[데일리비즈온 이은광 기자] 신재생에너지 중 하나인 수열에너지에 대한 관심이 증가하고 있다. 자연 상태에 존재하는 에너지원으로 이용할 수 있는 양이 무한하고, 대규모의 열 수요도 충분히 만족시킬 수 있기 때문에 한국형 그린 뉴딜에 적합하기 때문이다. 이에 정부는 그린뉴딜 대표사업으로 육성한다고 발표했다. 

수열에너지는 지난 2015년에 신재생에너지의 하나로 지정된 자원으로, 해수 표층에 저장된 ‘열에너지’를 말한다. 주로 건물의 냉·난방, 농가나 산업체 등에 필요한 열원으로 이용한다. 

수열에너지 원리(한국에너지공단)
수열에너지 원리(한국에너지공단)

히트펌프를 통해 냉방 시 건물의 열을 물을 통해 방출하고 난방 시 물에서 열을 얻어 건물 안으로 공급하는 원리로 운영된다. 

수심 100~200m 이상, 5℃ 이하의 차가운 해수를 이용하면 직접 열 교환에 의한 냉방이 가능하고, 깊은 바다에서 분출되는 열수를 이용하면 직접 열 교환에 의한 난방이 가능하다. 

특히 수열에너지는 에너지원으로 무한하게 사용 가능하기 때문에 대규모의 열 수요도 충분히 만족시킬 수 있다. 한편 수열에너지의 범위는 해수 표층이었으나 최근에는 하천수로까지 확대 됐다. 

정부가 지난 6월 수열에너지를 그린 뉴딜의 대표사업으로 정하면서 발표한 ‘친환경 수열에너지 활성화 방안’에는 융복합 클러스터 조성해 맞춤형 제도개선과 시범사업 추진, 핵심 기술개발 등 중장기 실행 계획을 담았다. 

우선 춘천 등 수열에너지 시범사업을 통해 재생에너지 분야에서 하천수·댐용수·원수 등을 대상으로 하는 수열에너지 사업의 효과를 검증하고 확산을 위한 교두보를 마련한다는 계획이다. 

2027년까지 소양강댐을 활용해 강원도 춘천에 강원 수열에너지 융복합클러스터를 조성한다는 것으로, 이는 현재 국내 최대 규모인 롯데월드타워(3,000RT)의 5배가 넘는 규모다.

이에 허영 더불어민주당 의원은 춘천 에너지 산업 육성을 위해 ‘에너지산업융복합단지의 지정 및 육성에 관한 특별법’ 개정안을 발의하기도 했다. 

허 의원은 “춘천의 수열에너지 융복합 클러스터는 정부가 중점 추진하고 있는 그린 뉴딜과 데이터 뉴딜을 가장 잘 구현할 수 있는 한국형 뉴딜 선도 사업”이라며 “춘천의 향후 100년을 책임질 수 있는 미래 전략산업으로 육성해 양질의 일자리 창출하고 지역경제 활성화에 기여하도록 하겠다”고 말했다.

롯데월드타워
롯데월드타워

국내외 해수에너지 활용사례

롯데월드타워는 국내 최대 규모의 수열 냉난방 시스템을 적용해 운영하고 있는 곳이다. 팔당댐에서 흘러오는 물을 광역상수도 배관 내 원수(1,200,000)의 수온차를 이용하여 ‘광역상수원 이용방식’으로 원수 50,000을 송파대로를 통과하는 수로관으로 돌려 열원으로 활용하고 있다. 

이는 제2롯데월드 냉난방의 10~20%를 책임지고 있으며 지난 2014년 11월부터 사용되기 시작했다. 이 원수는 롯데월드몰 지하 6층 에너지 센터에서 원수관로(지름 80cm)를 통해 유입되고, 열 교환기(3대), 히트펌프(6대) 등의 설비를 거친다. 이러한 과정을 통해 3000RT(냉동톤, 10.5MW 상당)의 냉난방 용량이 생성되며 이는 수열에너지만으로 약 2시간을 냉난방할 수 있는 양이다. 

춘천 네이버 IDC(Internet Data Center)도 수열에너지를 사용 중이다. IDC는 인터넷에 연결되는 서버 등 네트워크 장비를 한곳에 모아 관리하는 시설로 많은 전력을 소비해 항상 열이 많이 발생하기 때문에 냉각 설비가 반드시 필요하다. 네이버 IDC에서는 서버에서 발생하는 열을 식히기 위해 K-water가 관리하는 소양강댐 심층냉수를 이용하고 있다. 소양강댐의 총 저수용량은 29억 톤이며 연평균 수온은 7~8℃이다. 이 중에서 사용되는 5~6℃ 심층냉수는 5억 톤 규모이다.

이 외에도 국내 하수 수열원을 사용하고 있는 곳이 증가하고 있다. 현재 용인 하수열재생시설, 대구 서부하수처리장, 울진 하수처리장, 강서지구 시뮬레이션, 마곡지구 서남물재생센터, 경주 토비스콘도 등이다. 

(K-water)
(K-water)

해외에서도 하수 수열원을 활용한 사례들이 많다. 유럽을 비롯한 미국, 일본 등에서는 1960년대부터 건물, 농업, 교육시설 등에 수열에너지를 사용해 왔다. 특히 일본의 경우 지역냉난방에 적용할 수 있는 수열원 히트펌프 개발이 1970년대부터 활발하게 진행되어 왔다.

일본은 하코자키 개발 지구에 최초로 하천수를 이용한 지역냉난방 사업을 도입했다. 하코자키 지구는 열수요밀도가 높고, 다양한 용도의 건물이 많아 열수요량이 평준화되었으며, 계획적인
개발로 건설공정, 열 수요계획이 명확해 지역냉난방사업을 진행하기 좋은 조건을 갖추고 있다. 스미다(Sumida)강 하류에 위치했으며 남쪽에는 도쿄만에 연결된 수로에 의하여 둘러싸여 있다.

열원으로는 스미다강의 하천수열을 이용하고 기본적으로 이 지역에 공급하는 열 전량을 하천의 수열로만 감당하고 있다. 열 공급 구역면적은 동경도 중앙구 하코자키지구의 일부 약 278,000㎡이고, 수요처는 업무용 빌딩 5동, 주택 100호 이며, 열 제조 플랜트는 삼정창고 상기빌딩 지하3층에 1,633㎡ 규모이다. 

하수 수열원의 경우 일본 외에도 스웨덴, 노르웨이와 같은 북유럽국가에서 널리 활용되고 있다. 하수처리수와 생활하수가 각각 사용되고 있으며, 보통 전기보일러를 대체해 지역냉난방시스템으로 활용하고 있는 것으로 알려졌다.

노르웨이는 오슬로 sandvika 지역, 오슬로시 스코얀웨스트, Baerum Fjernvarme, 바륨 산드웍카 지구 등이 있으며, 스웨덴은 스토콜롬 하마비, 마루메시, 스토콜롬 우프사라시 등에서 이용 중이다. 


 

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