업계, 태양열협동조합 설립
태양열발전 연구 개시
하이브리드시스템 보급 노력
태양열산업은 기술개발이 상당히 진척돼 보급 위주의 정책이 시행되고 있으며 다른 신재생에너지원에 비해 효율이 높기 때문에 에너지 절감효과 및 CO₂감축효과가 크고 경제성이 높아 산업화를 통한 제품의 신뢰성만 확보된다면 보급이 크게 증가 할 수 있는 분야다.
또한 고용창출 효과가 큰 중소기업형 산업으로 정부차원의 육성책 등이 요구되고 있으며 최근 이러한 국제적인 추세에 발맞춰 정부에서도 신재생에너지 보급에 대한 확대를 위해 지속적인 전략을 수립, 시행하고 있다.
정부는 그린홈 100만호 보급사업을 통해 태양열을 비롯한 신재생에너지를 보급하고 있는데 일반 주택에서 사용하는 에너지의 약 80%가 냉난방 및 급탕에 쓰이고 있어 태양열주택의 비중은 상당히 높다.
그러나 정부 예산이 대폭 삭감돼 업계는 힘든 상황에 놓이게 됐다. 지난해에는 그린홈 100만호 보급사업에 상반기 253억원, 추경 50억원(지열, 풍력 포함), 일반보급사업 30억원으로 연간 총 333억원의 예산이 투입됐다.
하지만 올해는 그린홈 100만호 태양열 보급사업에 120억원, 일반보급 사업에 30억원으로 총 150억원이다. 이는 지난해대비 45% 수준에 불과하다. 또한 지난해 580여세대의 보급사업을 진행한 기업도 올해는 겨우 수십대의 쿼터를 배정받았을 뿐이다.
상황이 이렇다보니 태양열업계는 여러 가지 다양한 시도와 자구노력을 벌이고 있다.
▲태양열로 전기를 생산
태양열시스템은 지금까지는 태양열을 이용한 온수 및 난방 등을 주로 이용함으로써 에너지원으로써의 범위가 제한적이었다.
선진국들을 보면 태양열을 국가별 특성에 맞게 유동적으로 활용하고 있는데 세계에서 태양열시장이 가장 큰 미국은 사막에 대규모 반사판을 설치, 태양열로 상당량의 전력을 생산해내고 있다.
태양열발전(CSP, Concentrating Solar Power)은 태양광전지(PV)로 전력을 생산하는 태양광발전과 달리 태양열을 집열판을 통해 저장한 다음 이를 이용해 물을 끓여 발생하는 증기로 발전터빈을 돌려 전기를 생산하는 방식이다.
태양열을 이용한 발전설비는 경제성·효율성이 높아 미국을 비롯 유럽, 이스라엘 등에서 발전규모가 점차 늘고 있으며 기술적인 연구도 활발히 진행되고 있는 상황이다.
올해 기준 건설 중인 태양열발전시설은 2,000MW로 해마다 배 이상 증가하고 있는 추세다. 이중 90% 이상이 PTC(Parabolic Trough Solar Collector) 방식이다.
국내는 아직까지 태양열발전에 대한 실증 및 연구가 제대로 진행된 적이 없었으나 최근 정부가 ‘100kW PTC 태양열발전 실증연구’ 과제를 추진키로 하고 선다코리아(대표 조승규)가 이 사업의 주관기업으로 선정되면서 실증사업이 급물살을 탈 것으로 보인다.
선다코리아는 이번 기술개발 과제를 통해 국내시장에서 발전플랜트기업과 태양열발전 통합시설을 접목한 ‘하이브리드시스템’의 해외시장 개척을 목표로 실증연구를 진행할 계획이다.
조승규 선다코리아 사장은 “PTC 태양열발전 기술개발을 통해 태양열을 이용한 전력 및 냉난방, 급탕 통합시스템을 구축할 수 있다”라며 “향후 5MW급 시범보급사업 및 일반보급사업을 통한 태양열발전 입찰참가자격 획득으로 해외발전시설 및 플랜트사업에 진출해 국내 인력시장 창출 기회와 집광 설계, 제작 등 장비 및 통합시스템 수출이 가능할 것”이라고 기술개발의 중요성을 밝혔다.
