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“ATES, 국내 적용가능성 충분” 한목소리

주한네덜란드대사관, 한국‧네덜란드 ATES 컨퍼런스 개최
국내 기후‧지질조건 상 ATES 적용 시 E효율향상 ‘기대’



주한네덜란드대사관이 지난 2일 경기도 고양시에 위치한 킨텍스(KINTEX)에서 ‘한국‧네덜란드 ATES 컨퍼런스’를 개최해 네덜란드에서 활발하게 추진되고 있는 ATES(Aquifer Thermal Energy Storage) 기술 및 사례에 대해 소개하고 국내 지질현황 및 산업지형을 고려한 도입가능성을 점검했다.

이번 컨퍼런스는 주한네덜란드대사관이 주최하고 칸kharn이 주관해 ‘한국 수열·지열시스템 산업동향 및 네덜란드 ATES 기술현황(Korean hydrothermal system business status & the Netherlands ATES technologies)’을 주제로 개최됐다.

프로그램은 △ZEB 정책 및 인증시스템(서윤규 한국에너지공단 박사) △네덜란드의 주택 및 탈탄소화 정책(레지나 오스팅 네덜란드 내무부 도시계획주거환경과장) △한국의 지역냉난방용 수열히트펌프시스템 사례(김민휘 한국에너지기술연구원 선임연구원) △한국 지질·수자원 특성에 따른 ATES 적용가능성(심병완 한국지질자원연구원 책임연구원) △국내 지열시스템과 ATES(이유수 신성엔지니어링 책임연구원) △한국의 ZEB·수열·ATES 미션(바스 호스찰크 IF Technology 국제사업매니저) △건축환경에서의 에너지전환(살레 모하메디 Witteveen+Bos 에너지엔지니어) 등으로 구성됐다.

요아나 도너바르트(Joanne Doornewaard) 주한네덜란드대사관 대사는 개회사에서 “네덜란드는 나라이름 자체가 ‘저지대’를 뜻하는 것처럼 국토의 1/3이 해수면보다 낮아 지구온난화에 따른 해수면 상승에 매우 취약하다”라며 “지난달 집중호우를 경험한 한국도 상황은 크게 다르지 않을 것이므로 탄소배출량의 매우 큰 비중을 차지하는 건물에서 화석연료 소비를 줄이는 것이 대단히 중요하다”고 강조했다.

이어 “대사관과 네덜란드 기업청은 지난 4년간 건물에너지를 절약하기 위해 수열 및 ATES기술을 통해 한국과 네덜란드를 연결하고자 노력해왔다”라며 “이러한 노력은 부산EDC에서 시작돼 강물과 지하수를 열원으로 사용할 가능성을 높였지만 코로나19로 프로젝트를 완결짓지 못했다”고 회고했다.

도너바르트 대사는 또한 “그러나 지난 6월 한국 대표단이 네덜란드를 방문해 세계적인 ZEB 현장을 둘러 본 이후 마침내 네덜란드 전문가들이 오늘 이 자리에 참석하게 됐다”라며 “이번 세미나를 통해 한국과 네덜란드가 협력의 기회를 찾고 혁신을 통해 도전적인 글로벌 이슈를 해결하길 바란다”고 밝혔다.

“수열E, ZEB인증 반영…산업활성화 기대”
서윤규 에너지공단 건물에너지실 박사는 ‘ZEB정책 및 인증시스템’ 발표를 통해 “녹색건축물 조성지원법에 따른 ZEB의 법적 정의는 건축물에 필요한 에너지부하를 최소화하고 신에너지 및 재생에너지를 활용해 에너지소요량을 최소화하는 녹색건축물”이라며 “ZEB Ready, nZEB, NZEB, 플러스에너지빌딩 등 ZEB의 정의는 각국의 기술 및 경제적 여건에 따라 선택적으로 도입하고 있다”고 밝혔다.

