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에너지관리기사 실기 · 에너지사용량 집계와 TOE 환산

Energy Use and TOE Conversion

공장은 연료와 전력을 함께 쓰는데, 둘을 더하려면 각각의 열량을 석유환산톤(TOE)이라는 한 단위로 바꿔야 하고 그 총량을 생산량으로 나눈 값이 에너지 원단위다. 사용량을 모아 TOE로 환산하고 원단위를 내는 순서가 에너지 사용량 집계 문제의 기본 흐름이다. 그림은 중유와 전력의 TOE를 한 막대에 쌓아 합계를 적고, 그 아래에 원단위를 계산해 보여요. 중유 · 전력 사용량과 생산량 슬라이더를 옮기면 막대 길이와 원단위가 함께 바뀌어요.

서로 다른 에너지를 한 단위로

공장은 연료와 전력을 함께 쓴다. 이들을 더하려면 각각의 열량을 구해 석유환산톤(TOE)이라는 한 단위로 통일해야 하고, 그 총량을 생산량으로 나눈 에너지 원단위로 절감 성과를 평가한다.

🔑 TOE로 모아 더하는 원리
①1 TOE = 10⁷ kcal (석유 1톤이 내는 열량으로 정한 값)
②연료 TOE = 사용량 × 발열량 ÷ 10⁷
③전력 TOE = 사용량(kWh) × 860 ÷ 10⁷. 860은 1 kWh = 3,600 kJ를 열량으로 바꾼 값이고, 법령의 1차에너지 환산계수와는 다를 수 있다
④에너지 원단위는 총 에너지사용량(TOE)을 생산량으로 나눈 값이에요

연료 · 전력 사용량으로 TOE 집계하기

📋 주어진 조건 (예제)
①중유 저위발열량 = 9,750 kcal/kg (슬라이더로 바꾸지 않는 고정값)
②전력 열량환산 = 860 kcal/kWh (1 kWh = 3,600 kJ). 발전 단계를 반영한 1차에너지 계수와는 별개다
③1 TOE = 10⁷ kcal
④연료 슬라이더는 사용량(ton)만 바꾸고, 발열량은 위 값으로 고정해 환산한다
100 ton
200 MWh
500 ton
📏 집계 순서 (필답형)
①연료는 ton을 kg으로 바꿔 발열량을 곱하고 10⁷로 나누면 TOE예요
②전력은 MWh를 kWh로 바꿔 860을 곱하고 10⁷로 나누면 TOE예요
③두 TOE를 더하면 총 에너지사용량이 된다
④총 TOE를 생산량으로 나누면 에너지 원단위(TOE/ton)가 된다

지금 사용량의 집계 결과

연료 TOE
97.50 TOE
100×1000×9,750 ÷ 10⁷
전력 TOE
17.20 TOE
200×1000×860 ÷ 10⁷
총 에너지사용량
114.70 TOE
연료 TOE + 전력 TOE
에너지 원단위
0.2294 TOE/ton
총 TOE ÷ 500 ton
⚡ 원단위로 무엇을 관리하나
①원단위가 작을수록 제품 하나에 에너지를 덜 쓰는 공정이에요
②생산량이 늘면(분모 증가) 원단위가 작아진다
③에너지 사용을 줄여도(분자 감소) 원단위가 작아진다
④해마다 원단위가 어떻게 변하는지로 에너지 절감 성과를 평가해요

핵심 공식

석유환산톤
1 TOE = 107 kcal
서로 다른 에너지원을 하나로 묶는 기준 단위
TOE 통합 집계
TOE = Σ(발열량 × 사용량)107
연료 열량과 전력 열량을 더해 환산한다
에너지 원단위
원단위 = 총 에너지사용량생산량
제품 1톤을 만드는 데 쓴 에너지이며, 작을수록 효율적이다

정리와 시험에서 묻는 것

🎯 시험에서 묻는 것
①1 TOE = 10⁷ kcal, 1 kWh ≒ 860 kcal는 계산마다 쓰는 기본 값이다
②연료와 전력처럼 종류가 다른 에너지는 TOE로 바꿔야 더할 수 있다
③에너지 원단위 = 총 에너지사용량(TOE) ÷ 생산량이고, 작을수록 효율적이다
④전력은 2차 에너지예요. 여기서 쓴 860은 열량환산값이라 1차에너지 계수와 다를 수 있어요
⑤ton을 kg으로, MWh를 kWh로 바꾸는 단위 환산에서 틀리기 쉽다
📝 대표 기출 유형
①[기출유형] 중유 100 ton(발열량 9,750 kcal/kg)의 TOE는? (답: 100×1000×9,750 ÷ 10⁷ = 97.5 TOE)
②[기출유형] 전력 200 MWh(200,000 kWh)의 TOE는? (답: 200,000×860 ÷ 10⁷ = 17.2 TOE)
③[기출유형] 총 114.7 TOE로 500 ton을 생산했다면 원단위는? (답: 114.7÷500 ≒ 0.2294 TOE/ton)

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