환경부가 추진하는 그린뉴딜사업의 핵심은 지난해 하천수가 신재생에너지로 새롭게 포함된 수열에너지다.
환경부는 지난 6월 국무회의에서 수열에너지를 그린뉴딜의 대표사업으로 육성하기 위한 ‘친환경 수열에너지 활성화 방안’을 보고한 바 있다.
이번 ‘친환경 수열에너지 활성화 방안’은 수열에너지를 이용한 융복합 클러스터 조성과 산업성장을 위한 맞춤형 제도개선 및 시범사업 추진, 핵심기술개발 등 중장기 실행계획이 담겨있다.
이를 토대로 향후 공공기관 신재생에너지 의무비율, 제로에너지건축물 확대 등 정부정책과 연계한 지속적인 수열에너지 확대가 기대된다.
전방위적 지원체계 마련
이번 수열에너지 활성화 방안은 △수열에너지 클러스터 조성 및 조기안착을 위한 시범사업 △제도개선, 도시계획연계사업 강화 등 수열활용 기반조성 △시장확산 지원(기술개발, 사업지원단 운영, 지자체 홍보) 등 3대 세부 추진전략으로 구성됐다.
‘수열에너지 클러스터 조성 및 조기안착을 위한 시범사업’은 강원도 춘천에 추진중인 사업으로 2027년까지 소양강댐의 수열원을 활용해 △친환경데이터집적단지 △스마트팜 △스마트빌리지 등을 구성할 예정이다. 1만6,500RT 규모로 현재 국내 최대 수열에너지 활용현장인 롯데월드타워(3,000RT)의 5배가 넘는다.
환경부는 강원 수열에너지 융복합클러스터를 수열에너지‧수상태양광‧수력발전 등 신재생에너지를 기반으로 하는 탄소중립(NET-ZERO) 대한민국 대표 클러스터로 육성한다는 계획이다.
이와 함께 △부산 에코델타 스마트시티 △인천 종합환경연구단지 △한강물환경연구소 등에 하천수를 이용한 수열에너지 시범공급을 단계적으로 추진한다. 광역원수를 활용해 △한강홍수통제소 △광명시흥 도시첨단산업단지 △삼성서울병원 등 공공‧민간분야 대규모 현장에도 2022년부터 수열에너지 공급을 확대할 예정이다.
또한 수열에너지 활성화를 위해 △하천수 사용료 △물이용 부담금 △댐용수 사용료 등 각종 물과 관련된 요금을 감면하기 위한 제도개선을 추진한다. 수요처 발굴의 한계가 있는 개별 건축물에서 신도시, 대규모 산업단지 등 도시계획 단계에서 지자체 등과 협의를 통해 공급하는 방안도 검토한다.
수열에너지 활성화 R&D 추진
환경부는 열교환기·압축기 등 주요 선진기술의 국산화를 위한 국가 연구개발을 산업부와 협업해 올해부터 시작할 계획이다.
이를 위해 환경부는 최근 수열에너지 활용확대 및 환경적합성 기술개발을 골자로 하는 ‘2020년도 환경기술개발사업 신규과제’를 공고했다. 이번 과제는 하천수를 활용한 수열에너지 융·복합기술 및 환경영향 최소화기술을 개발하고 실증하는 3개 과제로 이뤄졌으며 2020년 9억8,200만원이 지원된다.
△수열에너지를 활용한 수처리공정 개선기술개발(4억원 내외) △수열원 활용 프리쿨링(free-cooling)형 공기조화시스템 개발(4억원 내외) △수열에너지 활용 통합설계 플랫폼구축 기술개발(2억원 내외) 등 과제가 포함됐다.
‘수열에너지를 활용한 수처리 공정개선 기술개발’ 과제는 수열에너지 적용을 통한 막여과 수처리공정 개선 복합기술을 개발하는 것으로 2020~2023년 동안 4년간 총 28억원 내외가 지원된다.
막여과 플랜트 적용을 위한 수열에너지 히트펌프시스템과 수열에너지 시스템을 적용한 막여과공정 기술을 개발한다. 세부기술로 방류수 폐열을 이용한 농축폐수 승온시스템을 구축하고 최적 운영기술을 개발한다.
이를 통해 막여과공정에서의 열에너지 복합활용을 위한 수열에너지 시스템과 방류수 폐열을 활용한 수열에너지 시스템을 실증한다. 수처리 공정에서 제어수온대비 ±1℃ 이내의 적정수온을 유지해야 하며 기존 막여과 수처리 공정에서 사용되는 에너지소모량보다 에너지를 10% 절감해야 한다.
‘수열원 활용 프리쿨링형 공기조화시스템 개발’은 에너지다소비시설에 적용할 수 있는 심층 저온수 활용기술이다. 댐심층수 열원을 활용해 프리쿨링형 공기조화시스템을 개발하고 공조시스템 운영을 최적화한다.
세부적으로는 하천수·원수관로 직접취수, 관정취수, 간접취수 등 다양한 수열원 취수기술을 조사해 수중 이물질 유입방지 필터를 개발하고 최대 취수량, 최대 열원활용량 산정기법 등을 개발한다. 댐심층수를 열원으로 활용해 100RT급 프리쿨링형 냉각설비를 구축하고 수중 이물질 유입을 차단할 수 있는 하천수열원 취수시스템을 실증한다.
데이터센터(IDC)에 프리쿨링형 냉각설비를 실증적용할 때 연중 전력효율지수(PUE) 1.2 달성해야 하며 연중 전력사용량을 기존대비 30% 이상 절감할 수 있어야 한다. 또한 하천수 열원 취수시스템 부근 수질환경기준을 만족해야 한다.
‘수열에너지 활용 통합설계 플랫폼구축 기술개발’ 과제는 하천수 수열에너지의 통합설계 플랫폼을 구축하고 제로에너지건축물 적용방안을 도출한다.
하천수 등 수열원 온도분포 파악 및 예측모델과 다양한 건물부하 모델 및 수요처별 건물, 열 네트워크, 집단지역별 수열원 히트펌프시스템(열교환기, 열교환관로, 히트펌프) 설계도구를 개발한다.
하천수, 하수 등 수열원에 대한 활용에 있어 온도영향, 재이용 이격거리 등 환경영향 평가도구는 물론 열적, 환경적 영향을 최소화하는 수열에너지 부존량 및 개발가능량 산정기법을 개발한다. 또한 수열에너지의 제로에너지건축물 도입에 대한 평가프로그램 적용방안을 만들어야 한다.
이와 함께 수열전문인력 양성을 지원하고 전국 지자체를 대상으로 신축 공공건물에 대한 수열에너지 적용가능 여부를 전수조사하고 잠재수요자의 접근성을 강화한다는 계획이다.
조명래 환경부 장관은 “이번 수열에너지 활성화 방안을 통해 수열산업이 양질의 일자리 창출은 물론 녹색산업의 새로운 축이자 그린뉴딜의 대표사업으로 성장할 수 있을 것”이라고 밝혔다.
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