하수처리장 신재생에너지 적용에 따른 에너지 절감 방안 :Energy Saving Method in Renewable Energy Application to Sewage Treatment Plant

윤종원

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자료유형: 학위논문

저자정보: 윤종원 (서울과학기술대학교, 서울과학기술대학교 대학원)

지도교수: 최창규

발행연도: 2013

저작권: 서울과학기술대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

이용수25

이 논문의 연구 히스토리 (3)

2014

하수처리장 신재생에너지 설치 사례 연구를 통한 에너지 절감 방안

윤종원 , 김주영 , 최창규 조명·전기설비학회논문지 2014.04 학술저널

2013

하수처리장 신재생에너지 적용에 따른 에너지 절감 방안

윤종원 전기공학과 2013.01 학위논문

2012

하수처리장의 신재생에너지 적용에 따른 에너지 절감방안

윤종원 , 최창규 한국조명·전기설비학회 학술대회논문집 2012.10 학술대회자료

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하수처리장은 중요한 환경 기초시설 중의 하나로 소득증대, 산업화의 고도화가 진행됨에 따라 지속적으로 증가하고 있는 실정이며 에너지 다소비 공공시설에 포함된다.
기존의 하수도시설에 대한 정책은 주로 처리시설 증설, 하수관거 정비 및 추가, 방류수질 강화를 위한 고도처리시설 개량사업 등으로 진행되어져 왔으며 현재도 진행 중에 있다.
에너지 사용의 급증에 따른 공급 부족의 영향을 최소화 하기위해서 공공시설에서 에너지 절감이 필요하고 특히 에너지 다소비 시설인 하수처리장에서의 운영에 필요한 에너지 소비를 저감하거나, 에너지 사용 효율성의 제고가 필요한 실정에 직면해 있다.
하수처리장은 많은 에너지를 소비하지만 또한 처리과정에서 하수열, 하수처리수(소수력), 소화가스등의 부생물질이 발생되므로 이를 이용한 다양한 에너지로 활용으로 하수처리장에서 에너지를 절감할 수 있음을 사례연구를 통하여 알 수 있었다.
따라서, 향후 환경 기초시설에서 효율적인 에너지 절감 체계로의 전환을 위해서는 에너지 사용에 대한 자료 관리의 형태부터 마련되어야 하며, 이를 통한 지속적인 기초자료 확보 및 분석을 통하여 효율적인 에너지 절감방안이 모색되어야 할 것이다.
본 논문에서는 사례연구를 통해서 수집된 자료를 이용하여 에너지 절감효과를 분석함으로서 최근 하수처리시설의 에너지 자립화 방안의 하나로 추진 중인하수처리장에서의 신재생에너지 적용에 따른 에너지 절감방안을 제시하고자 하였다.

목 차
요 약 ⅰ
표 목차 ⅱ
그림목차 ⅳ
사진목차 ⅴ
기호설명 ⅵ
Ⅰ. 서 론 1
1.1 연구의 배경 및 목적 1
1.1.1 연구의 배경 1
1.1.2 연구의 목적 2
1.2 연구의 내용 2
1.2.1 하수처리시설의 현황 2
1.2.2 관련계획 및 법규의 검토 2
1.2.3 사례연구를 통한 에너지 절감 방안 3
1.2.4 에너지 절감 효과 및 분석 3
Ⅱ. 하수처리시설의 현황 4
2.1 하수처리장 시설 및 유지관리비 현황 4
2.2 하수처리장 에너지 소비 현황 10
2.3 하수처리장 신재생에너지 도입 현황 11
Ⅲ. 관련계획 및 법규의 검토 13
3.1 신재생에너지 필요성 13
3.1.1 우리나라 에너지 사용 현황 13
3.1.2 국제 기후변화 협약 17
3.1.3 교토 의정서 18
3.1.4 교토 메카니즘 20
3.2 청정개발체제(CDM) 사업 22
3.2.1 CDM 사업 절차 22
3.2.2 CDM 사업 현황 24
3.3 FIT와 RPS의 비교 검토 25
3.3.1 신재생에너지 의무 구매제도(RPS) 27
3.3.2 FIT와 RPS의 비교 28
3.4 신재생에너지 발전사업 절차 29
3.4.1 신재생에너지 발전사업 허가 29
3.4.2 신재생에너지 발전설비 설치 29
3.4.3 신재생에너지 발전전력 거래 30
3.5 에너지 자립화 기본계획 31
3.5.1 에너지 절감 대책 추진 32
3.5.2 에너지 자립화 기반 마련 33
3.5.3 과제별 추진 로드맵 35
Ⅳ. 사례연구를 통한 에너지 절감 방안 37
4.1 00하수처리장 시설현황 37
4.1.1 하수처리 공정도 38
4.1.2 부하설비 현황 39
4.1.3 하수처리장 에너지 현황 40
4.2 하수열을 이용 방안 44
4.2.1 하수열의 개념 44
4.2.2 하수열 이용의 유용성 44
4.2.3 하수열 이용한 냉난방시스템 46
4.2.4 하수열 자원화 계획 48
4.2.5 하수열 이용설비 경제성 검토 및 검토 결과 50
4.3 하수처리수(소수력) 이용 방안 52
4.3.1 하수처리수(소수력)의 개요 52
4.3.2 하수처리수(소수력) 도입 현황 53
4.3.3 하수처리수(소수력) 발전 검토 54
4.3.4 하수처리수(소수력) 발전 가능량 산정 57
4.3.5 사업비 산정 및 검토 결과 60
4.4 소화가스 이용 방안 61
4.4.1 소화가스 특성 61
4.4.2 내연기관을 이용한 발전 활용의 검토 62
4.4.3 열병합 발전시스템을 이용한 발전 활용의 검토 63
4.4.4 연료전지 발전시스템을 이용한 발전 활용의 검토 66
4.4.5 소화가스 발전시스템 에너지 수지 68
4.4.6 국내 하수처리장 소화가스 활용사례 70
4.4.7 소화가스 활용방안별 분석 및 검토 결과 73
4.5 에너지 절감 효과 및 분석 80
4.5.1 에너지 절감 효과 80
4.5.2 에너지 절감 분석 및 기대 효과 82
Ⅵ. 결 론 84
참고문헌 85
영문초록(Abstract) 86
감사의 글 87

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