ZEB는 패시브기술로 에너지부하를 줄이며 액티브기술로 에너지효율을 향상시키고 신재생에너지로 에너지자립률을 높이는 형태로 추진한다. 우리나라는 국가 NDC 상향을 통해 2018년 국가 전체 탄소배출량을 기준으로 2030년까지 기존 26.3% 감축목표를 40%로 상향함에 따라 건축물의 경우도 기존 19.5%에서 32.8%로 감축목표가 상향됐다. 이는 2030년까지 1,710만톤 감축을 의미하는 것으로 국가 NDC 달성과 에너지‧경제적 측면에서 볼 때 한 번 지으면 최소 30년 이상 유지되는 건축물 특성 상 초기에 건물에너지 성능을 확보하는 것이 중요하다.

정부는 건축물 탄소중립을 위한 중장기 추진전략을 마련한 바 있다. 2020년 7월 한국판 뉴딜 종합계획을 통해 500㎡ 이상 공공 신축건축물의 ZEB의무화를 기존 2025년에서 2023년으로 앞당겼으며 2020년 12월 2050 탄소중립 추진전략을 통해 도시단위의 신축건물 ZEB의무화, 지자체 건물의 ZEB화를 추진한다고 밝혔다. 또한 2021년 12월 2050 탄소중립 달성을 위한 녹색건축 활성화방안 발표를 통해 공공 ZEB의무를 2025년 4등급, 2030년 3등급으로 강화하고 민간 의무화와 관련해 최소 ZEB인정기준을 마련했다. 이어 2021년 12월 국토교통 2050 탄소중립 로드맵 발표를 통해 2023년 30세대 이상 공공 공동주택에 ZEB 5등급 의무를, 2024년 30세대 이상 민간 공동주택에 ZEB 의무화를 적용하며 2050년 공공건축물 ZEB 1등급 의무화를 추진한다.

서윤규 박사는 “우리나라는 2017년 세계 최초로 건축물에너지효율등급 1+++ 이상, BEMS 또는 원격검침전자식 계량기 설치, 에너지자립률 20~100% 달성 등을 조건으로 하는 정부주도의 ZEB인증제를 개발했다”라며 “ZEB인증은 국토교통부, 산업통상자원부가 주관해 에너지공단이 운영하는 제도로 국토안전관리원, 한국건물에너지기술원, 한국건설기술연구원, 한국교육녹색환경연구원, 한국부동산원, 한국생산성본부인증원, 한국에너지기술연구원, 한국환경건축연구원, 에너지공단 등이 인증기관으로 활동한다”고 밝혔다.

ZEB인증은 2017~2019년 도입 초기에는 10~35건으로 실적이 미미했지만 2020년 ZEB인증의무화를 기점으로 2020년 예비인증 493건으로 10배 이상 증가했고 2021년 1,015건으로 106% 증가했다. 본인증의 경우에도 2020년 14건에서 2021년 87건으로 급증했으며 의무화가 자리잡으면서 향후 급증할 것으로 전망된다.

ZEB인증 우수사례로 판교 제2테크노밸리 기업지원허브는 국내 최초로 ZEB 본인증을 획득했으며 약 8만㎡ 대형건축물이 ZEB인증을 획득한 사례다. 또한 세종 로렌하우스는 ZEB타운형 시범사업으로 본인증을 취득한 사례로 ZEB 2등급을 획득해 80% 이상 높은 수준의 자립률을 달성했다는 의미가 있다.

서윤규 박사는 “특히 세미나 직전인 8월30일 ZEB인증의 신재생에너지 평가항목에 하천수를 활용한 수열에너지 기술을 포함토록 제도를 개선했다”라며 “이에 따라 빠르면 오는 10월부터 수열에너지가 적용된 사업장은 수열을 활용한 에너지절감효과를 인증제도에 반영할 수 있게 돼 수열에너지 보급활성화에 도움이 될 것으로 기대한다”고 밝혔다.



