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과제기본정보

저탄소 에너지효율화 기술 기반 에너지공유 커뮤니티 구축 기술 개발4년차

사업개요
사업개요에 대한 사업명, 분류코드(기술분류), 과제명, 주관연구기관, 총괄연구 책임자(성명, 소속, 전화번호), 총 연구기간, 당해연도 연구기간 정보제공
사업명 저탄소 에너지 고효율 건축기술 개발 과제번호 22PIYR-C153277-04
국가과학표준분류 1순위 건설 교통 | 건설 환경설비 기술 | 건축 도시환경 시스템 정보화기술 적용분야 건설업
2순위 에너지 자원 | 송-배전계통 | 수요예측 관리기술 실용화대상여부 실용화
3순위 None | None | None 과제유형 응용
과제명 저탄소 에너지효율화 기술 기반 에너지공유 커뮤니티 구축 기술 개발
주관연구기관 한국에너지기술연구원
총괄연구 책임자 성명 김종규
소속 한국에너지기술연구원 직위 실장
전화번호 042-860-3114 FAX 042-860-3202
총 연구기간 2019-05-28 ~ 2023-12-31
당해연도 연구기간 2022-01-01 ~ 2022-12-31

(단위:원)

년도별 정부출연금, 기업부담금, 계 정보제공
년도 정부출연금 기업부담금
현금 현물 소계
4차년도 7,027,000,000 124,700,000 822,300,000 947,000,000 7,974,000,000
과제기본정보의 연구개발개요, 최종목표, 연구내용 및 범위 정보제공
연구개발개요 ○ 국가 건물부문 온실가스 감축 및 건축물 에너지 절감을 위해 기존 건축물 제로에너지化 기술 마이크로그리드 기술을 적용한 최적 에너지 공유형 커뮤니티를 Cloud SHARE(Smart, Humanity, AICBM, Renewable Energy, Efficiency) Community로 정의함
○ 에너지 패러다임 전환, 분산발전 확대 등의 에너지관련 국정과제와 주요국 제로 에너지 빌딩 의무화 기존건축물 대상 저탄소 에너지 효율 확산
○ 국가 스마트시티 실증도시 및 시범도시가 선정되는 등 시장 확대에 대응할 수 있는 핵심기술 확보가 요구됨
○ Cloud SHARE* Community는 첨단 미래에너지 혜택을 누리고, 스마트에너지 서비스를 통해 건강한 삶과 즐거운 문화를 누리는 행복한 커뮤니티임
*SHARE, S : Smart, H : Humanity, A : AICBM, R : Renewable Energy, E : Efficiency
? 에너지공유 커뮤니티 계획, 설계를 위한 기반 기술 개발 (1세세부)
? 커뮤니티 내 에너지 연계 및 공유/거래 최적화 기술 개발 (2세세부)
? 에너지 인프라 연계 에너지공유 플랫폼 구성 기술 개발 (3세세부)
? 실증단지 구축 및 리빙랩 실증 (4세세부)
최종목표 ○ 국가 건물부문 온실가스 감축 및 건축물 에너지 절감을 위해 기존 건축물 제로에너지화 기술 및 마이크로그리드 기술을 적용한 최적 에너지 공유형 커뮤니티 및 도시 생태계 조성
○ 에너지 공유 커뮤니티 구축 : 커뮤니티 또는 도시 내 에너지 사용량 60% 감소를 위한 최적 에너지 연계 및 에너지 플랫폼 운영관리 기술 개발
○ 맞춤형 리모델링 기술 : 기존 건축물 제로에너지화 및 리모델링 공사비용 최대 30% 절감을 위한 수요 맞춤형 그린 리모델링 패키지기술 개발
○ 실증단지 구축 : 에너지 공유 생태계 조성이 가능한 규제샌드박스가 설치된, 시마트시티 실증도시(시흥시) 및 스마트시티 국가 시범도시(부산 EDC )를 대상으로 2개소의 커뮤니티 및 도시 통합실증과 조기 사업화
○ 리빙랩 실증 : 대국민 수용성 제고와 다양한 Biz. Model 개발
- 에너지 리빙랩 : 시흥시 코인 연계, 에너지 크래딧 등을 활용한 에너지 복지 생태계 조성
- 에너지 효율화 및 리모델링 패키지 기술 개발을 통합한 Cloud SHARE(Share, Humanity, Air, Rene
