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[2014.02.19] BEMS(건물에너지 관리시스템) 업무개시!

페이지 정보

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작성자 최고관리자
댓글 0건 조회 5,442회 작성일 14-02-19 21:28

본문

I. 추진배경


□ 매년 거듭되는 에너지 위기를 효율적으로 극복하기 위해서는 공급 위주 정책에서 수요를 줄이는 수요관리 정책으로 전환 필요


ㅇ 건물 부문은 에너지 사용량의 21%(선진국은 약 40% 수준)를 차지하며 감축 잠재력*이 높아 성능개선을 통한 에너지수요** 감축에 효과적


  *  건축 후 15년 이상 경과되어 에너지성능 개선이 필요한 건축물이 전체의 74.1%


  ** 건물 부문 에너지 사용량은 지속적 증가(’12년사용량: ’07대비 5%증가)



 ㅇ 특히, 건물의 전 생애에 걸친 에너지소비량 중 사용단계 에너지소비량이 대부분*이므로 운영시스템 효율화가 급선무


  * (기획설계) 0.4% - (건설) 16.0% - (운영관리) 83.2% - (폐기처분) 0.4%


□ 따라서, 건설기술(CT)·정보통신(IT)·에너지기술(ET)을 융합한『건물에너지 관리시스템(BEMS*)』개발 및 활성화를 통해


  * BEMS (Building Energy Management System) - 에너지수요관리 최적화 시스템


 ㅇ 건물 운영의 에너지 효율화 및 온실가스 배출량 감축에 활용


 ㅇ 또한, 건설·IT강국인 한국의 강점을 살려 ICT기반 창조경제 실현과 세계시장 선점 발판 마련 필요




II. BEMS (건물에너지 관리시스템) 개요



□ BEMS의 개념 및 특성



 ㅇ 건물 내 에너지 사용기기(조명, 냉·난방설비, 환기설비, 콘센트 등)에 센서 및 계측장비를 설치하고 통신망으로 연계하여

 
  - 에너지원별(전력·가스·연료 등) 사용량을 실시간으로 모니터링하고,

  - 수집된 에너지사용 정보를 최적화 분석 S/W를 통해 가장 효율적인 관리방안으로 자동제어하는 시스템



 ㅇ BEMS 구축을 위해서는 건설기술(CT*)과 정보통신기술(IT*) 및 에너지기술(ET*)의 융합이 필요하며,

  - 더불어 용도와 규모별로 건물에너지 패턴을 분석하고 이를 해석해서 최적안을 도출해 낼 수 있는 전문인력 확보가 중요



    * (CT) Construction Technology, (IT) Information Technology, (ET) Energy Technology



III. BEMS 산업 동향




1. 해외 현황



□ ’80년대부터 미·EU·일 등 선진국을 중심으로 초기시장이 형성되었으며, 현재도 다국적 기업*이 세계시장을 주도


  * (美)하니웰·존슨컨트롤즈·ALC, (獨)지멘스·슈나이더, (日)아즈빌, (캐)델타컨트롤스 등



 ㅇ 그러나, 선진국도 아직은 자동제어 기능과 에너지성능 최적화 프로그램을 모두 갖춘 고성능 BEMS는 초기 개발단계


□ 최근 경제여건 악화 및 에너지위기로 건물에너지를 효율화하여 유지관리 비용을 줄이려는 시장수요가 점차 증가



  * 해외 전문 리서치보고서(美, 네비건트리서치, ‘13.7)에 의하면 시장규모가 ’12년 2.1조원(18억불)에서 ’20년 6.7조원(60억불)로