“네덜란드, 천연가스 난방 퇴출 추진”
레지나 오스팅(Regina Oosting) 네덜란드 내무부 도시계획주거환경과장은 ‘네덜란드의 주택 및 탈탄소화 정책(Policy on housing and decarbonization in the Netherlands)’ 발표에서 “네덜란드는 주거용 건축물 800만동, 공공‧상업용 건축물 80만동 등 총 880만동의 건축물이 있으며 800만동의 주거건물 중 460만동은 소유주 실거주, 230만동은 사회주택, 110만동은 민간임대주택 등으로 개인소유가 가장 많고 주택공사가 많은 비중을 소유하고 있다”라며 “약 160만동의 건축물이 1940년대 이전에 건축됐으며 2030년까지 주거용건축물 90만동이 신축될 전망”이라고 밝혔다.

네덜란드는 건물부문의 에너지사용량이 EU평균 40%에 비해 낮은 28%로 이중 69%는 난방, 31% 전력에 사용된다. CO₂ 배출량 역시 EU평균 36%에 비해 13%로 낮다. 그러나 네덜란드는 ‘건축환경의 지속가능성’을 국민주택건설의 6대 주요의제로 포함해 관리하고 있다.

네덜란드는 주거용의 경우 냉방을 거의 하지 않으며 난방시스템은 천연가스와 보일러난방시스템이 주로 적용된다. 전체 세대의 88%가 개별난방이며 지역난방 및 기타는 12%에 그친다. 이에 따라 단열재, 히트펌프, 지속가능한 지역난방, 재생에너지적용 등이 필요한 실정이다.

이에 따라 네덜란드는 △지역기반 △개별가구 △다중이용시설 △에너지원 및 인프라 △건설산업 등 대상별로 프로그램을 가동한다. 이들을 대상으로 천연가스 퇴출, 국가 단열프로그램, 하이브리드 히트펌프 프로그램, 지속가능한 난방네트워크 및 에너지원, 친환경시스템 혁신 강화, 지속가능건축 기준마련, 지속가능한 전력 등을 추진한다.

이러한 과정에서 지자체는 핵심적인 조정자이자 결정자로서 중요한 역할을 수행한다. 지자체는 지구단위 접근, 지역별 에너지전략, 난방전환 목표설정 등을 담당하며 정부는 재정지원 및 정보공유, 규제개선 등을 제공한다.

2021년 각 지자체는 난방전환 목표에 대한 초안을 작성했다. 경제적이고 지속가능한 전환을 위해 모든 주체가 협력해 에너지를 줄이고 지속가능한 에너지원으로서 어떤 방식으로 언제, 어떻게 전환할 것인지에 대한 내용을 담았다.

PAW(Programma Aardgasvrije Wijken: 천연가스 없는 지역 프로그램)는 천연가스 퇴출을 위해 지구별 500여개의 건축물로 구성된 64개 시범지구를 선정했다. 정부는 재정지원, 정보공유, 규제개선 등을 통해 지자체를 지원하며 이후 단계에서 지역별 난방전환 프로그램을 추진할 계획이다.

레지나 오스팅 과장은 “EU 그린딜(Green Deal)은 2050년 탄소중립을 위해 2030년까지 온실가스 감축량을 55% 감축할 계획”이라며 “주거정책은 EU 의무사항이 아니지만 탄소중립 도시를 만들기 위해서는 새로운 시각이 필요기 때문에 지난 6월 이를 위한 EPBD 협상이 진행 중”이라고 밝혔다.


“스마트멀티그리드 E패러다임 변화”
김민휘 한국에너지기술연구원 선임연구원은 ‘한국의 지역냉난방용 수열히트펌프시스템 사례’ 발표에서 “최근 발전유연성 확대, 에너지저장, 섹터커플링, 소비유연화 등 도시에너지의 패러다임이 변화하고 있다”라며 “신재생에너지의 수용률 증대를 위해 현재 전력계통에서 스마트 멀티그리드로 에너지시스템이 진화해야 한다”고 강조했다.

