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과제기본정보

기후위기 대응 탄소중립 시대를 위한 도시 그린인프라의 탄소흡수 증대 및 물·열순환 개선 평가 기술 개발1년차

사업개요
사업개요에 대한 사업명, 분류코드(기술분류), 과제명, 주관연구기관, 총괄연구 책임자(성명, 소속, 전화번호), 총 연구기간, 당해연도 연구기간 정보제공
사업명 국토교통기술촉진연구사업 과제번호 21CTAP-C163540-01
국가과학표준분류 1순위 원자력 | None | None 적용분야 환경
2순위 원자력 | None | None 실용화대상여부 비실용화
3순위 원자력 | None | None 과제유형 응용
과제명 기후위기 대응 탄소중립 시대를 위한 도시 그린인프라의 탄소흡수 증대 및 물·열순환 개선 평가 기술 개발
주관연구기관 연세대학교 산학협력단
총괄연구 책임자 성명 김연주
소속 연세대학교 산학협력단 직위 -
전화번호 2123-2444 FAX 365-4354
총 연구기간 2021-04-01 ~ 2022-12-31
당해연도 연구기간 2021-04-01 ~ 2021-12-31

(단위:원)

년도별 정부출연금, 기업부담금, 계 정보제공
년도 정부출연금 기업부담금
현금 현물 소계
1차년도 160,000,000 0 0 0 160,000,000
과제기본정보의 연구개발개요, 최종목표, 연구내용 및 범위 정보제공
연구개발개요 기후위기 대응 탄소중립 시대와 그린인프라의 역할이 중요해지면서 그린인프라의 탄소, 물, 열 순환 영향의 연계 평가, 미래 기후 및 도시 그린인프라 효과의 불확실성을 고려한 의사결정 기술 개발이 요구됨. 따라서, 본 연구개발은 기후위기 대응 탄소중립 시대를 대비한 도시 그린인프라의 탄소흡수 증대 및 물·열순환 개선 평가 기술 개발을 최종 목표로 함. 주관연구기관은 도시 그린인프라의 탄소흡수 증대 및 물·열순환 개선 효과의 연계 평가 기술 개발을 목표로, 공동연구기관은 기후 및 도시 그린인프라 시나리오 불확실성 고려한 연계 평가 결과 기반 의사결정 기술 개발을 목표로 함

본 연구과제는 그간 개별적으로 상이한 시간규모로 평가되어온 그린인프라의 탄소흡수 증대와 물·열순환 개선 효과를 통합 평가하기 위해 물리기반 지면기후모델-자료기반 AI기법 연계 모델링 기술을 개발하고, 기후 및 그린인프라 시나리오에 대한 모델링을 통해 그린인프라 효과의 불확실성을 분석하고 시나리오의 우선순위를 의사결정에 반영할 수 있는 기술을 개발하는 창의적이고 혁신적인 기반 기술 연구임. 이를 기반으로 한 논문은 최상위 저널에 출간될 수 있는 선도적인 우수 연구 실적이 될 수 있음

본 연구과제의 결과물인 기후 및 그린인프라 시나리오에 따른 통합, 연계 모델링 결과 및 의사결정 기술 개발에 따른 로버스트 정책안 등은 2050년 탄소중립을 준비하는 정부의 국토계획, 도시공간계획, 환경계획, 기후변화 대응대책 등에 기반 자료를 제공하는 기술로서 시의성이 매우 높음

