새어 나가는 건물에너지, “BEMS”로 해결한다.

새어 나가는 건물에너지, “BEMS”로 해결한다.

●BEMS? BAS?

 BEMS(Building Energy Management System), 우리말로 건물에너지관리시스템이다. 이 시스템이 무엇인지 정확히 알기 위해 이것의 전신인 BAS가 무엇인지부터 살펴보자. BAS(Building Automation System)는 건물 내외의 설비를 자동으로 제어할 수 있도록 시스템을 구축해놓는 것을 말한다. 건물 내 온도 및 습도 자동조절 시스템이 알기 쉬운 예이다. 온도 및 기계설비 외에도 전력, 가스, 방범, 방재를 자동으로 감시하고 이를 경보를 내리기도 한다. 이러한 자동제어시스템에 정보와 운영체계가 더해진 것이 BEMS라고 할 수 있다. 다시 말해 BEMS는 자동제어시스템과 이에 더하여 정보화시스템 즉, 건물의 전력, 가스, 방재, 온도 등 여러 가지 정보가 한 곳으로 모일 수 있고, 이러한 정보가 사용자에게 공유되고 분석, 관리할 수 있게 해주는 소프트웨어가 더해진 개념이다. 다음 표는 건물제어시스템을 종류별로 분류해놓은 것이다.

(출처:국토교통부)

● 해외 BEMS 시장현황

 BEMS 세계시장의 약 50%를 차지하는 미국은 에너지절감 부문 중 건물이 가장 큰 비중을 차지한다. 절감 경제성이 가장 높은 것이다. 특히 미국 정부는 2025년까지 모든 건물의 에너지제로화 하겠다는 계획을 가지고 있다. 에너지제로의 개념은 열 등 외부로 유출되는 에너지를 최소화하고 나가는 에너지만큼 혹은 그 이상을 신재생에너지발전 등으로 메꾸는 방식을 말한다. 특히 USGBC(미국 그린빌딩협의회)에서는 LEED(Leadership in Energy and Environmental Design)라는 녹색·지속건물 개발 및 평가시스템을 구축하여 자발적이고 효율적인 건물관리를 도모하고 있다. 이외에도 녹색건물에 대하여 감세 및 보조금을 지원하고 있다.

 이산화탄소 배출억제 및 신재생에너지 발전을 유도하는 인센티브제도는 일본에서도 시행되고 있다. 소위 그린 투자에 세제 혜택을 주는 것이 대표적인 예이다. EU는 특히 스마트그리드개발에 집중하고 있는데, 이를 위해 스웨덴을 필두로 건물에 스마트미터를 설치하는데 주력하고 있다.

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● 국내적용사례

 우리나라는 건물에너지관리에 대한 인식이 아직 높지 않은 수준이어서 BEMS 적용사례가 그리 많지 않다. 주로 대기업 사옥 및 연구소 위주로 시스템이 적용되고 있으며, 대학으로는 강원대, 동국대 경주캠퍼스 등이 BEMS를 적용하고 있다. 캠퍼스 마이크로그리드를 구축중인 서울대에서도 일부의 BEMS를 확인할 수 있다. 우리나라의 BEMS 구축은 대부분 지멘스 등의 해외기업(다국적기업)이 맡고 있다. 우리나라 BEMS의 성공적인 사례로는 코엑스, 삼성물산(서초사옥), SK케미칼 연구소 등이 있는데 이 중 코엑스의 사례는 세계적인 수준에서 봐도 주목할 만하다.

 코엑스는 각종 컨퍼런스 및 전시회가 연간 2천회가 넘게 열리고, 연간 3천만명이 넘는 내·외국인이 드나드는 곳이다. 이에 따라 연간 전력사용만 1억3천 kWh가 넘는다. 코엑스는 이런 대규모 복합단지에 자체 기술로 빌딩에너지절감을 실현하고 있다. BEMS 도입 이후 연 10억 원 이상의 에너지 비용을 절약하고 있고, 냉동기운전 시스템관련 특허는 송도컨벤션센터, 포스코사옥, 강원랜드 등 중대형 건물에 적용되어 해당건물에 7천만~4억7천만원에 달하는 에너지 비용을 줄이고 있다. 이러한 성공적인 시스템으로 지난 2010년 G20 정상회의 개최 및 안정적 운영으로 자동제어시스템 및 건물에너지절감 시스템의 전 세계적 선두주자인 슈나이더 일렉트릭사로부터 감사패를 받기도 했다. 다음은 코엑스 BEMS의 각 부분의 주요기능을 요약한 표이다.

