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보고서 상세정보

건물 에너지소비 상설표본조사 연구

  • 과제명

    건물 에너지소비 상설표본조사 연구(2/3)

  • 주관연구기관

    에너지경제연구원
    Korea Energy Economics Institute

  • 연구책임자

    최도영

  • 참여연구자

    김종익   서동현   최문선  

  • 보고서유형

    연차보고서

  • 발행국가

    대한민국

  • 언어

    한국어

  • 발행년월

    2015-12

  • 과제시작년도

    2015

  • 주관부처

    산업통상자원부

  • 사업 관리 기관

    에너지경제연구원
    Korea Energy Economics Institute

  • 등록번호

    TRKO201600001673

  • 과제고유번호

    1105010649

  • DB 구축일자

    2016-05-21

  • 초록 


    1. The Purpose of Study
    Most countries compile and formulate ‘energy balance’ in order to systematically measure and manage th...

    1. The Purpose of Study
    Most countries compile and formulate ‘energy balance’ in order to systematically measure and manage the national supply and demand of energy, paying particular attention to a couple of factors, such as the scarcity of energy resources, substantial expenses generated in the process of energy use, and their significance to the expansion of national wealth. A country’s energy balance is a statistics table showing the quantitative flows of all energy sources ranging from the supply of primary energy sources (e.g. domestic production, imports and exports, and inventories) to final energy uses of end-user such as industrial, residential and commercial sector. If the energy balance are consistently recorded and managed, the changes in the energy supply and demand of a country, in accordance with the passage of time, can be identified accurately.
    The energy balance is one of the most fundamental statistics used for developing and implementing energy policies, but it is still highly dependent upon the sales volume data of energy providers; thus, it is almost impossible to explain the specific consumption patterns of energy sources by sector— industrial, transportation, residential and commercial. In other words, based on such data, it is difficult to identify which energy source be used for which purpose and with which energy facilities (equipments). Therefore, it is necessary to produce complementary statistics on energy consumption in order to gain a better understanding of the energy consumption behaviors of end-users.
    Recently, with the change in an energy policy paradigm, it has become all the more important to develop a couple of the energy consumption statistics of the aforementioned sectors. Through the establishment of the Second Energy Master Plan, the government has put the demand-side management of energy high on the agenda. The motivation for this has its origins in three main factors: Korea’s overseas dependence on the energy supply has been maintained to very high level; the expansion of large-scale power generation facilities has reached its limits; and the international community’s demand for greenhouse gas emission reductions is becoming stronger and stronger. That is, the importance of improving the energy efficiency of non-residential buildings, an area with a high potential for achieving greenhouse gas reductions, is growing. In order to enhance the energy efficiency of buildings, it is necessary to evaluate the effectiveness of demand-side management policies using data related to energy consumption and suggest the evaluation results to the policy decision-makers concerned.
    This is a follow-up study to ‘the Energy Consumption Survey on Buildings’ that was conducted in 2014. The main purpose of this study is to identify the energy consumption patterns of buildings by studying the energy consumption of sampled buildings for a three-year period and generate basic statistical data to be used to analyze the effects of energy efficiency policies. To this end, the panel data set of sampled buildings including building’s specific features, activity data and energy consumptions, will be provided first. Secondly, energy consumptions by end-use (e.g. heating, cooling, lighting, etc.) of building will be estimated