는 6℃에 도달할 것이다. UN IPCC는 이러한 평균 온도

상승의 결과로 “삶의 모든 측면에서의 심각한 변화와 자연 환경의 돌이킬 수 없는 변화가

일어날 것이다.”라고 언급하였다.

부록 B

온실 가스 배출량과 온도 상승에 대한 시나리오

⋮그림 B-1⋮온실가스 배출 감축을 위한 정책 시나리오들

Energy CO2

F-gases

N2O

Methane

Industry CO2

Land use CO2

0

10

20

30

40

50

60

Gig

ato

nn

es

of

CO

2-e

qu

ival

en

t

2005

Reference Scenario 550 Policy Scenario 450 Policy Scenario

2020 2030 2020 2030 2030


IEA 세계 에너지 전망 2008은 550 정책 시나리오(CO2 농도 550 ppm 기준 온실가스 농도가

안정화되는 수준으로 이는 온도상승치가 3℃와 상응)과 450 시나리오(CO2 농도 450 ppm 기준으로

이는 온도상승치가 2℃와 상응)를 통해 변화에 대한 에너지 분야의 노력에 따른 영향을 평가

하였다. 이러한 시나리오들을 그림 B-1에 나타내었다. (IEA 세계 에너지 전망 2009는 550 시

나리오를 생략하였다.)


그림 C-1에 기존 시나리오 대비 CO2 배출량 감축을 위해 이용 가능한 방법들의 효과를

시간 척도로 나타내었다.

부록 C

550과 450 정책 시나리오의 에너지 관련 CO2 배출 감축 방법들

⋮그림 C-1⋮550과 450 정책 시나리오의 이용 가능한 CO2 배출 감축 방법들

550 Policy

Scenario

450 Policy

Scenario

Gig

ato

nn

es 45

40

35

30

25

202005 2015 20252010 2020 2030

Reference Scenario 550 Policy Scenario 450 Policy Scenario

CCS

Nuclear

Renewables & biofuels

Energy Efficiency


그림 D-1에 나타낸 개념들은 발전 시스템, 지역 발전, 가정 발전, 자체 발전소, 송전, 배

전, 응용과 같은 모든 전기 에너지 시스템에 적용될 수 있다. 재생 에너지들에는 태양광,

풍력, 소수력, 지열, 태양열, 열펌프와 대규모 수력발전6이 포함된다.

부록 D

에너지 효율과 CO2 감축의 체계적인 평가

⋮그림 D-1⋮전기 에너지 효율을 측정 및 평가하는 도식

CO2/Energy

ElectricalEnergyEfficiency

Hydroelectric Thermal Nuclear Solar

Industry sector Office sector Residential sector Transpot sector

Generatingelectricity

Transmittingelectricity

Distributingelectricity

(Applications)

6. 4.1 장을 보라, Renewable energies (RE)


단계별 접근방법을 아래에 나타내었고, 3.2절에서 현재 전기 에너지 사슬을 다루었다.

｜ D.1 발전 ｜

CO2 배출량(온실가스 배출량)은 발전 방법에 크게 의존한다. 그러므로 그림 D-1의 흰색

타원부터 순서대로 전기 에너지 효율을 평가하고자 할 때, 발전 방법과 투입 에너지에 관

한 CO2 지표를 정의하는 것이 바람직하다(이 지표는 발전 후 모든 단계에 영향을 미칠 것이다):

발전에서 CO2 지표 = CO2/IE(투입 에너지)

발전의 효율은 CO2와는 별개로 투입 유닛 당 전기량으로 정의한다.

발전의 효율 지표 = GE(발전 에너지)/IE

IEA 보고서에서 증기 발전의 효율을 확인할 수 있다7.

｜ D.2 송전 ｜

송전 효율은 송전 손실에 의해 결정된다.

7. Worldwide Trends in Energy Use and Efficiency, IEA


송전의 효율 지표 = TE(송전 에너지)/IE

｜ D.3 배전 ｜

배전의 효율은 부하 변화를 조절과 그리드 시스템으로부터 최종 사용자까지의 구조 및

그리드 시스템의 관리(스마트 그리드 포함)에 의해 결정된다. 총 손실을 고려하면, 효율은

다음과 같이 정의된다.

배전의 효율 지표 = DE(배전 에너지)/TE

｜D.4 응용 ｜

응용은 본문에 언급된 모든 장에서 적절한 수준으로 상세히 다루어져야 한다(예, 건물/

서비스, 산업). 앞서 언급한 정책의 변화에 따라 최적가용기술(BAT)에 의한 전기 에너지 사

용의 개선 이외에 CO2 배출 감축을 위해 전력화는 더욱 중요하게 인식되어야한다.

