소도시형 수열에너지 네트워크 모델이 장흥군에 마련될 예정으로 탄소중립, 기후위기 대응을 위한 수열에너지 보급에 속도가 붙을 것으로 전망된다.
수열에너지는 물을 열원으로 히트펌프를 통해 에너지를 생산해 건물의 냉난방에 활용하는 것으로 연중 활용할 수 있다. 특히 난방의 경우 화석연료대비 최대 30%의 비용만으로 에너지생산이 가능하며 온실가스 배출이 적어 탄소중립사회 실현을 위한 방안으로 주목받고 있다.
이러한 수열에너지의 장점에 주목해 장흥군(군수 정종순)은 4(Four)시티 전략 중 하나로 수열그린도시 구축을 제시했다. 이를 위해 ‘정남진 수열에너지 실증단지 구축’ 연구용역을 공고하고 2020년 10월부터 올해 3월 종료를 목표로 한국수자원공사(연구책임자: 김동룡 부장)와 이젠엔지니어링(자문: 호서대)이 공동으로 연구를 진행하고 있다.
연구는 에너지전환 로드맵, 재생에너지 3020 이행계획, 미세먼지 저감대책 등 정부의 지속적인 에너지전환 정책발표에 따라 장흥군의 풍부한 수자원을 효과적으로 활용하기 위한 기본자료 및 정책제공을 하기 위해 추진됐다.
이를 바탕으로 장흥군은 환경부가 추진하고 있는 ‘스마트 그린도시’사업에 수열에너지 네트워크 구축사업으로 공모해 대상지로 선정됐다. 이로써 장흥군은 선정된 25곳의 지자체 중 유일하게 지자체 주도 수열에너지 공급사업을 진행할 수 있게 됐다.
스마트 그린도시사업은 지역이 주도하는 맞춤형 녹색전환을 추진하고자 환경부가 2020년 9월9일 공모를 시작해 같은 해 12월28일 대상지를 최종 선정했다. 종합선도형과 문제해결형으로 구분되며 장흥군은 문제해결형으로 선정돼 앞으로 2년간 100억원을 지원받는다.
장흥 발전 가속화, 환경대책 ‘시급’
장흥군은 전남지역에서 2019년 기준 전년대비 공공부문 온실가스 배출량 증가가 가장 높게 나타나고 있다. 2020년 기준 전년대비 △이산화질소 16.7% △미세먼지 9.5% △초미세먼지 23.1% 등 대기오염물질 배출량이 증가하고 있다.
장흥군의 사업체와 종사자 수도 증가추세이기 때문이다. 특히 온실가스 배출이 많은 제조업 사업체 비중이 높아지고 있다.
이에 따라 기후변화 및 환경위기에 대한 대책과 대기환경개선, 에너지사용 절감을 위한 방안이 시급한 상황이나 보편적으로 보급되고 있는 태양광·풍력발전설비 설치는 산사태 등 사고발생 우려로 군민들의 반대민원이 지속적으로 발생하고 있어 도입이 쉽지 않은 상황이다.
군청 100개 냉난방 공급가능 수자원 보유
탐진강은 장흥군의 가장 많은 인구가 거주하는 장흥읍을 가로지르며 갈수기평균수량은 5.17m³/sec이다. 5℃의 온도차를 에너지생산에 이용할 경우 예상되는 열량은 2만2,000RT로 1RT는 연면적 33m²을 냉난방할 수 있는 열량으로 연면적 5,950m²의 장흥군청 크기 건물 100개를 냉난방할 수 있다.
특히 탐진강 반경 2km 이내에 △장흥교육청 △농협하나로마트 △장흥초등학교 △장흥군청 △LD마트 △국민체육여성향상센터 △보건소 △장흥우리병원 △장흥종합병원 등 군내 9개의 에너지다소비건물이 위치하고 있다.
이에 따라 취수의 용이성과 짧은 공급거리로 에너지 공급과정에 발생하는 손실의 최소화, 공급인프라 구축비용 감소 등 의 효과가 있을 것으로 전망된다.