현재 태양열발전 플랜트는 스페인, 미국 등에 총 16기가 가동 중이며 PTC방식이 주류를 이루고 있다. 현재 건설 및 설계가 진행 중인 PTC 태양열발전은 스페인, 미국, 이탈리아, 알제리, 모로코 등 5개국에서 이뤄지고 있으며 연간 시장규모만 약 12조원에 이르는 것으로 평가받고 있다.
▲업계, 하나로 뭉쳤다
태양열산업은 정부지원이 지속적으로 감소하면서 위기상황에 처해 있다. 올해는 지난해보다 태양열 보조금이 절반 이상 줄어버렸기 때문이다.
태양광, 풍력 등 다른 신재생에너지원의 경우 협회 및 조합들이 정식 출범 돼 활발한 활동을 하고 있으며 정부의 정책에 대해서도 한 목소리를 낼 수 있지만 태양열분야는 그동안 이렇다 할 대표단체가 없었다.
이에 따라 관련업계는 현재의 위기극복을 위해 힘을 합쳐 업계를 대표할 단체를 구성키로 하고 본격적인 협의에 들어갔으며 ‘태양열협동조합(가칭)’ 출범을 준비 중이다.
초대 조합이사장은 조승규 선다코리아 대표가 선출됐으며 강남, 선다코리아, 그랜드쏠라, 세한에너지, 예한 등 5개사가 이사기업을 맡게된다. 조합회비는 제조사는 입회비 300만원, 연회비 200만원, 전문기업은 입회비·연회비 각각 100만원으로 책정됐다.
조승규 이사장은 “신재생에너지 역사에서 태양열분야가 35년으로 가장 긴만큼 태양열전문기업들이 함께 단결해 태양열의 우수성을 널리 알려 소비자에게 사랑받고 정부의 예산을 충분히 확보할 수 있도록 해야 한다”라며 “시공, A/S, 기술개발에도 적극 나서 태양열산업의 건전한 발전을 위해 최선을 다할 것”이라고 밝혔다.
태양열협동조합은 △조합 내 A/S센터 설립 △인센티브 확대 △에특자금의 태양열분야 지원 확대 등을 주요사업 방향으로 정하고 지속 추진할 계획이다.
조승규 이사장은 “조합설립으로 국가 산업 활성화 및 신재생에너지 보급확대, 태양열산업의 역할 정립과 위상 제고를 통한 저탄소 녹색성장에 기여할 수 있을 것”이라며 “태양열산업 활성화를 위해 우수기업을 발굴하고 지속적인 기술개발을 통해 수출산업화에 앞장서겠다”고 의지를 다졌다.
▲‘하이브리드시스템’ 보급 박차
업계는 태양열산업의 활성화를 위해 다양한 시도를 하고 있다.
선다코리아는 지난 5월 국내 최대 도시가스기업 삼천리, 냉동공조 전문기업 신성엔지니어링과 하이브리드시스템 보급을 위한 업무협약을 체결했다. 하이브리드시스템은 태양열을 이용해 온수는 물론 냉난방까지 가능하도록 설계된 차세대 시스템.
이에 따라 에너지원별 단일기기 중심으로 열원이 생산돼 왔던 기존 시스템에서 다양한 에너지원의 융·복합을 통한 하이브리드시스템 개발로 향후 새로운 시장을 창출할 수 있을 것으로 기대된다.
특히 소형열병합발전 등의 배열과 지역난방 중온수, 태양열 온수를 효과적으로 활용하는 가스 하이브리드 냉방시스템 보급 확대를 추진할 수 있게 돼 저탄소 녹색성장 및 효과적 수요관리에 큰 역할을 할 것으로 기대돼 태양열산업이 새로운 전환점을 맞게 될 전망이다.
그랜드솔라는 한라엔컴과 공동으로 태양열을 이용한 100kW급 개방형 제습냉방시스템을 개발하고 있다. 제습냉방시스템은 제습제를 사용해 유입공기의 습도를 낮추고 증발식 냉각장치로 냉각해 실내에 냉방을 공급하는 것이다.