using the compiled data. For this purpose, we are expect to connect the data of this study with that used for architectural engineering simulation models. In the process, the engineering simulation models will be executed, energy consumption by end-use will be measured, and the effects of major policies will be analyzed, in collaboration with some professional research institutes. Thirdly, with the use of panel data established through this project, the factors that have an impact on the energy consumption of buildings will be examined. Making use of econometric techniques, several factors influencing the consumption of energy in buildings will be identified, and their quantitative consequences will be determined. The aforementioned three research objectives are expected to be achieved by 2016, when the entire data are to be put in place.
    2. Summary
    In the 2015 study, as planned previously, among the samples derived from the preliminary study in 2014, 200 sampled buildings from four utility types in the Seoul area with high levels of data reliability were selected to conduct the 2015 Survey on Energy Consumption in Buildings. The survey on initial target of 200 buildings was accomplished after contacting a total of 225 buildings, representing a high recovery rate of 89 percent. In order to facilitate the re-evaluation of the survey questions in the 2015 project, some policies related to the energy consumption of buildings, which were stipulated by law, were examined, and several case studies concerning the energy consumption of buildings overseas were conducted as well. As a result, several survey questions regarding certain issues, such as the energy efficiency certification of buildings and thickness of the insulation used for external walls, which were judged to be crucial in terms of policy, were added to the questionnaire.
    We analyzed the features of buildings by uses and the differences among building uses making use of 2015 survey data. In addition, the energy demand function for buildings was estimated while trying to analyze the factors behind the major energy consumption changes. This study is significant in that it is the first of its kind to analyze the energy consumption of buildings through the use of survey data and econometric techniques in Korea.
    However, as the 2015 study was about to come to completion, some issues were raised regarding the necessity of expanding the number of samples in order to ensure the successful implementation of the study, leading to an increase of the number of samples from the previous 200 to 600. In the 2015 report, as planned previously, the results of the research and analysis on 200 buildings were featured, while the results of the further research and analysis on 600 samples will be included in the final study scheduled to be conducted in 2016.
    The specific directions for the 2016 study are as follows. First, three-year(2013, 2014 and 2015) panel data obtained from 600 standing samples extracted from the Seoul and Gyeonggi-do areas, will be established. Furthermore, we will identify the factors affecting the energy consumption changes of buildings using the panel data and econometric techniques. Although the scope of the time series may be short, as a larger volume of data will be collected in 2016, the research scope and content will be expanded on the basis of the analysis carried out in 2015.
    As we have used compiled data that are dependent on the survey, there are limitations on the accuracy and reliability of the analysis on energy consumptions by end-use and by energy facility (equipment). Therefore, the third study, which is scheduled to be conducted in 2016, will seek ways of using engineering-based simulation models, in a complementary and alternative analysis method, based on architectural data (e.g. types and thickness of insulation) and the activity variables of buildings (e.g. capacity of various facilities and operation time).