-wable Energy, Efficiency) Platform 기술 및 Biz. Model 개발
연구내용 및 범위 ? 에너지공유 커뮤니티 계획, 설계를 위한 기반 기술 개발 (1세세부)
- 커뮤니티 內 대상 건축물 유형별(용도/연도/지역 등) 에너지부하 패턴 및 에너지 밸런스 분석 기술 개발
- 커뮤니티 內 대상 건축물 유형별(용도/연도/지역 등) 및 규모, 상주 인원, 용적율 등 연계 최적 에너지소요량 예측 기술 개발
- 커뮤니티 內 신재생에너지연계 기술, 에너지 생산/저장/사용량 모니터링 및 제어 등 통합 에너지관리 네트워크 기술 개발
- 커뮤니티 에너지 분석을 위한 설계 데이터베이스 구축
- 커뮤니티 內 대상 건축물 유형별(용도/연도/지역 등) 에너지공유 목적 성능 기준 및 지침서, 가이드라인 개발
- 지구단위계획, 커뮤니티계획 등에서 활용할 수 있는 에너지 공유 유형별 에너지공유 커뮤니티 계획, 설계 기술 및 가이드라인 개발
- 에너지공유 커뮤니티 구축 및 활성화를 위한 도시계획 및 관리, 지구단위계획 등 법령·제도개선안 발굴, 정책제안
? 커뮤니티 내 에너지 연계 및 공유/거래 최적화 기술 개발 (2세세부)
- 커뮤니티 내 에너지공유 및 거래가 가능한 복합에너지 시스템 개발
- 신재생에너지와 에너지원(전력 및 열공급 계통 등) 시스템과 복합에너지 시스템의 연계 기술 개발
- 에너지 저장장치와 연계된 복합에너지 시스템 개발
- 복합에너지 시스템의 효율개선과 에너지공유를 고려한 최적운용기술 개발
- 피크부하 관리를 위한 복합전력 및 열에너지 시스템 개발
- 인공심층신경만 강화학습을 통한 ESS 최적운용 알고리즘 개발
- 커뮤니티 최적 에너지 믹스 의사결정지원 시스템 개발
? 에너지 인프라 연계 에너지공유 플랫폼 구성 기술 개발 (3세세부)
- 에너지 인프라 연계 에너지공유 플랫폼 구성 기술 개발
- 에너지공유 플랫폼 운영·관리시스템 및 가이드라인 개발
- 에너지공유 플랫폼 기반 에너지공유 비즈니스모델 및 에너지 거래시스템 비즈니스모델 개발
- 에너지공유 플랫폼 관리주체,운영비 등을 포함한 경제성 분석 방안 개발
- 에너지공유 보급모델 활성화를 위한 관련 정책·제도·규제 등 제·개정(안) 개발
? 실증단지 구축 및 리빙랩 실증 (4세세부)
- 규제샌드박스가 설치된 스마트시티 실증도시 및 시범도시(시흥시, 부산 EDC)를 대상으로 에너지
공유 커뮤니티 보급모델 활성화를 위한, 통합실증단지 구축 및 전기/열 에너지통합 공급 SPC 사업
과 연계한 에너지 공유 커뮤니티 사업화 실증
- 에너지공유 플랫폼 기반 에너지 공유/거래 비즈니스모델 개발 및 시장 운영 가이드라인 확보
- 에너지 공유/거래 사업의 관리주체, 구축비용, 설비운영비, 금융조건, 에너지 거래/공유 가격 및 효과분석(경제적/사회적 편익 등)을 고려한 사업타당성 분석 방안 수립(초기비용 및 생애주기비용 등)
- 에너지공유 보급모델 활성화를 위한 관련 정책·제도·규제 등 제·개정(안) 개발
<1세세부 : 에너지공유 커뮤니티 계획, 설계를 위한 기반 기술 개발>
○ 기존 건축물 유형별 에너지부하 패턴 및 에너지밸런스 분석 기술 보고서 1건
○ 기존 건축물 유형별, 규모별 연계 커뮤니티 에너지소요량 예측 및 분석 툴 1식
○ 커뮤니티 내 통합 에너지관리 네트워크 기술 검토 보고서 1건
○ 커뮤니티 에너지 최적 설계지원 데이터베이스 구축 1식
○ 기존 건축물 유형별 에너지공유 성능 기준 및 지침서, 가이드라인 제안 2건
<2세세부 : 커뮤니티 내 에너지 연계 및 공유/거래 최적화 기술 개발>
○ 커뮤니티 내 복합에너지 시스템 설계안 도출 보고서 1건
○ 에너지원 시스템 연계 및 효율개선 기술 검토 보고서 1건
○ 실증사이트 대상 복합에너지 시스템과 연계한 에너지 저장장치 활용 최적설계 제안 2건
○ 커뮤니티 내 피크부하 관리 및 연계기술 검토 보고서 1건
<3세세부 : 에너지 인프라 연계 에너지공유 플랫폼 구성 기술 개발>