본 연구과제는 기존의 그린인프라의 물·열순환 및 대기질 개선 효과 정량화에 제한적으로 적용되던 모델링 방법론을 탄소 흡수량 증대 효과에 확대 적용하고 평가할 뿐 아니라 이를 기반으로 기후변화 불확실성 고려 로버스트 정책을 제시하는 연구로 기후위기, 탄소중립 시대 대응을 위한 과학기술적 근거자료를 제공할 수 있는 기술을 제공할 수 있음
최종목표 본 연구개발은 기후위기 대응 탄소중립 시대를 대비한 도시 그린인프라의 탄소흡수 증대 및 물·열순환 개선 평가 기술 개발을 최종 목표로 함
[주관연구기관]은 도시 그린인프라의 탄소흡수 증대 및 물·열순환 개선 효과의 연계 평가 기술 개발을 목표로 함
- 물리기반 지면생태/도시기후 모델-자료기반 AI기법 연계 모델 개발 및 구축, 미래 기후 및 도시 그린인프라 시나리오별 탄소흡수 증대 및 물·열순환 개선 등 다중 효과 평가의 세부 목표를 포함함
[공동연구기관]은 기후 및 도시 그린인프라 시나리오 불확실성 고려한 연계 평가 결과 기반 의사결정 기술 개발을 목표로 함
-도시 그린인프라 시나리오 생성과 미래 기후 및 도시 그린인프라 효과의 불확실성을 고려한 시나리오 우선순위 결정의 세부 목표를 포함함
연구내용 및 범위 연차별 주요 내용은 다음과 같음

1차년도 연구내용은 다음과 같이 구성됨
[주관] 물리기반 지면생태/도시기후 모델-자료기반 AI기법 연계 모델 개발 및 구축
- 도시 그린인프라별 특성 및 모델 적용성 검토
- 도시 그린인프라 적용을 위한 모델 개발
- 도시 그린인프라 적용을 위한 모델 구축
[공동] 미래 기후 시나리오 생성 및 불확실성을 고려한 의사결정 기술 개발
- 미래 기후 시나리오 생성
- 미래 기후 및 도시 그린인프라 효과의 불확실성을 고려한 우선순위 결정 기법의 개발

2차년도 연구내용은 다음과 같이 구성됨
[주관] 미래 기후 및 도시 그린인프라 시나리오별 탄소흡수 증대 및 물·열순환 개선 등 다중 효과 평가
- 시범 적용 도시 대상 구축 모델의 탄소·물·열순환 검증
- 기후 및 도시 그린인프라 시나리오별 모델 구동
- 기후 및 도시 그린인프라 시나리오별 모델 결과 분석
[공동] 도시 그린인프라 시나리오 생성과 미래 기후 및 도시 그린인프라 효과의 불확실성을 고려한 시나리오 우선순위 결정
- 도시 그린인프라 미래 시나리오 생성
- 미래 기후 및 도시 그린인프라 효과의 불확실성을 고려한 시나리오 우선순위 결정

주요 내용의 기관 간 연계는 다음과 같음
[주관연구기관]은 기후 및 도시 기후인프라 시나리오에 따른 탄소흡수 증대 및 물·열순환 개선 효과의 정량화를 위한 신기술, 즉, 물리기반 지면생태/도시기후 모델-자료기반 AI기법 융합 모델을 개발하고 이를 활용하여 시나리오별, 다중 시공간 규모에 대한 탄소·물·열순환 변화 앙상블 결과를 제시함. 앙상블 결과는 공동연구기관에서 불확실성을 정량화하고 시나리오 우선순위를 제시하는데 활용됨
[공동연구기관]은 미래 기후시나리오인 RCP 및 SSP의 여러 시나리오에 대한 기상앙상블 및 도시 그린인프라 시나리오를 생성하여 주관기관에 제공하고, 그린인프라 효과 앙상블 결과를 주관기관으로부터 제공받아 미래 기후 및 도시 그린인프라 효과의 불확실성을 고려한 우선순위 결정 기법을 개발하고 이를 적용하여 우선순위를 결정함

연구개발의 최종성과물은 아래와 같음
[주관]
- 물리기반 지면생태/도시기후 모델-자료기반 AI기법 연계 모델 기술
- 미래 기후 및 도시 그린인프라 시나리오 별 과거 탄소, 물, 열순환 평가 결과
[공동]
- 미래 기후 및 도시 그린인프라 시나리오 생성
- 미래 기후 및 도시 그린인프라 효과의 불확실성을 고려한 시나리오 우선순위 결정
건설기술연구개발사업 주요내용
건설기술연구개발사업 주요내용의 구분, 연구개발목표, 연구개발 내용 및 방법 정보제공
구분 연구개발목표 연구개발 내용 및 방법
1차년도 [주관] 물리기반 지면생태/도시기후 모델-자료기반 AI기법 연계 모델 개발 및 구축

