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[인터뷰] 이보 포트호프 Deltares 산업유체역학 전문가

“최적 난방온도·ATES 연계…건물부문 E효율화 실현할 것”
지역·개별난방 최적온도 55℃, 경제성 제고
수자원 활용 가스소비량 감축…E전환 실현

Deltares는 물, 지하, 기간시설분야 응용연구를 위한 연구기관으로 석박사 등 800명의 전문연구인력으로 구성됐다. 안전, 물, 에너지, 환경 등에 초점을 맞춘 정부의 정책수립과 기간시설을 위한 연구 및 컨설팅 프로젝트를 전 세계적으로 수행하고 있다. 

우리나라와도 안전, 수질, 환경 등과 관련해 협업하고 있으며 직접적인 연구를 통해 성과를 도출하고 있다. 

전 세계적인 최고의 컨설턴트가 목표인 이보 포트호프(Ivo Pothof) Deltares 산업유체역학전문가를 만나 건물부문 에너지효율 제고방안에 대해 들었다, 

■ Deltares를 소개한다면 
Deltares는 연구경험, 차별화된 소프트웨어 데이터플랫폼, 툴 등을 보유하고 있으며 네덜란드 정부와 기업 등과 밀접한 협력을 수행하고 있다. 

현재 네덜란드 정부와 에너지관련 대학·기업 등이 참여해 건물부문 에너지효율을 제고하기 위해 추진되고 있는 워밍업(Warming Up)이라는 프로젝트를 수행하고 있다.

 Deltares는 한국과의 협업경험도 보유하고 있다. 한국건설기술연구원과 함께 4대강 실시간 물온도시스템을 운영하고 있다. 안동댐 식재와 관련해 댐관리에 대한 자문을 하고 있으며 이와 함께 한국 해양연구원과는 해양침식과 관련한 연구를 진행하고 있다. 

또한 △부산EDC △세종 행복도시 △강진 솔라시도 등에 한국의 스마트시티 조성사업에 참여하고 있다. 

건물부문 탄소중립방안은 
에너지전환은 엄청난 도전으로 건물부문 탈탄소는 신축건물에 대한 제로에너지화보다 기축건물의 탄소절감이 더욱 중요하다. 기축건물에 공급되는 난방온도를 효율적으로 공급하는 것에 대한 고민이 필요하다. 

유럽 내 지역난방에는 난방, 급탕을 위한 설비로 히트펌프가 활발히 보급되고 있다. 다만 히트펌프도 난방, 급탕에 적절한 온도로 승온하기 위한 공급온도가 중요하다. 이와 함께 규모가 작고 낮은 온도의 열원을 어떻게 효율적으로 공급할 수 있는지에 대한 고민이 필요한 상황이다. 

지역난방과 함께 개별난방온도를 어느 수준까지 낮출 수 있는지에 대한 고려도 필요하다. 난방공급에서 가장 기본단위인 가정에서의 난방은 필요 이상으로 설계되는 경우가 대다수이며 이는 네덜란드와 한국이 유사한 것으로 알고 있다. 

네덜란드 내 500만가구를 대상으로 난방온도를 낮춰 25~50유로(약 3만4,458원~6만6,916원)가량 저렴하게 공급할 수 있다면 이에 따르는 경제적이득은 250~500억유로(약 33조4,582억원~66조9,165억원) 수준으로 집계된 결과가 있다. 

다만 국제적으로 진행돼왔던 연구를 살펴보면 공급온도 하한선에 대한 연구는 진행되지 않고 있다. 

이에 따라 워밍업 프로젝트가 추진됐으며 워밍업 프로젝트는 200가구에 대한 난방공급, 회수온도를 측정해 경제성을 갖출 수 있는 공급온도에 대한 최대치를 연구하는 것이다. 워밍업 프로젝트는 난방설비에 대한 추가적인 비용없이 기 구축된 거주조건을 최대한 활용하는 것에 중점을 두고 있다. 

연구는 가스보일러를 통한 난방·급탕온도, 가스소비량 등을 통해 온도요구조건을 설정했으며 정기 모니터링을 통해 결과를 산출하고 있다. 현재까지 연구에 따르면 기축건물에 대한 공급온도는 55℃만으로도 충분한 것으로 나타났으며 이는 지역난방의 에너지효율화에 중요한 요소로 작용할 것으로 판단한다. 

특히 건축시기, 건물특성, 난방방식 등이 상이할 경우에도 55℃가 적합한 것으로 나타났다. 현재 저온 지역난방의 경우 신축 건물에만 적용되고 있으나 이번 결과를 토대로 기축건물에 대한 공급온도 조정을 통해 에너지효율화를 실현하는 것에 주목하고 있다. 

■ 수열E 가능성은 
네덜란드는 수자원이 에너지전환과정에서 중요한 역할을 수행할 것으로 보고 있다. 워밍업 프로젝트를 통한 공급온도 하한선에 대한 결과가 지속가능한 에너지전환에 핵심에너지원으로서 수자원의 가능성을 열었다고 생각한다. 

수자원의 에너지전환 가능성을 확인하기 위해 Deltares는 델프트공대 캠퍼스에 ATES를 적용하는 사업을 진행하고 있다. 이를 통해 수자원의 잠재력, 비용, 경제효과 등을 파악할 수 있을 전망이며 온도에 따른 환경영향도 도출할 방침이다. 

특히 주거지역 등 소규모 지역을 대상으로 하는 것이 아닌 도시규모 적용을 위한 연구로 추진되고 있으며 향후에는 18만명 규모 도시에 적용할 계획이다. 현재 ATES 적용 시 공급온도, 난방방식(개별, 지역), 히트펌프 등에 대한 개념설계를 진행하고 있으며 워밍업 프로젝트와 마찬가지로 기존시설을 유지하면서 적용하는 것에 중점을 두고 있다. 

한국의 경우 대도시가 강을 끼고 있어 ATES를 적용할 수 있는 잠재력을 가지고 있으며 지표수를 활용한 수열에너지도 적용도 유망하다. 

네덜란드 정부는 기존 1,700m³이던 가구당 가스소비량을 1,000m³ 수준까지 줄이는 것을 목표로 설정했다. 이를 위해 5세대 지역난방에 지붕 PVT, ATES를 접목하는 사업인 deZONNET을 추진할 계획이다. 각 가구에 지붕 PVT를 설치하고 기존 가스보일러를 대체하는 히트펌프에 공급하며 5세대 지역난방 네트워크와 연결하는 사업이다. 



특히 ATES를 접목해 계절에 따라 발생하는 냉열과 온열을 저장해 필요 시 사용할 계획이다. 가구당 6개의 PVT를 통해 35~50℃ 공급이 가능할 것으로 보고 있다. 동절기 PVT와 함께 ATES에 저장된 열을 활용하기 때문에 하절기보다 히트펌프의 효율이 우수할 것으로 판단된다. 

이러한 시스템의 경우 초기투자비부담은 클 수 있으나 운영비용이 상당히 낮고 전 생애주기에 걸쳐 평가할 경우 기존 가스를 통한 난방대비 효율적이다. 현재 네덜란드 할렘시에 실제 구현하고 있으며 할렘시는 400만유로(약 53억5,332만원) 규모의 기금을 마련해 집행하고 있다. 

2023년 400~600가구를 대상으로 착공할 예정이며 사업성과에 따라 15개 주거지역으로 사업영역을 확장해 나갈 계획이다. 국가적으로는 200~300만가구에 적용할 수 있을 것으로 보고 있다. 에너지전환과정에서 많은 기회를 만날 것이며 Deltares는 많은 지원을 약속한다. 

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