○ 에너지원 별 데이터 측정 및 수집을 위한 에너지통합검침 인터페이스 개발 1건
○ 빅데이터 및 블록체인 기반 에너지 마켓플레이스, 정산시스템 프로그램 개발 1건
○ Anonymity-centric 블록체인 기술 기반 사용자 데이터 익명화 방안 수립 보고서 1건
○ 에너지공유 커뮤니티 플랫폼 구성 어플리케이션 및 Biz. Process 설계서 1식
○ 에너지거래/공유플랫폼 S/W 2식
○ 사용자 가이드라인 및 사업자 운영 단계별 지침 도출 제안서 1건
○ 에너지공유플랫폼 운영/관리시스템 2건
<4세세부 : 실증단지 구축 및 리빙랩 실증>
○ 실증 사이트 구축(커뮤니티) 2건 및 TOC 구축 1건
○ 실증 사이트 운영데이터 기반의 사업화 모델 제안 6건 (EV 충방전, 에너지거래, M/G 운영사업 등)
○ 리모델링 건축물 시공공정별 결과보고서 1건 및 모니터링 결과 분석 보고서 1건
○ 에너지 공유 플랫폼 기반 에너지공유/거래 평가 체계 제안 보고서 1건
건설기술연구개발사업 주요내용
건설기술연구개발사업 주요내용의 구분, 연구개발목표, 연구개발 내용 및 방법 정보제공
구분 연구개발목표 연구개발 내용 및 방법
4차년도 - 에너지공유 커뮤니티 계획, 설계를 위한 기반 기술 개발
- 신재생에너지와 연계한 복합에너지 시스템 구성안 도출
- 에너지공유 플랫폼 구성 기술/가이드라인 개발 및 관련 시장/기술 조사
- 국내외 관련 기술 조사 및 실증단지 구축 방안/수립
? 커뮤니티 內 건축물 유형별 에너지부하 패턴 및 에너지 밸런스 분석 기술 기초연구
- 국내외 사례를 통한 커뮤니티 에너지부하 패턴 등 현황 분석
- 국내외 건축물 에너지부하패턴 및 에너지밸런스 분석 기법 조사
- 실증대상 건축물 유형별 에너지부하 프로파일 구축
? 커뮤니티 內 건축물 유형별 규모, 상주인원 등 연계 최적 에너지소요량 예측 기술 연구
- 에너지부하 프로파일 DB를 바탕으로 에너지소요량 분석(실증 site 등 연계)
? 신재생에너지와 에너지원(전력, 열공급 계통 등) 연계 기술 및 복합에너지 시스템 개념설계
- 실증 커뮤니티 내 구축 가능한 (전기/열)신재생에너지 설비의 용량 산정
- 신재생에너지와 에너지원(전력 및 열공급 계통 등) 시스템과의 연계 기술 사례분석
- 복합전력 및 복합열에너지 시스템 구성안을 도출하고 통합된 개념설계 완성
? 에너지 생산 및 소비량 분석과 예측모델 기법 조사
- 국내외 관련 자료 분석 및 건물용도 별 구성 비율에 따른 전력/열에너지 부하 분석
- 수집된 데이터를 이용하여, 개별 건물에서의 에너지 소비량과 패턴 예측모델 조사
? 에너지 인프라 연계 에너지공유 플랫폼 구성 기술 개발
- 에너지공유 커뮤니티를 위한 빅데이터 및 블록체인 인프라 구축
- 에너지원 별 데이터 측정 및 수집을 위한 에너지통합검침 인터페이스 개발
? 에너지공유 플랫폼 운영·관리시스템 및 가이드라인 개발
- 에너지 유형별 데이터 인터페이스 가이드라인 제시
- 에너지공유 커뮤니티 플랫폼 구성 어플리케이션 및 비즈니스 프로세스 설계
? 국내외 에너지공유 플랫폼 기반 에너지공유/거래 사업모델 및 기술 조사
- 국내외 커뮤니티 규모 또는 도시 규모 플랫폼 에너지공유/거래 사례 조사
- 플랫폼 기반 에너지공유/거래 기술 조사 및 검토
- 에너지공유/거래에 관련된 국내외 관련 법/제도 조사 및 시장 현황 분석
? 국내외 관련 기술 및 시장 조사
- 재생에너지 활용 공유형 커뮤니티 적용사례 조사
- 전기차 및 V2G 관련 법/제도, 시장 조사
- 커뮤니티 단위 에너지공유/거래 시장현황 및 관련 법/제도 분석
- 국내외 건축물 성능 관련 주요 제도 및 부동산 가치와 연계한 연구사례 조사
? 실증단지 분석 및 평가 체계 수립
- 커뮤니티 內 대상 건축물 현황(신축, 리모델링) 분석 및 성능목표 설정
- 고효율/ 저에너지 커뮤니티 및 건축물 에너지효율화 고려한 부동산 가치평가의 이론적 고찰
- 실증단지 적용 가능한 재생에너지 검토 및 용량 산정
- 사업대상지 기본 설계안 검토 및 사업 컨셉 도출