D.4.1 산업

산업 영역은 철강, 시멘트, 발전, 화학, 펄프와 제지를 포함한다8. 각각은 다양한 특징적

인 공정을 가지며, 이러한 영역의 개념을 이해하는 것이 전기 에너지 양상을 분석하는데

8. Japan Energy Conservation Handbook 2008, The Energy Conservation Center, Japan


유용하다.

D.4.2 건물: 상업적이고 서비스 중심의 빌딩(예, 사무실)

건물들은 상업적이고 서비스 중심인 건물과 주거 건물로 나누어 생각되어야 한다. 상

업건물의 효율을 증진시키는 두 가지 방법이 있다. 첫 번째는 에어컨, 조명 또는 사무기

기들과 같은 장비들의 효율을 증진시키는 방법이고, 두 번째는 장비의 사용 스케쥴을 조

절하여 관리하는 방법이다.

D.4.3 건물: 주거

주거건물의 효율을 높이는 방법 중 일본의 톱-러너 방법이 널리 알려져 있다. 이는 최

적가용기술을 활용하여 사업자의 장비 효율 증진을 유도하는 방법이다9.

9. “3.7절 건물에서의 전력 사용” 을 보라.


부록 E

복합싸이클 발전

⋮그림 E-1⋮ Tokyo Electric Power 사의 복합싸이클 발전 개략도

■ Configuration of MACC

Combined Cycle generation

Reference: TEPCO


그림 F-1에 3.5절에서 언급한 현장 시험 중에 있는 IGFC 기술의 개략도를 나타내었다.

부록 F

석탄가스화 연료전지 복합발전, IGFC

⋮그림 F-1⋮석탄가스화 연료전지 복합발전 (IGFC)

GasifierCoal

Syngas Cooler

GGH

Slag

condenser

Fuel Cell

HRSC

Rectifier

Filter

AC ST

AC GT

WaterScrubber Limestone Absorber

Gypsum

Stack

MDEARegenerator

WATERTreatment

MDEAAbsorber

Reference: FEPC

COS Converter


주거 및 상업 건물의 에너지 소비량은 전체 소비량의 40% 가량을 차지하며, 향후 10년

내에 에너지 효율 향상을 통해 상당히 많은 양의 절약을 하고자 한다.

특정 국가의 주거 영역은 다양한 형태로 세분화할 수 있다(아파트, 개인 주택, 콘도). 그러

나 그럼 G-1을 통해 전 세계적으로 에너지 사용량과 소비량은 소득과 관련이 있으며, 소

득에 강하게 영향을 받는 것을 알 수 있다. 소득이 증가할수록 전기를 에너지원으로서 더

욱 많이 사용한다.

부록 G

건물 내 소비 에너지 분석

⋮그림 G-1⋮수입과 주거용 에너지 사용량의 관계

Mod

ern

/ Adva

nced

high

Fuel

/ Ener

gy S

ervi

ce

Income

Tra

diti

onal

/ V

ital

low

Note: ICT is information and communication technology.

Lightning Lightning Lightning

Cooking Cooking Cooking

Waterpump

Refrigeration

Basic Appliances

RefrigerationBasic Appliances

ICT

Cooling

Other appliances

Transport Transport

Heating Heating Heating

Electricty

Electricty

Oil

Gas, Electricity, OilBiomass, Kero, LPGBiomass

Candles, batteriesBiomass, Coal

Kero, batteries, elec

Gas, Coal, Oil

Electricity

Diesel,Electricity

From UNEP, Buildings and climate change 2007; source IEA 2002

Oil

Electricity ,Batteries


비 주거 건물들은 사무실, 병원, 대규모 마트, 기차역 등 큰 범위를 포함한다. 이러한 비

주거 건물들 중 일부는 데이터 센터와 같이 전기 사용량이 큰 시설을 포함하기도 한다.

비 주거 건물의 유형에 따른 상대적인 에너지 사용량을 그림 G-2에 나타내었다. ICT 장

비의 사용은 가정과 사무실 모두에서 급격하게 증가하고 있다. 10년 전만 하더라도 ICT

장비들은 주거용 건물에서 거의 사용되지 않았다. 이러한 ICT 장비 사용의 증가에 의해

선진국에서는 대기 전력의 30%에 이르는 연당 1000 kWh의 전기를 사용하고 있다.

에너지 사용량의 분석은 에너지 사용량의 분류 체계를 만들 수 있도록 정보를 제공한다.