[공동] 미래 기후 시나리오 생성 및 불확실성을 고려한 의사결정 기술 개발
[주관] 물리기반 지면생태/도시기후 모델-자료기반 AI기법 연계 모델 개발 및 구축
- 도시 그린인프라별 특성 및 모델 적용성 검토
- 도시 그린인프라 적용을 위한 모델 개발
- 도시 그린인프라 적용을 위한 모델 구축

[공동] 미래 기후 시나리오 생성 및 불확실성을 고려한 의사결정 기술 개발
- 미래 기후 시나리오 생성
- 미래 기후 및 도시 그린인프라 효과의 불확실성을 고려한 우선순위 결정 기법의 개발
연구성과 기술적 기대성과 - 국토의 지속가능한 개발을 위해 자연에서 발생하는 탄소, 물, 열 순환 개념을 고려할 수 있는 기술을 마련함
- 도시재생 및 재개발에서 탄소중립, 물 및 열 순환을 반영할 수 있는 기술적 토대를 제공함
- 불확실한 미래 기후와 도시 그린인프라 시설의 불확실한 효과를 고려해서 가장 효과적인 전략을 수립할 수 있는 기술적인 토대를 마련함
- 향후 우리나라 전체에 대한 탄소, 물, 열 순환에 대한 상세 정보시스템을 구축할 수 있는 토대가 됨
사회 경제적 파급효과 - 탄소중립시대를 위해 도시 그린인프라 시설의 역할을 정량적으로 규명하므로 향후 도시재생, 재개발 등에 적극적으로 활용될 수 있음
- 불확실한 미래 기후변화를 대비하여 가장 안정적인 전략을 수립하는 방안을 제시함
- 탄소중립시대를 준비하기 위한 막대한 비용 중 도시 그린인프라 건설로 인해 탄소흡수가 가능하므로 탄소중립을 달성하는데 소요되는 비용을 절감시킬 수 있음
- 불확실한 미래 기후 및 도시 그린인프라의 효과를 고려하여 가장 안정적인 효과를 보이는 전략을 선택함으로서 정책실패로 인한 비용을 최소화할 수 있음
활용방안 - 탄소중립을 위한 그린뉴딜 정책 수립에 활용: 기후변화를 넘어서서 기후위기(climate crisis)에 직면하여 선진국들은 지속가능한 성장을 위해 탄소중립을 핵심목표로 설정하고 있음. 본 연구는 탄소중립을 달성하기 위해 자연적으로 탄소를 흡수하는 그린인프라를 도시계획에 반영하기 위한 정략적인 효과분석 결과를 제공함
- 국토종합계획 수립에 활용: 지속가능한 국토계획을 수립하기 위해서는 물 순환, 열 순환, 탄소 순환 등을 포함한 다양한 측면의 생태계 서비스(도시 그린인프라 포함)에 대한 고려가 필요함. 미래 국토종합계획에서 도시 그린인프라의 탄소흡수 증대, 물 및 열순환 개선을 정량적으로 분석할 수 있는 본 연구의 기술이 활용될 수 있음
- 물관리기본계획 수립에 활용: 도시의 불투수면적을 관리해서 홍수피해저감을 유도하기 위한 물순환의 핵심은 도심 지역내 그린인프라이므로 이를 다양한 측면에서 정량적으로 분석하기 위한 기술이 필요함. 그린인프라를 물순환 관점에서만 판단하면 효과가 과소 산정될 우려가 있으므로 본 기술을 활용하면 탄소흡수 증대, 열순환 개선 측면에서도 편익이 있음을 제시할 수 있음
핵심어
핵심어의 구분, 핵심어, 핵심어1~핵심어5 정보제공
핵심어 핵심어1 핵심어2 핵심어3 핵심어4 핵심어5
국문 도시 그린인프라 탄소흡수 인공지능 불확실성 물리-자료 융합
영문 Urban Green Infra Carbon uptake AI Uncertainty Hybrid Physics-Data
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