연구성과 기술적 기대성과 - (에너지공유가 가능한 물리적 기반 구축) 신재생에너지 기반 분산에너지원과 에너지원 계통을 연계하여 커뮤니티 內 부하 수요에 능동적으로 대응할 수 있는 복합에너지 시스템의 설계 및 운용 기술 확보
- (지속가능한 스마트 프로슈밍 시티 구현) 신축/기축 건물로 구성된 시마트 시티에서 에너지 프로슈머 간 양방향 에너지공유 또는 거래를 실현할 수 있는 세계기술 선도 수준의 통합에너지 시스템 최적설계 및 효율적 운용관리 기술 확보
- (에너지 자립형 스마트 시티 구현) 에너지공유 커뮤니티 운영으로 에너지효율과 에너지비용이 우수한 에너지 자립형 스마트 시티 구현
- (에너지공유플랫폼 기반의 양방향 에너지거래/운영 및 평가 기술 확보) 전기/열에너지의 최적 생산과 수급과 함께 경제성을 동시에 고려하는 통합에너지공유플랫폼을 개발함으로써 기존에 비효율적으로 운영되는 신재생/미활용에너지 및 커뮤니티 단위의 다양한 분산자원의 최적운영 및 정량적 평가를 통한 합리적 거래를 지원하는 기술 확보 가능
- (에너지공유기반 거래 기술) 전력 또는 열에너지의 서로 다른 가치를 환산(암호화폐 활용)하여 에너지 프로슈머 간 양방향 에너지공유 또는 거래를 실현하는 기술 확보
사회 경제적 파급효과 - (에너지 신산업 창출) 기존 일방향 중앙공급방식에서, 새로운 에너지 시장(수요관리/생산/공급) 창출과 관련한 신산업 활성화 및 고용인력 증대
- (에너지 신산업 고도화) 기존 정부 정책 주도 중심에서 적극적인 신재생에너지 이용 확대에 따른 다양한 형태의 에너지 SPC사업 창출로 에너지 산업의 고도화 촉진
- (스마트 시티 활성화 촉진) 에너지 효율 극대화에 따라 다양한 규모, 형태, 용도에 따른 스마트 시티 건설 촉진
- (스마트 시티 건설비 절감) 스마트 시티 계획, 설계, 시공 및 에너지운용 등 전과정에 대한 통합관리로 초기 건설비(패시브, 액티브. 신재생에너지 등) 절감효과 기대
- (효율적/경제적 운영을 바탕으로 한 새로운 에너지 생태계 조성) 에너지의 질적 수요관리 측면에서의 효과적인 에너지 운영이 가능해지면서, 커뮤니티/도시 단위 종합에너지 이용효율의 극대화가 가능해지므로 신재생에너지원 보급 활성화에 기여가 가능. 또한, 경제성 확보가 가능한 신재생 및 미활용에너지 기반의 다수의 분산에너지원 사업자가 커뮤니티/도시 내에서 에너지공유가 가능한 양방향 에너지거래 시장 활성화로 인한 새로운 에너지 시장 창출 및 사업자 출현을 통한 관련 산업 확대에 따른 고용인력 증대에 기여
- (에너지공유기반 시장 생태계 조성) 복합에너지원의 생산량, 사용량 인증에 의한 에너지 커뮤니티 참여자 또는 커뮤니티간의 거래를 구현하는 기술 확보. 전력 또는 열에너지의 서로 다른 가치를 환산하여 에너지 프로슈머 간 양방향 에너지공유 또는 거래를 실현하는 기술 확보
활용방안 ○ 에너지 수요패턴이 상이한 다양한 건축물로 구성된 커뮤니티를 대상으로, 에너지효율화 및 CO2 저감을 위한 에너지 믹스기반의 복합에너지 시스템 구현을 통한 제로에너지 공유 커뮤니티 조성
○ 커뮤니티 내 건축물의 정량적인 성능수준 및 거주 쾌적성 향상과 에너지 공유, 거래 등을 통한 새로운 에너지 복지 생태계 조성과 이를 통한 신사업 발굴
○ 국내 건축물 중 98%를 차지하는 10층 이하의 롱테일 마켓과 스마트시티 에너지 효율화 사업연계를 통한 지속발전 가능한 저탄소 에너지 효율화 사회구현
핵심어
핵심어의 구분, 핵심어, 핵심어1~핵심어5 정보제공
핵심어 핵심어1 핵심어2 핵심어3 핵심어4 핵심어5
국문 에너지공유 커뮤니티 클라우드 플랫폼 저탄소/고효율 리빙랩 제로에너지
영문 Energy Share community Cloud Platform Low Carbon/High Efficiency Living Lab Zero Energy
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