기준선과 절감
기준선과 절감(M&V)
"작년보다 10% 덜 썼습니다"는 절감이 아닐 수 있습니다. 생산량이 줄었거나, 여름이 덜 더웠거나, 설비 하나가 고장 나서 멈췄을 수도 있습니다.
절감량은 직접 측정할 수 없습니다. 쓰지 않은 에너지는 계기에 찍히지 않기 때문입니다. 그래서 "개선 안 했으면 이만큼 썼을 것"이라는 기준선을 만들고 실측과 비교합니다. 이 과정을 M&V (Measurement & Verification) 라고 합니다.
1. 기본 공식
절감량 = 조정된 기준선 사용량 - 실측 사용량
- 기준 기간: 개선 전, 기준선을 만드는 기간 (보통 12개월)
- 보고 기간: 개선 후, 절감을 산출하는 기간
- 조정: 보고 기간의 생산량·기온 등 조건으로 기준선을 다시 계산
2. 기준선 모델 종류
| 모델 | 식 | 적합한 대상 |
|---|---|---|
| 고정 | 기준 = 상수 kWh | 부하가 일정한 설비, 조명 |
| 원단위 | 기준 = 생산량 × kWh/단위 | 생산 연동 공정 |
| 비전력 | 기준 = 유량 × kWh/㎥ | 압축공기, 펌프, 송풍기 |
| 시간 | 기준 = 시간대별 kW × 시간 | 스케줄 운전 설비 |
| 회귀 | 기준 = a + b×생산량 + c×CDD | 여러 변수의 영향 |
EnerOne 같은 시스템에서는 고정(baseline_fixed_detail), 전력-유량(baseline_power_flow_detail), 시간(baseline_power_time_detail) 세 가지로 시작하는 경우가 많습니다.
3. 원단위/비전력 기준선 예시
압축공기 설비를 인버터로 교체한 경우:
기준 기간 (교체 전 3개월)
- 총 전력: 360,000 kWh
- 총 토출 유량: 3,000,000 ㎥
- 비전력: 0.12 kWh/㎥
보고 기간 (교체 후 1개월)
- 실측 전력: 95,000 kWh
- 실측 유량: 1,000,000 ㎥
- 조정 기준선: 1,000,000 × 0.12 = 120,000 kWh
- 절감량: 120,000 - 95,000 = 25,000 kWh (20.8%)
단순 비교(월평균 120,000 vs 95,000)와 결과가 같아 보여도, 생산이 늘어 유량이 1,200,000㎥이 되면 차이가 커집니다. 기준선 보정 없이는 생산이 늘수록 절감이 사라지는 것처럼 보입니다.
4. 회귀 기준선
여러 변수가 영향을 줄 때는 선형 회귀를 씁니다.
일 사용량(kWh) = a + b × 생산량 + c × CDD + d × HDD
- CDD (Cooling Degree Days): 기준 온도 초과분의 합. 냉방 영향
- HDD (Heating Degree Days): 기준 온도 미달분의 합. 난방 영향
- 모델 품질 지표: R² (0.75 이상 권장), CV(RMSE)
import numpy as np
from sklearn.linear_model import LinearRegression
X = df[["production", "cdd", "hdd"]]
y = df["kwh"]
model = LinearRegression().fit(X, y)
print(model.coef_, model.intercept_, model.score(X, y))
- 필자 생각: 회귀는 강력하지만 현장 담당자가 이해하기 어렵습니다. 고객이 설명할 수 있는 모델(원단위, 비전력)을 먼저 쓰고, 회귀는 근거 자료로 붙이는 편이 받아들여지기 쉽습니다.
5. 비정상 조정 (Non-routine Adjustment)
기준선 모델에 없는 변화가 생기면 별도로 조정합니다.
- 설비 증설/철거
- 생산 품목 변경
- 운영 시간 변경 (2교대 → 3교대)
- 장기 정지
이런 이벤트는 사유와 함께 기록하고, 기준선 버전을 올리거나 조정량을 따로 남깁니다.
6. 상태와 버전 관리
| 상태 | 의미 | 수정 가능 |
|---|---|---|
| DRAFT | 작성 중 | O |
| CONFIRMED | 확정, 절감 산출에 사용 | X |
| EXPIRED | 적용 기간 종료 | X |
- 확정 후 수정이 필요하면 새 버전을 만듭니다
- 절감 결과에는 어떤 기준선 버전으로 계산했는지
baseline_id를 남깁니다 - 기준선을 자주 바꾸면 절감 실적이 조작처럼 보입니다. 변경 이력 화면이 신뢰를 지켜줍니다
7. 절감 산출 파이프라인
1. 대상 계기 집계 (baseline_target_meter)
2. 보고 기간 독립변수 조회 (생산량, 유량, 기온)
3. 조정 기준선 계산
4. 시간별 절감량 산출 → baseline_saving_hour
5. 시간대별 단가 적용 → 절감 금액
6. 배출계수 적용 → 절감 tCO2e
7. 일/주/월 요약 → baseline_saving_summary
시간 단위로 계산해 두면 시간대별 요금을 정확히 적용할 수 있고, 상위 기간은 합산만 하면 됩니다.
8. 화면 구성
- 기준선 vs 실측 라인 차트 (두 선 사이 면적 = 절감)
- 누적 절감량 차트
- 기준선 모델 정보 (식, 기준 기간, R²)
- 비정상 조정 이력
- 절감 금액, 절감 탄소 KPI
9. 참고 표준
- IPMVP: 국제 성과측정 및 검증 프로토콜. Option A~D로 측정 범위 구분
- ISO 50001: 에너지경영시스템. EnPI(성과지표)와 EnB(기준선) 개념
- ISO 50006: EnB, EnPI 수립 가이드