정부가 중점적으로 추진하고 있는 2050 탄소중립 목표를 실현하기 위해 다양한 산업분야에서 온실가스를 효율적으로 저감할 수 있는 방안을 마련하고 있다.
지역난방이라고 불리는 집단에너지산업은 열병합발전소에서 열과 전기를 동시에 생산하고 인근지역에 공급함으로써 온실가스 배출을 줄이고 효율을 크게 높인 시스템으로 주목받고 있다.
국내 도입 후 2017년 기준 한국지역난방공사(사장 황창화)의 20년 이상 장기사용자는 약 41만호로 사용자설비의 노후화와 설비보수, 유지관리 미흡으로 인한 열손실이 점차 증가되는 등 에너지이용효율화가 요구되고 있다.
사용자시설 관리 사각지대 극복
한난이 관리하고 있는 1차측 시설인 열병합발전소, 열배관 등에 대한 개보수 및 시설향상은 꾸준히 이뤄지고 있으나 2차측 범위인 공동주택 기계실부터는 책임주체가 열 사용자이기 때문에 관리 사각지대가 발생하는 실정이다.
지역난방은 연속으로 난방공급이 가능해 사용자 세대 내 실내온도를 일정하게 유지함으로써 타 난방방식대비 쾌적성을 유지할 수 있는 장점이 있다.
그러나 동절기 피크부하 시기를 제외한 나머지 시기에는 사용자가 필요로 하는 열부하 이상의 유량공급으로 기계실 내 펌프 동력비와 공회전에 따른 에너지손실이 발생하는 문제가 있다. 또한 열사용시설의 노후화로 인해 에너지효율이 감소하고 난방품질이 떨어지는 상황이다.
이를 해결하기 위해 한난은 2차측 노후배관 개체지원사업 등 프로그램을 실행하고 있지만 관리주체의 한계로 인해 전체적인 시스템효율 향상에는 큰 성과를 만들어 내지 못했던 것이 사실이다.
하지만 에너지공급자에게 효율개선사업을 의무화한 EERS(Energy Efficiency Resource Standards: 에너지효율향상의무화제도)가 ‘제2차 녹색건축물 기본계획’에 포함됨에 따라 지역난방공급자인 한난은 2차측 에너지효율화 사업예산 확보에 대한 명분과 달성목표가 확보됐다.
이와 함께 정부 R&D를 통해 개발된 우수한 기술과 제품을 확대보급하고 개발기업의 사업화를 지원하는 프로그램도 활성화되고 있다.
기계실·세대 연동 최적제어
‘에너지효율 향상을 위한 세대와 기계실 최적 연동 제어시스템 및 세대 사용자용 앱 개발’은 지역난방 2차측 기계실과 수용가 세대의 효율향상을 목표로 세대 온도조절기와 연동되는 차압독립형 스마트밸브(PISV: Pressure Independent Smart Valve)와 세대를 위한 난방제어용 스마트 어플리케이션을 개발한다.
현재 개발되고 있는 PISV밸브는 차압이라는 개념에서 벗어나 각 세대에 필요한 유량을 계산해 필요한 유량값을 입상관에 제공하므로 과도한 유량에 의한 배관손실을 최소화하고 순환펌프 역시 꼭 필요한 유량만을 보낼 수 있어 동력비를 절감할 수 있는 시스템이다.
연구실증은 1995년 준공된 서울 노원구 상계동 신동아아파트 385세대(총 3개동)를 대상으로 2019년 5월부터 2021년 12월까지 진행할 예정이다. 올 하절기 전 세대 온도조절기 교체 및 이와 연동되는 PISV를 설치해 실질적인 에너지절감량을 검증할 계획이다.
실증단지의 관리자는 당해연도의 동력비 절감과 기계실의 원격제어 관리시스템, 세대 앱 시스템에 관심이 많으며 10세대에 적용된 서비스에 만족하고 있다.
홍주화 한난 미래개발원 기술효율연구부 팀장은 “젊은 세대들은 스마트폰으로 난방을 제어할 수 있는 것에 매우 만족하고 있다”라며 “지난해 시험적으로 3~5세대를 대상으로 적용할 계획이었으나 추가로 5세대가 관리사무소에 요청한 것으로 보아 사용자의 반응은 대체로 좋은 것으로 파악하고 있다”고 설명했다.