이 시스템이 개발되면 하절기 전력피크 부하 저감 및 냉방 에너지원 다양화에 기여할 수 있으며 고효율 태양열 냉난방시스템 원천기술 확보를 통한 해외시장 개척에도 큰 역할을 할 수 있을 것으로 기대된다.
(주)강남은 흡수식 냉동기 전문기업 삼중테크와 공동으로 ‘태양열 하이브리드 흡수식 냉난방시스템 실증사업’을 진행한다. 이 시스템은 4계절 이용 가능한 시스템이라는 점에서 관련업계의 관심이 높은 기술 중 하나로 가스냉방 활성화 및 신재생에너지 보급 확대를 통한 국가에너지 수급 불균형 완화에 크게 도움이 될 것으로 기대된다.
태양열 하이브리드시스템은 태양열 집열기를 이용해 물의 온도를 90℃ 이상으로 올려 겨울철은 난방에 활용하고 여름철에는 열원을 흡수식 냉동기에 공급해 물의 온도를 낮춰 냉방을 하는 원리다.
업계에 따르면 ‘태양열·가스냉방 하이브리드시스템’은 냉난방 부하율을 낮추는데 최적화됐을 뿐 아니라 신재생에너지 설치 의무화를 해야 하는 지자체의 청사에 적용할 경우 태양열이라는 신재생에너지를 이용함과 동시에 가스냉방의 활용으로 지식경제부에서 추진하고 있는 ‘가스냉방 공공기관 의무화 정책’과도 부합하게 된다.
업계의 한 관계자는 “태양열 집열량이 증가할수록 연료소비량이 감소하고 부분부하시에는 태양열만으로 냉방 운전이 가능하다”라며 “냉방 및 난방 부하가 없는 환절기에는 태양열설비를 급탕용으로 활용해 상시 태양열의 효율적인 이용도 가능하다”고 설명했다.
[태양열을 선도하는 기업들]
▲선다코리아
선다코리아(주)는 지난 2007년과 2008년, 2년 연속으로 에너지관리공단에서 지정하는 신재생에너지 설치, 관리 우수전문기업으로 선정되는 등 기술력을 인정받았다.
선다코리아는 태양열과 흡수식 냉동기를 결합한 시스템을 공급하고 있다. 그동안 겨울철 난방, 급탕부하를 담당했던 태양열을 여름철에 생산되는 열량을 이용해 냉방부하를 담당하는 흡수식과 결합한 ‘태양열 하이브리드 냉방시스템’을 보급하며 태양열업계를 주도하고 있다.
태양열 하이브리드시스템의 발판이 된 것은 기존 평판형 태양열집열기에 비해 120℃ 이상의 고온을 낼 수 있는 단일진공관 태양열집열기의 개발이다.
조승규 선다코리아 사장은 “온수는 주로 겨울철에 많이 사용하고 여름철에는 온수량이 줄어들어 겨울철에 맞춰 태양열 설계가 이뤄지면 여름철 태양열 생산열량 수요처가 없어 과열되는 문제가 많았다”라며 “그러나 하이브리드시스템은 여름철 생산된 태양열을 냉동기 가동 열원으로 사용함으로써 기존 난방 및 급탕 부하량이 많은 겨울철과 냉방부하가 많은 여름철에도 지속적인 에너지절감 효과를 극대화할 수 있어 CO₂를 저감할 수 있다”고 밝혔다.
선다코리아는 태양열 하이브리드시스템을 디아지오코리아의 이천공장(80RT)에 처음 설치한 이후 안산공업고등학교(80RT), (주)경농(40RT) 등에 설치해 호평을 받고 있다.
선다코리아는 지난 3월 ‘국제 태양열 이용 세미나’를 개최해 전세계 바이어들을 초청, 자사의 최신기술이 집약된 태양열 시스템을 선보였다. 국내 태양열 기업이 국제세미나를 개최한 것은 업계 최초다.