(출처:코엑스 블로그)

 (코엑스의 BEMS)

● '한국에너지공단을 방문하다!'

 1973년 미국에서 오일쇼크(Oil Shock)가 발생하였고 이에따라 건물에너지절감에 대해 논의하게 되면서 에너지관련 법과 기준이 만들어지기 시작했다. 이후 우리나라에서는 2000년도에 들어서 그 필요성을 감지했으나 부족한 정부예산과 정책 때문에 BEMS가 활성화 되지 못하고 있었다. 그러다 최근에 에너지공단에서 BEMS KS, 설치확인 기준 등을 기반으로 시범인증을 실시하고 인증제를 도입하고 있으며, 일정 규모 이상의 공공기관에 BEMS 의무화도 추진해 시장을 확대하려는 노력을 보이고 있다. 실제로 지난 3월에는 LS산전 R&D캠퍼스에 국내최초로 BEMS 설치인증을 해주었다. 이렇게 에너지를 절감하고 각종부문을 손쉽게 제어할 수 있는 BEMS 설치를 장려하고 표준을 설정해주는 곳이 한국에너지공단이다. 대학생태양에너지기자단에서 한국에너지공단을 찾아가 임설희 연구원님께 궁금한 것들을 물어보았다.

<Q & A>

Q1. 2011년 9월 15일 한국에서 전국적인 정전사고가 있었는데 BEMS(건물에너지 관리 시스템)가 이러한 블랙아웃(대정전) 위협을 방지하기 위한 대안으로 주목받는 이유가 무엇인가요?

A1. 반복되는 블랙아웃(대정전) 사태를 막기 위해서는 에너지 절감과 에너지 관리 시스템이 중요합니다. 그런 점에서 볼 때 BEMS(건물에너지 관리 시스템)는 에너지 정보를 분석하여 효율적으로 관리, 제어하여 에너지를 연간 10~15% 정도 절감합니다. 또한, 피크전력 관련 주의 알람 서비스를 통해서 일정 전력을 초과하지 못하도록 관리해줍니다.

<!--[if !supportEmptyParas]--> Q2. 한국에너지공단에서 KT 선릉센터, 코리아 디자인 센터, 세종시, 영남대학교, 한국전력공사 등의 건물에너지 정보들을 수집, 분석하고 계시는데 실제로 이곳에서 전력낭비를 줄이기 위해 통제 및 제어도 이루어지고 있는 것인가요?

A2. 한국에너지공단에서는 각 건물별로 에너지 데이터를 수집 및 분석만 하고 통제 및 제어는 하지 않습니다. 하지만 기후상관관계, 에너지 사용패턴, 요금상세내역, ZONE별 전기사용량, 전년대비 사용량 등 이곳에서 분석한 모든 자료들은 각 건물들로 보내지며 에너지 절감을 위해 최선의 노력을 다하고 있습니다. 또한, 에너지 경고메일링 서비스도 함께 행해지고 있습니다.

Q3. Energy Data Analysis Center 화면을 보면 전기에 대한 부분만 분석 및 관리하는 것 같은데 원래 BEMS(건물에너지 관리 시스템)가 전기에 대해서만 분석이 이루어지는 것인가요?

A3. 아닙니다. 한국에너지공단에서는 열에너지와 가스를 제외한 전기에너지에 대한 분석만 이루어지고 있지만, 실제로 BEMS(건물에너지 관리 시스템)는 조명, 동력, 공조, 온수, 냉난방 에너지원인 가스, 전기, 열 등에 대한 관리 및 분석을 목적으로 하고 있습니다. 그리고 이것은 건축물의 의도와 특성에 따라 정해지게 됩니다. 예를 들어서, 온실가스를 배출하는 공장건물의 경우에는 온실가스 감축을 위해 가스에 대한 관리 및 분석이 이루어질 수 있는 것입니다.

Q4. Energy Data Analysis Center 우측 하단에 위치한 “ESS TOC”을 보면 한국산업기술시험원 전력 충전량(354kWh), 충북대학교병원(281KWh) 등을 확인할 수 있는데 원래 BEMS에서 ESS에 대한 정보도 함께 관리 및 분석하나요?

A4. 원래는 그렇지 않았지만, K-MEG 통합운영센터(TOC), 한국형 마이크로에너지그리드가 확대되면서 단순히 건물에너지를 분석 및 관리하는 것뿐만 아니라 전력을 저장하고 전력 수요관리까지 실현하고자 하면서 BEMS시스템과 ESS시스템을 효율적으로 통합하게 된 것입니다.