    1. 연구의 필요성 및 목적
    대부분의 국가들은 생산 요소로서의 에너지자원의 희소성, 에너지를 이용하는데 수반되는 비용, 국가의 재정 확보 수단으로서의 중요성 등의 이유로 ‘에너지밸런스’ 통계를 작성하여 국가 에너지 수급의 흐름...

    1. 연구의 필요성 및 목적
    대부분의 국가들은 생산 요소로서의 에너지자원의 희소성, 에너지를 이용하는데 수반되는 비용, 국가의 재정 확보 수단으로서의 중요성 등의 이유로 ‘에너지밸런스’ 통계를 작성하여 국가 에너지 수급의 흐름을 체계적으로 집계 관리하고 있다. 국가의 에너지밸런스는 국내 생산, 수 출입, 재고 등 각 1차 에너지원의 공급으로부터 최종 사용에 이르기까지 모든 에너지원의 양적 흐름을 행과 열로 체계적으로 표현한 일종의 물질 수지표이다. 에너지밸런스 통계를 매년 지속적으로 작성 관리하면, 시간의 흐름에 따른 한 국가의 에너지수급 구조의 변화를 파악할 수 있다.
    에너지밸런스는 에너지 정책을 수립하고 추진하는데 사용되는 가장 기본적인 통계이지만, 아직까지는 주로 에너지공급사의 판매량 통계에 의존하고 있기 때문에 최종에너지 소비부문(산업, 수송, 가정, 상업 등)에서 일어나는 상세한 소비 행태를 담는 것은 불가능하다. 다시 말해, 최종에너지 소비부문에서 어떤 에너지원을, 어떤 목적(또는 용도)으로, 어떤 에너지 설비(기기)를 이용하여 사용하는지에 대한 정보는 알 수가 없다. 따라서 보다 심층적인 에너지소비 행태를 알기 위해서는 에너지 소비에 관한 보완적인 통계의 작성이 필요하다.
    최근에는 정책 패러다임의 변화로 인하여 동 부문에 대한 에너지소비 통계 확충의 필요성이 확대되었다. 정부는 「제2차 에너지기본계획」 수립을 통해 에너지수요관리를 정책과제 리스트의 최상위에 올려 놓았다. 에너지공급의 해외의존도가 절대적인 수준인데다, 발전설비 등 대규모 에너지공급 설비를 확충하는 데 한계에 도달하였으며, 온실가스 감축을 위한 국제사회의 요구는 점점 거세지고 있기 때문이다. 즉, 온실가스 감축 잠재력이 큰 비주거용 건물부문의 에너지효율 개선의 중요성은 점차 커지고 있는 상황이다. 건물의 에너지효율을 개선하기 위해서는 에너지 소비와 관련된 미시 데이터를 이용하여 정책을 평가하고, 그 결과를 정책 의사결정자에게 환류(feedback)함으로써 수요관리 정책의 실효성을 제고할 필요가 있다.
    본 연구는 2014년에 수행한 「건물 에너지소비 상설표본조사 연구」의 2차 년도 사업이다. 본 연구의 가장 중요한 목적은 상설표본 건물에 대해 3년 간 연도별 에너지 소비 조사를 수행함으로써 건물부문의 에너지 사용 행태를 파악하고, 에너지효율 정책의 효과를 분석하기 위한 기초 통계자료를 생산하는데 있다. 이를 위하여 필수적으로 요구되는 건물의 세부적인 특성 및 활동자료(activity data)를 조사하여 상설표본에 대한 패널(panel) 자료를 구축한다. 두 번째의 목적은 구축된 자료를 이용하여 건물 업종별, 용도(난방, 냉방, 조명 등)별 에너지소 비량을 추정하는 것이다. 본 연구의 조사 자료와 건축공학적 시뮬레이션 모형에 활용되는 자료(에너지절약계획서 자료 등)의 연계를 통하여 주요 건물 업종의 용도별 에너지 소비를 구분해 내는 것이다. 이를 위하여 전문기관과의 공동 연구를 추진하여 건축공학적 시뮬레이션 모형을 운영하고, 용도별 에너지소비량 산출 및 주요 정책수단의 효과분석을 수행한다.
    세 번째 목적은 동 사업에서 구축한 패널자료를 이용하여 어떤 요인들이 건물의 에너지 소비에 영향을 미치는지를 분석하는 것이다. 계량경제학적 방법을 이용하여 건물에너지 소비에 영향을 미치는 요인들을 식별하고, 그 정량적인 효과를 파악한다. 이상의 세 가지 연구목적은 데이터 구축이 완료되는 2016년도에 달성할 계획이다.
    2. 주요 내용