그러나 나라 별로 많은 차이가 존재하기 때문에, 그림 G-3에 나타낸 바와 같이, 해당 나라

에서 벤치마킹하여 사용가능하도록 소비 데이터를 가지고 있는 것이 중요하다. 기술의 진

보가 에너지 소비량의 경제적인 측정을 가능하게 할지라도, 이러한 측정은 거의 한 곳에서

이루어지지 않고, 얻을 수 있는 정보는 실제 측정치보다는 추정치라는 한계를 가지고 있다.

생애주기 분석을 통해 건물의 수명에 따른 에너지 효율이 중요함을 알 수 있다(그림

G-4 참조). 에너지 사용의 최적화는 필요한 에너지를 건물의 전체 작동 시간 중 필요한 경

우에만 사용하는 것이 핵심이다.

⋮그림 G-2⋮건물의 유형에 따른 비 주거 건물의 상대적인 에너지 사용량

Sub Sector of Total Area of Total consumption

Retail 24 23

Office24 18 21

Sport Facilities 4 7

Education 20 13

Health Care 11 13

Hotel Restaurants 6 9

Residential Community Buildings 14 10

Transportation Buildings 3 4

Breakdowm of Surface and Energy Consumption

by Subsector of the Non Residential Sector

From UNEP, Buildings and Climates Change 2007; Source Atlas 2006


비 주거 건물의 전기에너지는 총 에너지 사용량의 50% 가량을 차지하며, 가열을 위한

연료 사용을 조절하는 핵심요소이다. 그림 G-5에 미국의 경우를 나타내었고, 그림 G-6

에 프랑스의 경우를 나타내었다.

⋮그림 G-4⋮건물의 생애주기 동안 단계 별 에너지 사용량

Manufacturing, transportand construction, 12%

Use, 84%(heating, ventilation,

hot water & electricity)

Maintenance and renovation, 4%

⋮그림 G-3⋮건물에서 에너지 사용량의 나라별 비교

Residential, Kuwait

Commercial, India

Residential, India

Commercial, USA

Residential, USA

Rural residential, China

Urban residential, China

commercial, Australia

Residential, Australia

commercial, Canada

Residential, Canada

Heating

Cooling

Lighting

Water Heating

Other

From UNEP, Buildings and Climates Change 2007; Source Atlas 2006

Building & Environment, Vol. 32, No. 4, pp. 321-329 (1997)


⋮그림 G-5⋮ 미국의 상업 건물 내 에너지 사용량 분석: 전기는 최종 사용량의 50% 가량을 차지하며, 일차 에너지의

75% 이상을 차지한다.

⋮그림 G-6⋮1973-2005년 간 프랑스 가정 내 유형 별 전기에너지 소비량

B3•Evolution des consommations unitaires par logement

des residences principales(kWH/log, base 100en 1973)

300

250

200

150

100

501975 1980 1985 1990 1995 2000 2005

Electricite′ spe′citique

Cuisson

Eau chaude

Moyenne tous usages

Chauffage


산업에서 프로세스를 분류하는 방법에는 여러 가지 있다. EEE의 개발을 위한 하나의

접근법은 분류를 위한 기준으로 전기에너지를 다른 형태의 에너지로 전환하는 기계를

이용하는 것이다. 분류도의 요약 수준은 프로세스의 목록을 관리할 수 있을 정도로 충분

히 높아야 한다. 그러나 모범 사례를 공식화하거나 실용적인 지침을 줄 정도로 높을 필요

는 없다. 아래 그림에 나타낸 분류 체계는 하나의 예로써, 고체, 액체 및 기체 재료를 작업

하고 전달하기 위한 기계를 배치하는 것이다.

부록 H

물질 처리를 위한 참고 구조물의 예

materialtreatment

workingmachines

solid

conveyingmeans

liquid

pumps

gaseous(mixed)

fans andcompressors

indefiniteshape

plant equipment

well-definedshape

machinery

•hoists & cranes•roller conveyors•belt conveyors•elevators•excavators

•fans•blowers•compressors•air

conditioning

•mixers•stirrers•centrifuges•extruders•autoclaxes•crushers

•positivedisplacementpumps

•kinetic pumps

•cutting machine tools

•formingmachine tools

•rolling mills•printing, textile,

wood, paper•robots

processingapparatus

conveying, dosing,pressure-changing

apparatus

materialtransport


부록 J

원자력 발전 IV

⋮그림 J-2⋮핵에너지 생산을 위한 발전의 추이

Reference: Gen-IV International Forum

Generation ⅠGeneration Ⅱ

Generation Ⅲ

Generation Ⅲ+

Generation Ⅳ

Early PrototypeReactors Commercial Power

Reactors AdvancedLWRs

Gen Ⅲ Gen Ⅲ+

2020200019901980197019601950 20302010

Gen Ⅳ

- Shippingport- Dresden, Fermi Ⅰ- Magnox

- LWR-PWR, BWR- CANDU- AGR

- ABWR- System 80+

EvolusionaryDesigns OfferingImprovedEconomics forNear-TermDeployment

- Highly Economical

- Enhanced Safety

- Minimal Waste

- ProliferationResistant

⋮그림 J-1⋮초임계수-냉각 반응기 (SCWR)