이러한 에너지체계 변화를 미리 볼 수 있는 사례로 △진천 친환경에너지타운 △여주 푸르메 소셜팜 △부산EDC 스마트빌리지 등이 있다.

진천 친환경에너지타운은 다양한 신재생에너지원을 융복합해 전기 및 열에너지를 100% 자립할 수 있는 시스템을 구축했다. 이를 위한 신재생에너지 열원기기 통합기술, 복합열원 최적 운전제어기술 등이 개발됐다.

특히 봄부터 가을까지 잉여 열에너지를 저장해 동절기 난방 및 급탕용으로 이용할 수 있는 계간축열조 설계 및 연간 운전분석 기술, 계간축열조 구축 및 제어기술 개발이 이뤄졌다. 계간축열 시스템은 태양열기반 블록히팅 시스템이 핵심으로 1,600㎡ 태양열 집열기, 50RT 히트펌프 3대, 750kW급 PV, 10kW급 연료전지, 4,000㎥ 계간축열조, 200㎥ 심야축열조 등으로 시스템이 구성된다.

여주 푸르메 소셜팜은 재생에너지 융복합시스템을 이용한 에너지자립 스마트팜이다. 태양열, PVT(Photovoltic Thermal), BTES(Borehole Thermal Energy Storage), STES(Seasonal Thermal Energy Storage), NTES(Night Thermal Energy Storage), 지열시스템, 히트펌프 및 하이브리드 히트펌프, 보조열원 등으로 시스템이 구성되며 3,900㎡ 온실에 △TTES 1,020㎥ △PVT 234㎡ △BTES 2만8,500㎥  △태양열 집열기 462㎡ △히트펌프 130RT 등이 적용됐다.

부산EDC 스마트빌리지는 56세대 단독주택과 2동의 오피스건물로 구성된다. △PV 및 BIPV 500.7kWh △중앙ESS 400kWh △P2H 시스템(냉난방축열조 257t, 온수축열조 82t) △V2G를 위한 전기차 스마트충전 △ESS충전 및 P2H 변환을 위한 인공지능 및 빅데이터 △에너지데이터 활용을 위한 블록체인 △재생에너지 미니그리드 △가상발전소(VPP) △P2P 전기거래 △사용시간대별 요금체계 △에너지공유 커뮤니티 설계툴 개발 등이 적용됐거나 추진 중이다.



“국내 지질환경, ATES 적용가능성 충분”
심병완 한국지질자원연구원 책임연구원은 ‘한국 지질·수자원 특성에 따른 ATES 적용가능성’ 발표를 통해 “ATES는 ‘대수층 축열에너지 활용 시스템’으로서 건축물의 냉난방, 급탕 등 열에너지 부하를 위한 냉‧온열 확보를 위한 시스템”이라며 “일정 거리 이상 간격이 떨어진 지하 대수층에 냉정과 온정을 두고 시기별로 필요한 열부하를 꺼내 쓰는 시스템”이라고 설명했다.

우리나라의 지하수 부존특성을 살펴보면 충적층은 한강, 낙동강 등을 비롯한 대규모 하천 연안에 넓게 분포하며 면적은 전 국토면적의 약 27%인 2만7,390㎢에 달하고 대수층 두께는 2~30m, 산출량은 공당 일간 30~800㎥로 파악된다. 암반층은 암석 형성당시 생성된 1차 공극과 그후 지각변동에 의해 형성된 절리, 단층, 파쇄대 등으로 이뤄진 2차 공극의 발달 정도에 따라 결정된다.

지하수 개발가능량은 지하수의 함양과 유출이 평형을 이루는 상태에서 지속적으로 개발 및 이용가능한 지하수 함양량을 말한다. 국가 지하수측정망 자료를 활용해 지하수위 강하곡선 분석법을 적용해 산정하며 2016년 기준으로 국가 지하수 측정망 412곳 중 402개 측정망의 자료를 분석한 결과 암반층은 402개, 충적층은 167개로 나타났다.