    연 15.6%씩 급성장 예상




2. 국내 현황



□ (시장) 건물에너지관리에 대한 인식이 낮아 대형건물* 위주로 BEMS가 설치되고 있으며, 다국적 기업 시스템이 국내시장의 70% 이상을
 
 
    점유
 

  * COEX(’06), 삼성서초사옥(’07), SK케미칼연구소(’10), 강원대·신라대·마산대(’12) 등




□ (기업) 전문 중소기업 중심으로 초기시장에 진입하였으나, 최근 향후 BEMS시장 확대 전망으로 대기업*의 사업 참여가 활발



  * 삼성전자⋅SDS, LG전자, SK텔레콤, 포스코ICT⋅건설, 한화S&C, KT, GS네오텍 등



□ (기술) H/W 기술은 안정화 단계이나, 전문인력 부족 및 중소기업 중심의 투자로 고효율 통합운전·관리를 위한 S/W 기술개발은 미흡



  * 최근 국책연구기관 중심 R&D로 ICT기반 건물에너지 절감 솔루션 및 자동제어 등 S/W 개발이 진행되었으며, 산업계에서도 자체

      기술개발 진행



IV. BEMS 도입효과와 문제점



1. 도입효과


□ (BEMS 시범사업) ‘12년 시범사업 3개소(국토부 시행)에 대한 분석 결과, 에너지 절감효과는 평균 10.0%임


□ (무역센터(COEX)*) ’06년 BEMS를 자체개발하여 도입하였으며 연간 약 4∼5% (약 10억원) 이상 에너지사용량 절감



  * 13개 건물(55층(지하2), 연면적 129만㎡), 상주인구 2만여명, 유동인구 15만여명/일, 전력사용량 1.3억kWh(단위사업장 규모 전국 1위)



□ (삼성서초사옥) ’07년 자체개발한 BEMS를 적용하여 연간 에너지사용량을 약 11% 절감


  * 369개소 계량·계측기→15분간 누적평균값(1분간격 정보수집)→에너지분석→최적화제어



□ (일본) 정부 지원사업인 BEMS 도입촉진 지원사업의 경우 에너지사용량을 평균 11.1% 절감


  * 실증사례로서 동경의 Tokyo Gas Science Museum은 11.4%, 요코하마의 Bay Quarter Yokohama는 31.3% 절감


2. 문제점



□ (표준화 미비) 각 기업별 BEMS의 개발형태가 각기 달라 상호 운용 호환성이 미흡하고, 수집-처리-제어 등에 대한 세부 프로세스가 상이



 ㅇ 또한, BEMS 설계·시공·유지관리 등의 기술기준이나 성능수준을 평가할 수 있는 인증제도 등 제도적 장치가 부재하여 표준화 곤란



□ (기술수준 취약) 보급 활성화를 위해서는 가격대비 성능이 우수한 계측·계량장치가 필요하나 기술기반이 취약하여 해외기업 제품에 의존



  * H/W 기술 중 유량계, 제어기(밸브), 특수센서 등의 기술수준이 특히 취약



 ㅇ 또한, 수집된 에너지사용 정보를 분석하는 최적화 알고리즘 및 자동제어 프로그램 등 운영기술 및 S/W개발에 대한 기술이 취약



 ㅇ 특히, 중소형 건물의 BEMS를 운용하기 위해서는 원격으로 다수의 건물을 통합관리할 수 있는 저비용·고효율 원격관리기술 필요



  * 원격 건물에너지 관리 기술개발을 위한 기초연구는 완료(전자통신연구원, ’12) 



□ (전문인력 부족) BEMS를 구축·운영·관리할 수 있는 전문인력 부족



 ㅇ 각 건물별로 다양한 사용환경과 에너지설비를 고려한 에너지절감 방안 마련을 위해 전문지식과 경험을 갖춘 기술인력 필요



  * '11년 그린IT 실태조사 결과, 기업의 절반이상(55.9%)이 인력 부족을 호소


  * 관리자의 64%가 공급업체나 해외기관을 통해 BEMS 운영 및 에너지절감 방안에 대한 교육을 받은 것으로 응답(설문조사 결과,

   
      에관공 ‘12년)



□ (비즈니스 모델 부족) 도입 초기에는 비용부담이 적은 저가형 BEMS 개발과 보조금 등 정부지원을 통해 보급형 비즈니스모델 창출 필요


  * BEMS 투자비(시공비 2%내외) → 에너지비용 약 10∼30% 절감 가능



V. 기대효과 및 향후 추진계획


□ 기대 효과


 ㅇ (경제효과) 전국 건물 680만동 중 0.34%(연면적 9.34%)인 3천㎡이상 상업·업무용 건축물 23천동(연면적 315백만㎡)에 BEMS 보급
 
      가정 시


  - 원전 1기의 57%를 대체하는 에너지 절감효과*와 7.3천여개의 일자리 창출 효과가 예상되며, 투입비용은 약 9.3천억 소요 예상


    * (절감량) 3,712GWh (314,866천㎡(연면적)×106.2KWh/㎡(원단위)×1GWh/106KWh×11.1%(절감율))