Reference: Gen-IV International Forum

ControlRods

ReactorCore

Reactor

Turbine

Pump

Generator

Heat Sink

Codenser

Supercritical Water

ElectricalPower

Supercritical Water - Cooled Reactor

Gen ⅡGen Ⅰ


부록 K

이산화탄소

포집과 저장

⋮그림 K-1⋮이산화탄소 포집 및 저장을 위한 선택사항

Power Stationwith CO2 Capture

OCEANPipeline

Pipeline

UnminableCoal Beds

Deep SalineAquifier

Reference: IEA Greenhouse Gas R&D Programme

Depleted Oilor Gas Reservoirs


기준 시나리오에서는 표 L-1에 보이는 바와 같이, 전력 생산에 의한 CO2 발생량은

2050년까지 거의 세 배가 된다.

첫 번째 시나리오는 2050년까지 CO2 배출량을 두 배 이하로 제한한다. 표 L-2와 표

L-3은 가능한 개선 방법을 보여준다. 위에서 아래의 순서로, 30%의 최종사용 효율의 증

진, 30%까지 재생에너지/핵에너지의 증가, 9% 에서 7%까지 T&D 손실의 감소, 발전 효

율의 5% 증가를 나타낸다. 각각의 개선 후 새로운 총계(에너지 사용량, CO2 배출량)를 다른

새로운 줄에 표시하였다.

부록 L

CO2 배출 감축량 측정의 민감도 분석

⋮표 L-1⋮기준 시나리오에서 전기 사용량과 CO2 배출량, 2010-2050


CO2 배출량 감축에 있어 에너지 절약 및 최종 사용 효율이 가장 큰 역할을 할 수 있으

며, 재생에너지/핵에너지는 상당한 CO2 배출 감축에 기여할 수 있으나, T&D 손실 감축

및 발전 효율의 증가는 CO2 배출에 작은 기여를 한다.

전력 생산으로부터 CO2 배출량을 감축하기 위해 더욱 공격적인 시나리오가 필요하며,

⋮표 L-2⋮최종 사용 효율 상승의 효과, 30% 재생에너지와 2% T&D 손실 감축, 2030

⋮표 L-3⋮30% 최종소비자 효율 상승/재생에너지와 2% T&D 손실 감축의 효과, 2050


표 L-4에 10% 발전 효율의 증가 및 다른 요소들에 의한 영향을 나타내었다.

최종 사용에 있어 효율의 증가와 에너지 절약이 CO2 배출 감축에 있어 가장 큰 기여를

한다. 40%의 분산형 발전과 50% 재생에너지/핵에너지의 사용은 전력 시스템의 안정화

에 있어 도전적인 목표이다. 10% 발전 효율의 증가는 화석연료를 줄여인다는 관점에서

제한적인 효과를 나타낼 수밖에 없다. CO2의 배출 없이 50%의 전력을 생산하는 비전을

그림 L-5에 나타내었다.

⋮표 L-4⋮40% 최종 사용 효율 상승과 50% 재생에너지 사용, 3% T&D 손실 감축의 효과, 2050

⋮그림 L-5⋮ 2050년까지 50% CO2 청정 발전을 향한 개략도

100%

80%

60%

40%

20%

2010 2020 2030 2040 2050 vision

CO2-free

Fossil-fuel


부록 M

DESERTEC

프로젝트

CSP collector areasfor electricity

World 2005

EU-25 2005

MENA 2005

TRANS-CSP Mix EUMENA 2050

DESERTEC-EUMENA

Concentrating Soalr-ThermalPower Plants

Hydro

Biomass

Geothermal

Photovoltaics

Wind

®

InternationalElectrotechnicalCommission

T +41 22 919 [email protected]

3 rue de Varembé PO Box 131CH-1211 Geneva 20Switzerland

® Registered trademark of the International Electrotechnical Commission. Copyright © IEC, Geneva, Switzerland 2010. IEC

WP

Ener

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halle

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2017

-12(

ko)

ISBN 978-2-8322-3966-7

iec wp energy challenge:2017-02(ko) 에너지 문제에 부합하기 위한 iec… with...

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