지질별 지하수 산출 특성을 살펴보면 영남지방 경상계 퇴적암 분포는 전반적으로 타지역대비 지하수 산출성이 양호하며 경기‧충청‧호남지역 결정질암 분포에서는 쥐라기 화강암의 하부 풍화대에서의 지하수 산출이 풍부한 편이다. 남한강 상류지역과 동해, 삼척 등 동해안 일부지역 등 석회암층 분포지역 역시 지하수 산출상태가 양호하며 제주도 다공질 현무암 분포지역도 지하수 부존과 산출이 매우 뛰어나다.

권역별 충적층 분포도 및 특징을 살펴보면 강, 하천주변의 충적층 지역의 대수층은 지하수가 풍부해 적정 취수정과 환수정을 개발해 지하수를 순환시켜 열에너지로 사용하기 용이하다. 해수변 지역의 자갈 모래층은 해안지역에 광범위하게 발달된 충적대수층을 다양한 목적으로 개발할 수 있는 것으로 나타났으며 쇄설성 퇴적층 및 분지지역은 지형적으로 분지형태 구조에서 대수층 발달이 용이한 만큼 쇄설성 퇴적층에서 공극이 많이 발달한 것을 확인할 수 있다.

국가지하수관측망을 통한 지하수온을 살펴보면 암반층 평균 지하수 수온은 14.7℃, 충적층은 14.9℃다. 암반 측정공 521공에서 측정된 연간 지하수온 분포는 5~25.1℃이며 충적 측정공 255공에서 측정된 연간 지하수온은 4.3~26.8℃ 분포를 나타낸다.

심병완 책임연구원은 “충적층 분포가 국토의 27%로 광범위해 충적층 대수층 내 지하수를 ATES에 활용할 수 있는 기반이 수립돼있으며 ATES 적용을 위한 유용한 지하수 및 지질정보 GIS가 공개돼 최적지 검토에 유용하다”라며 “대부분의 충적층 대수층 지하수의 수온이 안정적이고 수위변동이 적어 ATES 적용에 유리하다”고 밝혔다.

이어 “ATES는 제도적으로 국내 신재생에너지 활용분야에 포함돼 설치 시 정부지원이 가능하다”라며 “대규모 냉난방 부하가 장시간 지속되는 조건에서도 시스템 성능 및 효율유지에 유리하므로 다양한 목적에 활용이 가능할 것”이라고 평가했다.



“민간 시범사업 기반 시장활성화 가능”
이유수 신성엔지니어링 책임연구원은 ‘국내 지열시스템과 ATES’ 발표에서 “네덜란드에서 활용하는 BTES는 우리나라의 수직밀폐형과 동일하며 ATES는 다중관정형과 흡사한 개념”이라며 “한쪽 공에서는 물을 계속 끌어올리고 실내와 열교환해서 냉난방한 뒤 다시 다른 공으로 물을 주입하는 개념”이라고 설명했다.

이어 “ATES에는 축열개념이 적용되며 물을 계속 주입하는 쪽은 지속적으로 온도가 올라가거나 떨어지게 될 것”이라며 “이 경우 반대 계절에 시스템을 역으로 운영해 온도변화가 일어난 곳에서 물을 끌어올려 열원으로 사용함으로써 계절별로 냉난방을 더 효율적으로 할 수 있는 시스템”이라고 덧붙였다.

우리나라에서는 에너지공단에서 인증된 시스템으로서 수직밀폐형, 개방형, 에너지파일형, 다중관정형 등 4가지가 활용되고 있다. 이중 개방형 시스템의 경우 하나의 공에서 심정펌프가 설치돼 이를 실내로 보내 물을 쓰고 해당 공으로 물을 재주입한다. 설치관리법령에 따르면 지하수 취수 후 열교환한 후 지하수를 다시 동일한 지열우물공으로 투입하는 방식으로 정의돼있다.

