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R&D최종보고서

연구과제 상세정보
과제고유번호 201818RDPP-C150498-01
연구사업명 국토교통연구기획사업
연구과제명 2030 에너지 환경 변화 대응 건축, 도시 에너지 최적화 기술 개발
총 연구기간 2018-12-11 ~ 2019-08-10
연구책임자 김종규
당해년도
참여 연구원수
5명 총 연구기간
참여 연구원수
5명
당해년도
연구비
정부 : 96,000,000 원
기업 : 0 원
계 : 96,000,000 원
총연구비 정부 : 96,000,000 원
기업 : 0 원
계 : 96,000,000 원
연구기관명 한국에너지기술연구원
등록 발간번호 -
ISBN -
주요 내용 ○ 기술적 범위
□ 제로에너지/플러스에너지 건물 관련 에너지 최적화 기술 및 정책 분석
- 기 개발된 제로에너지 건물(ZEB) 관련 국내외 기술과 보급 확대를 위한 정책적 지원방식 조사
- 플러스에너지 건물(PEB)을 위해 필요한 기술적 니즈와 에너지의 연계 및 공유를 위한 전략적 필요 사항 조사
- 조사된 관련 내용을 분석하여 국내 여건을 고려한 건물 에너지 최적화 기술개발 방향 제시

□ 제로에너지/플러스에너지 도시 관련 에너지 최적화 기술 분석
- 건물/도시(또는 지역 단위) 신재생에너지 이용률 극대화(Renewable Energy 100 City 지향) 및 에너지 최적화를 위한 기본설계와 효과 분석
- 건물 간 에너지 연계/공유를 위한 에너지 네트워크 시스템 기본설계와 통합 효율 극대화를 위한 운전제어 관리 기술 분석
- 건물 간 에너지 거래를 위한 IoT/AI 기반의 도시 단위 통합 에너지관리 플랫폼 기술 분석
- 스마트 시티를 구성하는 타 요소기술들과 에너지관리 플랫폼과의 연계방안 조사
- 기존 도시 및 스마트시티의 제로에너지와 관련된 국내외 기술과 보급 확대를 위한 정책적 지원방안 조사

□ 신재생 및 미활용 에너지의 효과적 융복합 이용을 위한 최적 운용 기술 분석
- 기 개발된 신재생 및 미활용 에너지설비의 효율적 융복합 이용방안 분석
- 도시 내 건물 및 수송 에너지 공급을 위해 신재생 및 미활용 에너지 융복합 이용을 통한 열/전기/수소 통합 시스템 구축 및 운용방안 분석
- 제로에너지 커뮤니티를 지향하는 건물 및 도시 단위 에너지 최적화 모형/툴 및 비즈니스 모델 개발기술 분석

○ 전략적 범위
□ 본 사업의 기술개발 및 실증연구 로드맵과 함께, 건물 및 도시 에너지 분야 중장기 기술/정책 로드맵 수립
- 기존도시 개량 및 시범도시 건설 등 실증단지 구축방안 포함
- 국내 건물 및 도시 에너지 최적화 분야 전문가 pool 구축을 통한 로드맵 작성
- 국제공동연구 또는 국제전문가 자문단 조직 등 글로벌 협력방안 도출을 위한 기초자료 조사

□ 본 사업의 추진전략 및 관계 부처와의 협력방안 등 수립
- 국토부는 물론 산업부, 과기부, 환경부 등 관련 부처의 에너지정책 지향점을 분석하여 부처 협력방안 도출
- 각 부처의 건물 및 도시 에너지 관련 정책수립을 지원

[최종목표]
건물 및 도시 에너지 최적화를 위하여 제로에너지/플러스에너지 건물을 기반으로 전기·열·연료로 연계된 도시 에너지 네트워크 모델을 도출하여 2030 에너지 환경변화에 능동적으로 대응

○ 최종 연구성과
□ 제로에너지건물/도시를 위한 에너지 네트워크 설계 및 구축계획안
- 제로에너지건물/도시의 시범적 구축을 위한 에너지네트워크 기본설계안 제시

□ 제로에너지건물/도시를 위한 에너지 네트워크 실증 결과분석 및 개선안
- 도시 단위 통합 에너지 최적화를 위한 에너지네트워크 운용관리시스템을 구축하고 실증하여 개선안 제시

□ 도시단위 에너지 최적화 기술 확산을 위한 비즈니스 모델
- 제로에너지 커뮤니티를 지향하는 건물 및 도시 단위 에너지 최적화 모델과 이를 바탕으로 한 비즈니스 모델 및 지원정책안 제시

[연구내용 및 범위]
사전기획연구 결과에 따른 본연구의 연구내용 및 범위

□ 제로에너지/플러스에너지 건물 구축
- 기존 또는 필요 기술 개발을 통해 제로에너지 및 플러스에너지 건물의 시범적 구축(필요 시 기존 건물의 성능개선(retrofit))
- 건물 에너지부하 최소화를 위한 다양한 기술의 적용과 시뮬레이션 및 실증연구를 통한 기술별 효과분석
- 스마트 시티 관제 시스템과 연계되는 BEMS 구축

□ 제로에너지/플러스에너지 도시를 위한 에너지 네트워크 설계 및 구축
- 기존 도시를 대상으로 GIS 기반 건물 및 도시 에너지 모델링과 이를 바탕으로 하는 visualization 및 성능개선(retrofit) 안 도출
- 스마트 그리드 인프라에 전기 및 열 에너지를 mix하는 에너지 최적화 설계 및 관리 시스템 개발 적용
- 기 구축된 제로에너지/플러스에너지 건물을 포함하는 다양한 수준과 형태의 에너지 네트워크 기본설계
- 신재생 및 미활용 에너지 융복합 이용을 통한 분산형 친환경에너지 공급 시스템 구축과 최적 운용을 위한 제어시스템 개발 적용
- 열/전기에너지 부하의 원활한 대응 및 CHP(Combined Heat & Power, 연료전지 포함)의 효과적 운용을 위한 허브 시스템(TES/EES) 설계 및 구축

□ 제로에너지/플러스에너지 도시의 에너지 네트워크 실증연구 및 분석
- 도시 단위 통합 에너지 최적화를 지원하는 에너지 네트워크 운용관리 시스템 구축
- 건물 간 에너지의 연계 및 공유를 지원할 수 있는 IoT/빅데이터/AI 기반의 플랫폼 구현
- 에너지 네트워크를 통한 건물 간 에너지 거래 서비스 실현
- 스마트 transport에 필요한 수소/전기 충전소 운용과 에너지 네트워크와의 연계
- 중장기 실증운전을 통한 다양한 수준의 에너지 모니터링과 결과분석을 통해 개선방안 도출 및 적용
- 스마트 시티 구성 시 타 요소기술과의 연계성 확보

□ 도시 단위 에너지 최적화 기술 확산을 위한 비즈니스 모델 개발
- 제로에너지 커뮤니티를 지향하는 건물 및 도시 단위 에너지 최적화 모델과 이를 바탕으로 한 비즈니스 모델 및 지원정책안 제시
- 적용 현장에 적합한 복수의 상업화 비즈니스 모델 제시
- 스마트 power grid, 스마트 place, 스마트 transport, 스마트 renewable, 스마트 elec. service 등 스마트 에너지그리드 관련 서비스 모델 실증 및 보완
색인어 한글 스마트시티 제로에너지 플러스에너지 네트워크
영문 Smart City zero-energy plus-energy network
최종보고서 부록1_전문가.pdf 부록2_지자체.pdf 부록3_분야별 수행과제 현황.pdf 최종보고서(0927).pdf
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