도시 에너지 공급·활용 극대화
에너지원 적재적소 필요시 공급
온실가스 저감·환경개선 효과 우수
광역에너지네트워크는 말 그대로 도시 전체의 네트워크를 통해 에너지를 효율적이고 통합적으로 운영하는 기술이다. 즉 도시 에너지 공급과 활용의 극대화를 꾀하는 것이다.
광역에너지네트워크 시스템은 석유와 같은 기존의 에너지원뿐만 아니라 신재생에너지 등 다양한 에너지원을 적재적소에 전달하는 기술이다.
에너지네트워크는 일반 가정에서 쓰지 않는 공간까지 들어오던 냉난방을 차단·제어하고, 필요한 곳에는 더 보내는 등 개별적인 제어 및 관리가 가능하다. 에너지 낭비가 없는 합리적인 사용이 가능해지는 것.
유럽 등 해외에서는 이 같은 제어시스템이 잘 구축돼 있다.
하지만 주로 소규모 집단에너지 기술이 발달돼 있어 우리나라와 같이 광역권 도시가 발달한 나라에는 실제 적용에 맞지 않는 부분이 있다. 그럼에도 국내 에너지네트워크 관리 시스템은 ABB 등 외국계 기업들의 기술로 대부분 관리되고 있는 실정이다.
해외 시스템의 국내 운영은 A/S나 필요한 추가 옵션 등의 요청과 설치가 원활하지 않은 문제가 있었다. 그렇게 시작된 것이 바로 광역에너지네트워크 연구다. 더 넓은 지역에 개별적이고 세밀한 에너지 제어관리기술을 국내 실정에 맞게 운전자들의 현장의 소리 하나하나를 반영했다.
광역에너지 이용 네트워크를 구축하기 위해 기술개발이 필요한 핵심 분야로는 IT기술과 접목한 광역 네트워크 열공급 최적화 통합시스템 구축기술, 발생되는 배열을 이용한 미활용에너지 이용기술, 다양한 열원을 이용한 열수송 및 축열기술 등이다.
그러나 이러한 연구에도 적용처를 확보하지 못해 실용화되지 못한 문제점이 있었다. 이 때문에 시범사업 선정 및 구축, 현장적용을 통한 핵심기술 개발 및 상용화 모델 도출이 절실한 상황이었다.
◆ 에너지 저소비형 인프라 구축
광역에너지 공급 및 네트워크를 구축함으로써 자립형 에너지 도시와 산업단지를 확립할 수 있다.
첫째로 광역에너지는 에너지효율이 높은 시스템으로 도시에너지의 20~30%를 절약 가능케 한다. 또 첨단 에너지 공급으로 도시의 가치를 증대시킨다.
다음으로 안정성이 뛰어나다. 자립형 에너지원의 확보(전기 및 열원 생산)로 안정적인 에너지 수급을 가능케 한다. 즉 정전사태와 같은 비상시에도 도시 기반시설의 운영을 가능하게 한다.
셋째로 청정에너지원 사용에 따른 온실가스 저감 등 환경개선 효과를 가지고 있다. 단 집단에너지 공급의 발전시설은 환경영향 평가에서 제외한다.
마지막으로 쾌적성과 편리성이 높다. 에너지 중앙공급을 통해 24시간 연속 난방 등 사용자 중심의 에너지 환경이 구축되는 것이다.
에너지원은 안정적으로 쓰고 싶을 때 쓰고 싶은 곳에 사용할 수 있어야 한다. 그러려면 다양한 에너지원의 통합적인 이용이 필요하다.
광역에너지네트워크 연구단은 이러한 솔루션 개발을 위해 IT기술, 최적화 기술을 이용한 시스템 개발을 한 지 3년을 맞았다.
김래현 서울산업대 광역에너지네트워크 연구단장은 “결국 에너지를 효율적으로 쓰기 위해서는 가장 높은 온도에서 낮은 온도까지 모두 쓸 수 있어야 하며, 열원을 원하는 곳에 원하는 온도로 보내고 어떻게 열 생산계획을 잘 짤 것인가가 중요한 문제”라고 말한다.
버려진 열원(미활용에너지)을 이용하는 데 중요한 것이 히트펌프와 장거리 열수송과 저장 기술이다.
현재 이를 위해 광역에너지네트워크 연구단은 통합관리 최적화 및 기술평가 시스템 기술, 하수 열원을 이용한 2000RT급 터보열펌프 개발, 광역에너지 이용 장거리 열수송 및 저장 최적화 기술을 연구하고 있다.
이를 통해 연간 128만 TOE의 에너지를 절감할 수 있을 것으로 연구단은 예상한다.
연구단의 최종목표는 에너지 생산단가를 최소 3% 이상 절감하는 광역에너지네트워크 최적화와 통합관리시스템 구축이다. 핵심기술개발 및 시범사업의 1단계는 2007년부터 2010년까지 강남지역 지역난방공사와 연계해 수서지구의 실시간 데이터를 통한 네트워크 시스템 시연을 한 결과 성공적으로 마무리했다. 2단계는 실용화ㆍ사업화 모델로 2010년 10월1일부터 2012년 9월 20일까지 2년간으로 중랑, 마곡 지구 등 도시주거형 사업화모델 적용, 부천·시화 단지 산업단지형 사업화 모델 적용을 통해 실용화 및 경제성을 평가할 계획이다.
김래현 연구단장은 2012년부터 상용화와 신규사업 창출을 목표로 “세계수준의 사업화 모델을 통한 신규사업 창출로 수익 극대화를 추구하겠다”고 야심차게 말했다.
현재 광역에너지네트워크연구의 사업화에 따른 기대효과로 생산단가의 3~5% 절감, 연간 752억원의 수입대체효과(2012년 기준 80%대체)와 연간 738억원의 수출효과(세계 시장 점유율 5% 기대)가 기대된다.
또 국가 기가산업의 외국 의존도를 탈피하고 에너지 최적화 기술 인력 양성도 기대하고 있다.