이 자리에서 신제품 기술세미나를 갖고 태양열냉난방시스템, ptc집광형 집열기 등을 바이어들에게 소개해 호평을 받았다.
또한 최근 국내 최대 도시가스기업인 삼천리와 태양열 하이브리드시스템 보급 확대를 위한 MOU를 체결한 선다코리아는 현재 대용량으로 태양열 냉난방을 설치했으나 향후 냉동기 소형화 개발에 착수해 주택에도 태양열 냉난방 보급과 PTC 태양열을 이용해 전기를 생산하는 태양열발전사업도 준비하고 있다.
▲그랜드솔라
(주)그랜드솔라는 고효율 태양열집열기의 보급을 통해 에너지를 절약하고 지구온난화의 주범인 온실가스를 근원적으로 줄이는데 기여하고 있다.
그랜드솔라는 전국적인 판매망과 전문인력을 갖춘 A/S센터를 운영하고 있으며 지구온난화의 원인인 화석연료 사용 억제 및 에너지절약을 위한 고효율 태양열 제품생산을 위한 자동화설비를 구축하고 있으며 철저한 품질관리도 실시하고 있다.
해외진출도 활발히 진행해 회사설립 첫 해에 중국의 Vantage社와 태양열온수기 독점공급계약을 체결했으며 2007년 독일에서 열린 ‘Freiburg Inter Solar(국제 태양열기기 전시회)’에 참가해 외국 바이어들의 주목을 받았다.
그랜드솔라는 그동안 태양열사업의 산업화 체계를 구축하기 위해 내수시장과 수출을 통한 기업발전을 경영목표로 자동화 설비를 자체 제작해 전문화된 외주가공업체로 이관 후 해당 부품을 현지에서 생산하는 체계를 구축, 단기간에 전문화된 기술개발과 원가절감으로 고품질 제품을 생산하고 있다.
특히 실용신안으로 등록된 초음파 용접기술은 국내에서 독보적인 기술로 평가받고 있으며 ‘동파이프 자동 브레이징 용접기술’은 수작업에서 자동 용접으로 전환해 대량생산과 균일한 용접품질 확보가 가능해졌다.
이같은 성과는 태양열산업의 경쟁력을 한 차원 높이는 초석이 되고 있으며 여기서 생산된 태양열 집열기는 국내 태양열업계 최초로 영국의 ‘파이낸셜트레이딩 & 애널리틱社’와 수출 계약을 맺기도 했다.
그랜드솔라는 신재생에너지 태양열산업이 단기적으로는 오는 2013년, 장기적으로는 2030년까지 지속적인 성장 가능성이 있다는 판단 하에 중장기 전략을 수립 중이며 태양열과 바이오메스의 병합시스템을 이용한 주택용 난방 및 급탕시스템, 산업용 냉난방시스템, 태양열 병합 발전시스템 등 독일 및 오스트리아 업체와 협력해 국내 기후환경에 적합한 제품을 개발하고 있다.
그랜드솔라는 국내 기업 최초로 2009년에 호주의 태양열 ‘GLOBAL MARK’ 인증을 받은데 이어 지난 7월 미국 SRCC 태양열 집열기 인증을 획득함으로써 태양열 집열기 성능 및 품질의 우수성을 인정받았다.
특히 최근 태양열 집열기를 이용한 냉난방시스템 개발 정부과제에 참여함으로써 여름철 전력부하 감소 및 온실가스 감축에도 기여하고 있다.
▲강남
(주)강남은 지난 1979년부터 태양열온수기 생산을 위한 연구개발을 시작했다. 1988년 태양열집열판 개발 및 시공 판매한데 이어 1994년에 국내 최초로 열매체축열식 태양열온수기를 개발.보급하기 시작하면서 관련시장을 주도했다.
1996년 환경마크사용 인증서 획득, 1995년 ISO9002 품질시스템인증획득, 1998년 축열식 심야보일러 및 온수기 출시, 1998년 KS인증(주택용태양열온수기), 2003년 ISO9001/2000인증획득, 2004년 태양열보일러 ‘SOLBIA’를 개발·출시했다. 현재 강남은 국내 태양열온수기의 70%를 공급하고 있다.