    2015년도 연구에서는 당초 계획한 대로 2014년도 예비조사의 표본 중 데이터의 신뢰도가 높은 서울지역 4개 업종의 200개 표본 건물을 상설표본으로 선정하여 「2015년 건물에너지 소비실태 조사」를 실시하였다. 총 225개 건물을 접촉하였으며 목표로 한 200개 건물에 대한 조사를 완료하였다. 접촉 건수 대비 회수율은 89%로 높은 수준이었다. 이는 2014년도 예비조사의 표본 가운데 항목 응답률이 상대적으로 우수한 건물들을 상설 표본으로 선정한 데다, 대부분의 조사항목을 전년도와 동일하게 구성하였기 때문에 조사에 대한 거부감이 줄어든데 따른 결과이다. 2015년도 사업의 조사 항목을 재점검하기 위하여 법령에 규정되어 있는 건물 에너지 관련 정책들을 검토하고, 해외의 건물에너지 조사 사업에 대한 사례 연구를 수행하였다. 그 결과로 건물 에너지효율등급 인증 여부 및 효율등급, 외벽의 단열재 두께 등 정책적으로 중요할 것으로 판단된 몇 가지 조사항목을 추가하였다.
    2015년도의 주요 조사 항목에 대한 통계자료를 이용하여 건물의 업종별 특성 및 업종 간의 차이를 분석하였다. 주요 조사 항목은 건물의 건축적인 특성, 에너지 설비적인 특성, 건물의 운용 관리적인 특성 및 에너지 소비량에 관한 내용으로 구성되어 있다. 건축적인 특성은 건물연면적, 외벽의 단열 수준 및 외벽 중 창문 면적의 비율 등이며, 에너지의 설비적인 특성으로는 냉 난방 방식(기술), 설비의 용량 및 사용시간, 신재생에너지 설비 이용 현황, 고효율인증기자재 보유 현황 등을 들 수 있다. 건물의 운용 관리적 특성은 소유주의 건물 사용 여부, 건물의 에너지관리 방식 등을 포함한다. 또한 석유제품, 도시가스, 전력, 지역난방 등 건물에서 소비하는 모든 에너지원을 대상으로 월별 에너지소비량 자료를 수집하였다.
    2015년도의 조사 결과를 이용하여 건물부문의 에너지수요함수를 추정하고, 주요 소비 변화 요인에 대한 분석을 시도하였다. 본 분석은 설문조사 자료와 계량경제학적 분석 기법을 이용하여 건물부문의 에너지수요를 분석한 시초적인 연구 사례라는 점에서 의미가 있다.
    2015년도 조사가 종료된 시점에서, 보다 성공적인 연구의 수행을 위하여 표본을 늘릴 필요가 있다는 의견이 제기됨에 따라 표본의 수를 당초 200개에서 600개로 확대하였다. 사업의 예산 범위를 고려하여 2014년도 예비조사의 표본 및 「2014년도 에너지총조사」의 표본 가운데 400개의 표본을 추가 추출하여 조사를 진행하였다. 2015년도 보고서에는 당초 계획대로 200개 건물에 대한 조사 및 분석 결과를 수록하고, 전체 600개 상설표본에 대한 조사 및 분석 결과는 연구의 최종 수행연도인 2016년 통합보고서에 수록하도록 한다.
    2016년도의 연구 수행 방향을 상세히 설명하면 다음과 같다. 우선적으로 서울 및 경기지역에 소재해 있는 600개의 상설표본에 대해서 연도별로 3개년(2013, 2014, 2015년도 실적 자료)에 걸친 패널(panel) 자료를 구축한다. 동 자료와 계량경제학적 분석 방법을 활용하여 건물의 에너지 소비 행태 및 소비 변화 요인을 분석한다. 시계열의 범위가 짧다는 한계는 있지만 2016년에는 충분한 자료 확충이 이루어질 것이므로, 2015년에 실시한 분석을 기반으로 하여 연구의 범위와 내용을 확장하도록 한다. 예를 들면, 에너지수요모형을 건물 업종별로 추정하거나, 기온 변수와 에너지 가격 변수를 에너지수요 모형의 설명 변수로 추가 반영하는 방안을 고려할 필요가 있다. 이를 통해 추정 모형의 적합도(goodness of fit)를 향상시키고, 소비 변화 요인에 대한 분석을 강화할 수 있을 것이다.
    설문조사를 통해 수집한 자료만으로는 건물의 용도별, 사용기기별 에너지 소비 추정 등 건물의 에너지 소비에 대한 상세하고 신뢰성 있는 분석을 수행하는데 한계가 있다. 따라서 2016년 3차 년도 연구에서는 건축공학적 데이터(단열 종류 및 두께, 열 관류율 등)와 건축물의 활동 변수(각종 설비의 용량 및 이용시간 등) 등을 이용하는 엔지니어링 기반의 시뮬레이션 모형을 보완적 또는 대안적으로 활용하는 방안을 모색한다. 이를 위해서는 관련 분야의 연구 경험이 충분히 축적되어 있는 전문기관과의 공동 연구 추진이 필수적이다. 본 조사 사업을 통해 확보한 자료와 시뮬레이션 모형에 축적된 기술 자료 등을 결합함으로써 건물에너지 용도별(end-use) 소비를 추정하고, 시뮬레이션 기법을 활용하여 건물 수요관리정책 등 에너지절약 옵션의 효과분석을 수행하도록 한다.