편의성 향상·에너지절감 유도
한난과 한국에너지기술연구원은 소비자의 에너지사용 편의성을 높이고 에너지절약을 유도하며 난방비 폭탄 및 0원 문제를 해소하기 위해 세대용 스마트미터시스템을 개발했다.
‘차세대 스마트미터 모델개발’ 연구는 공동주택의 다양한 원격검침 방식에 맞춰 보급 가능한 난방‧급탕 스마트미터시스템을 설계 제작하는 연구로 최소한의 설비개선을 통한 사용자 열사용 효율증대 기술확보가 목표다.
현재 보급형인 유선 스마트미터뿐만 아니라 무선 스마트미터까지 개발돼 사용자 에너지효율 향상에 기여하고 확대보급 이후 지역난방 사용자 세대측 계량기의 관리부실, 부정 열사용 등 요금관련 민원문제 해결에 도움이 될 것으로 기대된다.
차세대 스마트미터는 무선통신방식을 채택, 단지 내 통신공사비가 발생하지 않으며 손쉬운 확장이 가능하다. 또한 △실시간 난방·온수 열량 측정 △앱을 통한 실시간 사용량 및 이상상태 진단결과 제공 △공인암호화제도(KCMVP)를 적용한 개인정보 유출 및 해킹방지 등도 특징이다.
수원 백설 에듀빌(약 350세대)을 대상으로 2020년 10월부터 현재까지 무선기반의 난방 및 급탕 스마트미터시스템 실증을 추진했으며 유‧무선 스마트미터 보안시스템을 개발해 최근 대두되고 있는 개인정보 보호를 위한 보안을 강화했다.
이호철 한난 고객서비스처 고객설비효율화부 부장은 “스마트미터시스템이 설치된 공동주택의 기계실 관리자는 난방·온수 사용량의 수기검침에 대한 업무부담이 크게 줄고 세대설비 이상여부를 조기에 진단해 효율적인 관리가 가능하다”라며 “특히 열요금 폭탄 및 0원 문제가 해소돼 입주민간 다툼의 소지가 줄어들었으며 세대에서는 실시간으로 난방·온수 사용량 및 예상요금을 확인하고 열사용량을 조절할 수 있어 편리함을 느끼고 있다”고 말했다.
EERS 시행방안 검토
세대 열사용량을 절감하는 스마트미터시스템과 단지 공용설비 제어시스템을 통합하는 이번 연구는 아파트단지 2차측 에너지효율향상 시스템의 종합판이 될 전망이다.
특히 온도조절기 연동 PISV 제어시스템과 사용량을 실시간으로 확인 가능한 스마트미터기 연계는 열효율 측면에서 시너지 효과가 높을 것으로 예상된다.
한난은 이번 사업을 통해 공동주택단지의 지능형 통합 에너지절감시스템을 구축하고 공용설비와 세대설비의 유기적인 통합모델을 수립, 에너지절감량을 분석·검증하면서 EERS 사업시행 방안을 검토할 계획이다.
에기평·한난, 기술보급 협력
산업부는 지난 3월 에너지기술개발 성과의 사업화를 촉진하기 위한 사업화 프로세스 강화방안을 마련하고 에너지공기업, 시범사업 참여기업, 전담기관이 시범사업 협력을 위한 MOU를 체결한 바 있다.
‘에너지효율 향상을 위한 세대와 기계실 최적 연동 제어시스템 및 세대 사용자용 앱 개발’ 과제를 수행하고 있는 한에너지시스템(대표 장사윤)과 공동투자를 맡은 한난, 한국에너지기술평가원이 이 자리에 참석해 개발기술의 구매연계를 위한 시범사업에 협력하기로 했다.
수요기업이 요구하는 수준의 후속 성능검증사업과 연계해 사업화를 촉진하는 첫 번째 협력모델이 마련됐다는 점에 의의가 있다.
수요 공기업 및 기업이 시범사업 참여기업과 협력해 제품성능을 검증함으로써 기술개발 성과의 구매가 활성화되고 사업과 성공률이 향상될 것으로 기대된다.
실증단지의 관리자는 당해연도의 동력비 절감과 기계실의 원격제어 관리시스템, 세대 앱 시스템에 관심이 많으며 10세대에 적용된 서비스에 만족하고 있다.
목록