한때 태양열산업에 정부의 신재생대체에너지 정책혼선과 업체 난립에 따른 저가 및 부실한 시공 및 A/S 등이 문제로 대두된 적이 있다. 이는 곧바로 태양열주택에 대한 소비자들의 총체적인 신뢰 상실로 이어져 태양열시장은 급속도로 악화됐다.
하지만 2005년 박근성 대표가 취임한 이후 연구개발 및 시설투자에 주력했다. 먼저 태양열이용 냉난방시스템연구 개발 박차를 가하기 위해 2006년 신재생에너지 전문기업 등록과 함께 기술연구소를 설립, R&D에 박차를 가했다. 또한 제조시설의 현대화와 자동생산라인을 구축하는 한편 제품 표준화와 생산성 향상에도 진력했다.
이같은 노력으로 ‘2008대한민국 에너지대전’에서 박근성대표가 지식경제부장관 표창 수상의 영광을 안기도 했다. 지난 2008년 국내 보급확대와 유럽 수출을 위해 유럽 공식 품질인증마크인 솔라키마크(solar key mark)를 획득했다.
하지만 올해 정부 지원예산이 절반 이상 감소하고 그린홈 보급 물량도 대폭 감소함에 따라 태양열업계 전체가 위기에 처했고 박근성 대표가 지난 6월 돌연 사퇴하는 등 힘든 상황을 맞았다.
하지만 강남은 이에 굴하지 않고 이미 국내에서의 입지를 굳힌 후 올해는 글로벌 시장에 본격적으로 이름을 알린다는 계획이다. 이미 지난해 독일과 1,000만달러의 수출계약을 성사시켰으며 올해 유럽에서 70억원의 수출목표를 세우고 있다.
▲세한에너지
세한에너지는 대구·경북지역을 대표하는 태양열집열기 전문 생산업체로 생산과 설계, 시공까지 전 공정을 아우르는 토탈서비스시스템을 제공하고 있다.
세한에너지는 지난 2006년 독일의 파라디그마사와 기술제휴를 통해 중·고온 태양열집열기를 개발했다. 2007년에는 태양열 우수연구기관인 인하대학교와 함께 냉·난방 시스템 및 산업공정열에 적합한 이중진공관형 집열기(SHCCPC1512)를 생산했다. 이중진공관형 집열기로 신재생에너지설비 인증을 따기도 했다.
이 제품이 진공관을 이용하는 것이 가장 큰 특징으로 이중 진공관은 유리관과 유리관 사이를 진공상태로 만들어 알루미늄 코팅을 해 모은 열이 새지 않도록 최대한 잡아주는 역할을 하는 세한에너지만의 특허 기술이다.
세한에너지는 이같이 뛰어난 기술력으로 지난해까지 태양열 주택보급사업을 통해 모두 200여 가구에 제품을 설치했다.
여기에 특수집광형 반사경(CPC반사경)을 이용해 진공관 상·하부 모두에서 집열할 수 있도록 만들었다. 이 두가지 시스템으로 최대 300℃까지 설비 내부 온도를 높일 수 있다. 대부분의 태양열은 물이 끓는 온도인 100℃이상을 넘지 않는다. 중온의 온도까지 열을 낼 수 있어 건물이나 농·수산업의 난방은 물론 산업공정열과 태양열열발전에도 적용이 가능할 것으로 보인다.
세한에너지는 대구공업대학, 포항 한동대학교, 충남 공주, 경남 거창군 등 전국 각지에 꾸준히 태양열시스템을 보급했으며 현재 지자체에서 추진하는 보급사업에 중점을 두고 있다.
올해는 집열효율이 향상된 베란다 파사드형 이중진공관 집열기를 개발해 ‘그린홈100만호사업’을 통한 가정용 태양열 온수, 난방 시스템에도 적용됐다.
세한에너지의 관계자는 “경북도내 연간 300가구에 태양열시스템을 설치할 경우 5,000여명의 고용창출과 85억원의 경제적 효과를 창출 수 있을 것”이라고 밝혔다.