또한 탐진강과 함께 취수원으로 활용할 수 있는 장흥댐은 총 1억9,100만톤의 저수량을 보유하고 있어 연중 일정수량을 유지할 수 있다.
이젠엔지니어링의 관계자는 “장흥군은 탐진강뿐만 아니라 댐, 저수지, 바다 등 수열에너지사용에 최적의 환경을 가지고 있다”라며 “건물 냉난방방식별 최적의 시스템과 스마트팜에 수열에너지를 적용할 수 있는지 검토해 장흥군에 최적화된 수열네트워크 구성방안을 제안할 것”이라고 밝혔다.
수축열 적용 통한 경제성 극대화
장흥군의 9개 에너지다소비 건물은 연간 1만852RT규모의 냉난방 및 급탕부하가 발생하고 있다.
장흥군청은 냉난방에 EHP를 사용하고 있으며 연간 2,070만원의 운전비가 소비되고 있다. 장흥군청에 수열시스템 적용 시 초기투자비는 3억1,080만원이며 EHP와 비교해 연간 500만원의 운전비를 절감할 것으로 예상된다.
수열시스템은 운전비절감을 통한 초기투자비 회수는 가능하지만 그 기간이 길어 운전비 절감효과를 극대화하기 위한 방안으로 수열원 수축열시스템이 제시되고 있다.
수열원 수축열시스템은 수열원시스템대비 약 5,000만원의 초기투자비가 절감될 것으로 보이며 심야전기 활용을 통한 운전비 추가절감이 가능해 기존 EHP 운전비대비 연간 1,500만원이 절약될 것으로 기대된다. 이를 통해 약 6년 만에 투자비 회수가 가능할 것으로 보인다.
장흥군청과 함께 에너지다소비시설로 꼽히는 장흥군민체육센터의 수영장은 급탕에 경유보일러를 사용하고 있어 연간 7,261만원의 연료비가 사용되고 있다.
수영장에 수축열 수열원시스템의 초기투자비는 3억1,250만원으로 기존 보일러설비 운전비대비 연간 약 6,000만원 절감이 가능해 초기투자비 회수기간은 약 5년으로 축소된다.
특히 경유를 대체하기 때문에 연간 148t의 온실가스 저감효과도 기대된다.
장흥형 스마트 그린도시 구축
장흥군은 스마트 그린도시 대상지에 선정됨에 따라 △수열 네트워크 구축 △수열체험존 △제로에너지 건축(시설개선) △수열 시설하우스 실증단지 △수생자원량 조사 △생태환경 모니터링 △수생물 종보존 및 복원 △수(水) 클래스룸 구축 △수열 홍보관 조성 등의 사업을 추진할 계획이다.
특히 수열 시설하우스 실증단지를 통해 농가소득을 증진함과 동시에 탄소중립 농산품 브랜드로 RE FOOD를 만들 예정이다.
이를 통해 △온실가스 배출량 45% 저감 △미세먼지 배출량 42%저감 △에너지사용량 36% 절감 △일자리 103개 창출 등 의 효과가 기대된다.
특히 이번 사업을 통해 △수열 적용 가능성 △수열 소도시 도입 타당성 △수열 도입방안의 거리상 효율성 등의 검증이 가능해 소도시형 그린뉴딜 모델을 리딩할 것으로 전망된다.
장흥군의 관계자는 “성공적인 사업추진을 위해 스마트 그린도시 전담조직을 구성해 성과관리방안을 마련할 예정”이라며 “주기적 모니터링과 만족도 조사를 병행해 사업의 지속성을 판단하고 대안을 제시함과 동시에 주민협의체 중심의 의견수렴을 통해 지속적인 주민참여를 유도할 방침”이라고 밝혔다.
특히 탐진강 반경 2km 이내에 △장흥교육청 △농협하나로마트 △장흥초등학교 △장흥군청 △LD마트 △국민체육여성향상센터 △보건소 △장흥우리병원 △장흥종합병원 등 군내 9개의 에너지다소비건물이 위치하고 있다.
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