  • 목차(Contents) 

    1. 표지 ... 1
    2. 참여연구진 ... 5
    3. 요약 ... 7
    4. ABSTRACT ... 13
    5. 목차 ... 19
    6. 표목차 ... 22
    7. 그림목차 ... 25
    8. 제1장 서론 ... 27
    9. 1. 연구의 배경 및 필요성 ... 27
    10. 2. 연구의 목적 ...
    1. 표지 ... 1
    2. 참여연구진 ... 5
    3. 요약 ... 7
    4. ABSTRACT ... 13
    5. 목차 ... 19
    6. 표목차 ... 22
    7. 그림목차 ... 25
    8. 제1장 서론 ... 27
    9. 1. 연구의 배경 및 필요성 ... 27
    10. 2. 연구의 목적 및 범위 ... 31
    11. 제2장 건물에너지 관련 법규 및 소비 동향 ... 35
    12. 1. 건물에너지 소비 관련 법・제도 현황 ... 35
    13. 가. 저탄소 녹색성장 기본법 ... 36
    14. 나. 녹색건축물 조성지원법 ... 38
    15. 다. 에너지이용합리화법 ... 39
    16. 2. 건물부문 에너지 소비 동향 ... 39
    17. 가. 에너지원별 소비 추이 ... 39
    18. 나. 용도 및 업종별 소비 구조 ... 44
    19. 제3장 건물에너지 조사 및 선행연구 현황 ... 49
    20. 1. 건물 에너지소비 조사 해외 사례 ... 49
    21. 가. 일본 건축물 에너지 소비량 조사 ... 50
    22. 나. 미국 상업용 건물 에너지 소비 조사(CBECS) ... 55
    23. 다. 미국 캘리포니아 건물 에너지 소비 조사(CEUS) ... 61
    24. 라. 캐나다 상업 및 공공건물 에너지 소비 조사(SCIEU) ... 68
    25. 2. 주요 연구사례 ... 74
    26. 가. 비주거용 건물의 표준건물 설정 ... 74
    27. 나. 사무용 건물의 표준건물 설정 ... 77
    28. 제4장 2014년 예비 조사 ... 81
    29. 1. 조사표 회수 결과 ... 82
    30. 가. 주차별 회수 결과 ... 83
    31. 나. 주요 특성별 회수 결과 ... 84
    32. 2. 무응답 분석 결과 ... 87
    33. 가. 단위무응답 ... 87
    34. 나. 항목무응답 ... 93
    35. 3. 특성 분포 ... 98
    36. 가. 최종 표본 분포 ... 98
    37. 나. 주요 특성 분포 ... 100
    38. 제5장 2015년 1차 조사 ... 111
    39. 1. 조사 설계 ... 111
    40. 가. 조사 설계 방향 ... 111
    41. 나. 2015년도 조사 설계 ... 115
    42. 다. 2015년도 추가 조사 설계 ... 116
    43. 2. 조사표 설계 ... 121
    44. 3. 실사 ... 123
    45. 가. 실사 진행 및 조사표 회수 현황 ... 123
    46. 나. 조사표 내부 검증 ... 126
    47. 다. 실사 애로요인 및 개선 사항 ... 131
    48. 4. 조사 결과 분석 ... 134
    49. 가. 개요 ... 134
    50. 나. 주요 항목의 업종별 특성 ... 135
    51. 다. 에너지수요변화 요인 분석 ... 148
    52. 제6장 2016년 연구 추진 방향 ... 165
    53. 1. 조사 설계 및 실사 ... 165
    54. 2. 자료 및 모형 분석 ... 166
    55. 가. 기술 시뮬레이션 모형의 활용 ... 166
    56. 나. 패널 자료 분석 ... 167
    57. 제7장 결 론 ... 169
    58. 참고문헌 ... 175
    59. 부록 1. 조사표 ... 179
    60. 부록 2. 조사지침서 ... 199
    61. 끝페이지 ... 275
  • 참고문헌

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