▲ 김시헌 이큐브 대표
[투데이에너지 강은철 기자] 지구온난화에 대한 대응의 일환으로 온실가스 감축을 위해 강제적인 기능의 에너지목표관리제가 실행되고 논란이 있었지만 배출권거래제도 내년부터 시행을 앞두고 있다.

산업체도 온실가스 감축을 위해 전반적인 공정을 진단, 에너지저감기술로 에너지를 절약해 오염물질 배출을 감소시키고 이 과정에서 줄어든 온실가스로 탄소배출권을 확보하는 데에 노력하고 있다. 이러한 사회적인 요구와 에너지저감기술의 발달로 우리 주변에 많은 부존량이 존재하고 있지만 여러 가지 문제로 활용되지 못하는 미활용에너지의 대한 관심도 나날이 증가하고 있다.

■미활용에너지

미활용에너지는 자연에너지 중 활용이 도시환경에 생태학적으로 크게 영향을 주지 않는 에너지(온도차에너지)와 경제적 가치나 이용방법 한계 등으로 더이상 사용하지 못하고 자연계로 최종 배출되는 에너지(도시폐열)를 일컫는다.

자연에너지 중 미활용에너지를 다시 분류하면 자연적인 것과 인위적인 것으로 나눌 수 있는데 인위적인 에너지는 인간의 활동으로 만들어졌지만 버려진 에너지를 재이용하는 것이다.

자연적인 미활용에너지의 대표적인 것은 3면이 바다인 반도 국가의 이점으로 보유하고 있는 바다의 해수, 산지가 70%를 넘는 지형적 부분에서 얻을 수 있는 하천수, 연중 강우에 의해 늘어나고 증발되는 호수와 지하로 유입되는 지하수가 있다.

지하수, 해수, 폐수처리장 폐수, 지역난방의 리턴수 등 많은 온도차 에너지원을 히트펌프를 이용해 60℃에서 90℃의 온수를 생산하는 시스템은 많은 곳에서 이미 운용하고 있다.

■히트펌프

미활용에너지 로드맵을 통해 정부가 선택한 전략품목은 △배기가스 열 회수 시스템 △수(물)열원 냉난방 열에너지 네트워크 △플랜트 배열이용 온도차 발전 △지능형 전력망과 연계한 미활용 에너지 공급시스템 방안 등 4가지 분야이다. 하지만 이밖에도 많은 분야에서 미활용에너지가 회수돼 온실가스 감축에 크게 기여하고 있다. 미활용에너지 중 물을 이용하는 온도차에너지를 활용기술의 핵심은 히트펌프시스템이다. 히트펌프가 없다면 온도차에너지 이용이 열교환기 수준에 머물러 미활용에너지 활용에서는 히트펌프가 아주 중요하다.

히트펌프는 구동 방식에 따라 전기식과 엔진식, 열원에 따라 공기열원식, 수열원식, 지열원식 등으로 구분된다. 히트펌프 중 흡수식 히트펌프는 열을 주된 동력원으로 하는 히트펌프로, 일반의 히트펌프가 전력이나 엔진으로 컴프레서를 구동하고 동력원으로 삼고 있는 것에 반해 엔진이나 보일러의 폐열만으로 동작하는 장점이 있다.

바로 여기에 미활용에너지를 대용량으로 사용해 지역냉난방을 수행할 수 있다. 하수구로 버려지는 하수의 열, 지하수의 열, 냉방 시 배출되는 냉각수의 열, 지역난방 후 돌아오는 리턴 수 등은 훌륭한 회수 열원으로 이용될 수 있다.

흡수식 히트펌프는 공급하는 에너지비용의 40%를 절약할 수 있고 공급하는 온수의 온도를 압축식에서는 불가능한 95℃까지 높일 수 있어 난방과 급탕, 산업의 공정용, 더 나아가 지역 냉방까지 이용할 수 있다.

스팀히트펌프는 온수를 넘어 120℃에서 165℃의 스팀을 만들어서 식품 및 음료업체의 살균 공정, 화학, 약품 및 음료업체의 농축 공정, 제지 및 약품 업체의 건조 살균, 증발, 농축, 멸균 공정 등 증기를 사용하는 모든 산업 공정과 분산형 난방 등에 사용될 수 있다.

현재 운영되고 있는 업체를 살펴보면, 스팀 수급 방식, 공정 환경, 운전조건 등 여러 가지 조건에 따라 다르지만 스팀히트펌프를 운영해 에너지사용량을 20%에서 40% 정도 절감하고 있다.

■맺음말

미활용에너지의 활성화를 위해 3가지 과제가 있다. 우선 정부 지원 운용을 선 시공, 후 지원으로의 전환적 사고가 필요하다. 정부의 지원은 아직 경제성이 확보돼 있지 않으나 온실가스 감축 등의 미래를 위해 투자를 염두에 두고 예산을 이용해 지원하는 것이다.

지정돼 있으면 무조건 지원하다보니 절감 효과가 크지 않은 경우도 있어 예산을 낭비한 사례도 있다. 불필요한 예산 낭비를 방지하고 효율성 없는 기술은 시장에서 걸러지고 신뢰성 있는 기술은 더 한층 발전할 것이다.

미활용에너지에 대한 역차별 문제는 개선해야 한다. 공공이던 민간이던 건축물을 신축할 시 에너지사용량의 일정 비율을 신재생에너지로 도입해야 한다.

미활용에너지는 이미 신재생에너지보다 공사비가 낮아 경제성을 확보해 지원이 필요없지만 신재생에너지가 아니라는 이유로 건설 현장에서 도입되지 못한 사례가 많다. 세종특별자치시 첫마을 시범단지, 서울특별시 신청사, 동대문 디자인프라자&파크 등 많은 사례가 있으며 앞으로도 계속 발생할 것이다.

유럽 등 다른 국가에서는 히트펌프를 이용하는 수열, 자연열을 재생에너지로 지정했지만 우리나라에서는 미활용에너지의 신재생에너지 지정을 수년 전부터 추진했지만 현재는 포기했다.

최근 발전소 온배수의 문제처럼 관련 집단에 이해관계에 따라 자연적이 아니고 인위적이니 하는 무지에서 오는 갑론을박으로 시간을 낭비, 미활용에너지를 찾아 쓰지 못하고 국가적인 낭비를 지속하고 있다. 지원이 필요 없는 미활용에너지를 신재생에너지 여부에 관계없이 자유롭게 적용하게 해야 한다.

히트펌프 기술 개발에 많은 투자를 해야 한다. 물론 많은 대기업들이 많은 투자해 공기열원 히트펌프 기술은 전세계 어디에 내놔도 뒤쳐지질 않는다.

하지만 미활용에너지 회수에 많이 활용하는 수열원 히트펌프 중 대용량과 소용량은 그런데로 국산화돼 있지만 대형 업무용이나 상업용건물에 적용할 200RT 이상 800RT 규모의 국산 고품질 히트펌프가 중소, 중견기업에서 많이 개발돼 지속적으로 확대되는 시장에 대비하고 온실가스 감축에 기여해야 한다.

 

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