  ** (원전 1기) 건설비 2.5∼3조원, 폐기비용 6천억원, 평균발전량 6,536GWh
 


 ㅇ (국가 건물에너지 관리 효율화) 전국 건물을 대상으로 구축 중인 ‘국가 건물에너지 통합관리시스템’과 연계하여 효율적·종합적 관리 가능



    * 건축물 용도·규모·구조·지역별 에너지사용 특성파악→맞춤형 정책수립 등 활용


 
 ㅇ (스마트시티 연계) 지자체의 U-City 관제센터와 연계하여 관할구역내 건물에너지 수급현황을 실시간 관리하는 도시단위 에너지관리체계
     
      구현


    * 학교·은행·유통업체·△△건설 APT 등 전국망을 갖춘 집단별 에너지관리도 가능



붙임1. BEMS의 목적 및 특성



□ (목적) 설비의 최적운전을 통한 에너지 절감, 효율적인 건물관리를 통한 유지관리비용 최소화뿐만 아니라 쾌적한 실내환경 제공을

    목적으로 함


 ㅇ 여름철 냉방중단, 겨울철 난방중단 등의 극단적 에너지관리는 지양함


□ (특성) 기존의 유사한 건물관리 시스템*은 각종 설비기기에 대한 단순한 상태감시(정상가동 유무 등)와 단편적인 자동 또는 수동제어

  중심이지만,


  * 건물자동화시스템(BAS) : 설비기기 상태 감시 및 중앙관제시설관리시스템(FMS) : 건축물정보, 자재, 장비, 작업, 인력, 도면 등

      관리지능형건축물시스템(IBS) : 설비, 조명, 엘리베이터, 방재 등 건축물내 시스템


ㅇ BEMS는 에너지사용정보를 수집·분석하여 건축물 특성에 따라 최적화된 개선방안을 제시하고, 이에 따라 자동제어하여 건물이 상시

    최적가동상태를 유지되도록 하는 첨단시스템으로


ㅇ 건축·기계·전기·신재생 등 건물 에너지와 관련된 고도의 전문지식에 정보통신기술을 접목시킨다는 점에서 기존시스템과 차별화됨



붙임2. 해외 주요국의 BEMS 산업동향


□ (미국) 자동제어 기술개발은 초기단계이나 정확한 건물에너지 계측방안 및 데이터 분석기술 등 고성능 BEMS 도입기반은 탄탄


 ㅇ BEMS 미국시장은 세계시장의 약 50%*를 차지하므로 시장수요 증가 및 높은 기초기술력에 의해 급속한 도입활성화 예상


    * BCC 리서치(美 시장조사업체) 보고서(’10.10)


 ㅇ 정부*는 관련업계와 협력하여 건축물의 에너지성능과 유지관리 비용을 최적화하기 위한 기능통합 지식시스템 구축** 연구 활발


    * 미국립표준기술연구소(NIST : National Institute Standards and Technology)

    ** CBS(Cybernetic Building System) 건축물성능 및 비용 최적화 프로그램


□ (EU) BEMS 활용을 통한 건물에너지 절약 및 쾌적도 향상에 대한 검증이나, 효율적인 BEMS 운영과 관련한 다양한 연구 진행

 ㅇ OECD산하 국제에너지기구(IEA)의 주요국* 중심으로 최적화 설계 및 제어기술, 고장진단 기술, 사후처리 기술, 통합화 기술 등 관련연구

    수행

  * 벨기에, 핀란드, 독일, 네덜란드, 영국, 스웨덴, 프랑스, 스위스 + (미국, 캐나다, 일본)


 ㅇ 고성능 BEMS를 실제 건축물에 적용할 수 있는 기술수준에 도달


□ (일본) 정부*차원의 다양한 연구·개발 및 도입지원 등으로 지속적 발전

  * 신에너지·산업기술종합개발기구(NEDO) : 일본의 에너지 환경⋅산업기술 담당 독립행정법인


 ㅇ ’02년부터 BEMS 도입지원사업**을 실시하고 있으며, 도입비용을 보조(1/3이내, 최대 5억원)하고 도입 후 3년간 에너지절약 사항

      보고의무 부여

  * (추진실적, ’02∼’08) : 약 1,500억원(482건, 약 3억원/건), ’11년 예산(약 50억원),



 ㅇ 또한, BEMS 운용 전문인력의 직접고용이 곤란한 중소형 건축물을 대상으로 중앙관제센터에서 다수의 건축물을 네트워크를 통해 통합관리

      하는 군(群)관리 시스템 도입

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