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스페셜리포트

[ZEC 2세부 총괄] 서울에너지공사

Cascade 활용 열 네트워크 에너지효율 향상



서울에너지공사(사장 박진섭)는 Smart ZEC 과제의 총괄기관이자 2세부과제인 ‘Cascade 열활용 지역냉난방 최적화 기술개발’ 주관기관이다.

이에 따라 이번 과제의 총괄연구전략을 수립, 구체화하고 단위사업의 통합 연계운영을 위한 기술 및 운영관리를 수행하며 Smart ZEC의 국내·외 홍보전략을 기획하고 있다.

세부과제인 ‘Cascade 열활용 지역냉난방 최적화 기술개발’의 핵심목표는 열수요에 따른 최적 열생산 기술을 캐스케이드(cascade) 방식으로 운영함으로써 열 네트워크 전체 에너지효율을 향상시키는 것이다.

서울에너지공사는 2세부과제 주관기관으로서 지역난방 회수열을 이용한 4세대 캐스케이드 실증사업을 진행하고 있다. 참여기관인 고등기술연구원은 광역-분산형 저온 미활용에너지 분석 및 열 네트워크 케스케이드 공정을 설계하는 역할을 맡고 있다. GS파워는 광역망 공급 지역난방 열원을 이용한 연료전지 폐열회수시스템을 실증한다. 고려대와 센추리는 유기랭킨사이클의 시뮬레이션 모델개발 및 최적실증을 수행한다. 더블유에이테크놀러지는 마곡지구의 열배관망 적정 해석모델을 개발하고 브이피코리아는 열네트워크 최적 운전관리플랫폼을 구축하고 있다.

4세대 지역난방 필요성 대두
현재 지역난방시스템은 화석연료 중심의 고온 열공급 방식으로 운영되고 있다. 지역난방 시스템의 핵심기술은 가스복합을 이용한 열병합발전으로 에너지효율성이나 대기오염물질 배출 측면에서 일반적인 화력발전 및 난방방식에 비해 많은 장점을 갖고 있다.

하지만 최근 환경문제의 중요성이 강조되고 분산형 열원기술과 ICT기술이 발전함에 따라 친환경 열원과 중저열원을 이용하는 분산형 열 네트워크인 4세대 지역난방이 대두되고 있는 상황이다.

특히 2025년부터 민간의 제로에너지빌딩이 의무화되는 등 기존의 고온 열수요보다는 중저열원 수요가 늘어날 전망에 따라 이를 위한 캐스케이드 열공급 방식의 필요성이 증가하고 있다.

광역 열 네트워크 실증
캐스케이드 열 네트워크 실증은 서울에너지공사가 열을 공급하고 있는 서울 마곡지역에서 진행되고 있다. 구체적으로 지역난방 회수열을 이용한 중저열원 난방, 연료전지 배열을 이용한 H2P 실증, 재생가능에너지 및 미활용 에너지를 이용한 공동주택 및 제로에너지빌딩 냉난방 실증사업 등이 진행된다.

이번 사업을 통해 미활용 및 재생가능에너지 확대와 광역 열 네트워크 최적운영 실증이 기대된다. 또한 중저열원 열원시스템 관련산업, H2P, P2H 등 에너지열-전기 전환, 통합 열시스템 운영 등 다양한 에너지신사업분야가 성장할 수 있는 기반이 마련될 예정이다.

서울에너지공사의 관계자는 “이번 실증과 같이 미활용 열에너지 및 신재생에너지를 대단위 지역난방에 통합적으로 활용하는 것은 미세먼지와 기후변화와 같은 대도심의 에너지·환경문제 해결을 위해 꼭 필요한 기술”이라며 “지능적인 에너지이용기술을 바탕으로 여러 참여기관들과 긴밀한 협업을 통해 ‘스마트에너지시티 서울’ 기반 조성에 최선을 다할 것”이라고 강조했다.

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