이러한 시스템에서 효율을 높이기 위해 몇가지 변형된 방식을 활용할 수 있다. 하나의 공에서 물을 계속 취수해 다른 공에 재주입하면 지하수위 변화가 필연적으로 동반되므로 이를 감안한 설계가 필요하다. 수위저하에 대응해 다수의 공을 설치할 수 있으며 이때 지중에서 올라오는 이물질처리가 관건으로 스트레이너 등을 활용할 수 있다.

지중온도변화에 대한 부분도 감안해야 한다. 지중에서 열을 얼마나 받아올 수 있느냐에 대한 문제로 지중에서 많은 열을 받아올 수 있다면 천공수량을 줄일 수 있다. 예컨대 냉방시작 시 지중온도는 올라가며 난방 시 지중온도가 하락한다. 냉난방 중 한쪽의 부하가 크다면 지중온도가 지속적으로 단방향을 향한다.

개방형 천공 시 고려사항으로는 지질상황이 있다. 국내 지중암반은 화강암이 많이 분포돼 있으며 암반에 돌입해 파쇄대를 만났을 경우 ATES를 활용하기 좋은 환경이 조성된다. 대체로 파쇄대에서는 물의 유입이 많으므로 지하수가 많이 유입돼 물을 지속적으로 뽑아 올려도 천공홀 내로 지하수가 유입되는 경우가 많으며 물을 계속 주입해도 다시 지하수를 타고 흘러 사라지기 쉽다. 즉 작은 설치용량으로도 많은 에너지를 사용할 수 있는 여건이 조성된다.

이유수 책임연구원은 “의무화 사업에 있어서는 규정된 방법을 사용할 수밖에 없지만 일반적인 민간시장에서 성공적으로 설치돼 사업이 가시화된다면 국내에서도 충분히 ATES, 계간축열에 대한 설치현장이 활성화될 것으로 기대된다”고 밝혔다. 



“한‧네 공동프로젝트 협력 희망”
바스 호스찰크(Bas Godschalk) IF Technology 비즈니스 디벨로퍼는 ‘한국의 ZEB·수열·ATES 미션’ 발표를 통해 ATES의 특장점과 우리나라의 적용가능성에 대해 분석한 내용을 공유했다.

ATES는 대수층을 활용한 개방형 지열시스템의 일종으로 대형 업무시설, 쇼핑몰, 병원 등에 적합한 솔루션이다. 계간축열을 활용하는 시스템으로서 냉정은 5~10℃, 온정은 13~17℃ 온도분포를 갖고 있으며 깊이는 40~250m로 유량은 25~250㎥/h 범위다. 에너지 및 탄소를 80% 이상 절감하는 솔루션으로 네덜란드에서 활발히 적용되는 시스템이다.

ATES는 다양한 열원과 융복합해 활용할 수 있다. 네덜란드의 경우 ATES로 대부분의 냉난방부하를 담당할 수 있으며 일부 피크부하 시 결합된 열원으로 처리한다. 수자원이 풍부한 네덜란드는 수열에너지를 융복합시스템의 에너지원으로 활용하며 강, 운하, 호수, 폐수, 식수 등을 다양하게 활용하고 있다.

네덜란드는 약 3,000여개의 적용현장을 보유하고 있으며 △대학병원 △캠퍼스 △공항 △데이터센터 △쇼핑몰 △업무시설 등 다양한 용도의 건축물에 활용되고 있다. 적용현장의 약 45%는 다중이용시설이며 공공건축물 14%, 병원 12%, 온실 11%, 산업시설 10%, 주거 5%, 데이터센터 2%, 목욕시설 1% 등 분포를 나타낸다.

바스 호스찰크 비즈니스 디벨로퍼는 “ZEB, 지열 및 수열시스템은 대한민국에 큰 기회가 될 수 있다”라며 “대한민국 정부는 건축물의 에너지절감에 강력한 드라이브를 가하고 있으며 탄소발자국 감소라는 도전에 직면해 있다”고 강조했다.

이어 “지열 및 수열솔루션은 1차에너지소비량의 획기적 절감에 기여할 수 있을 것”이라며 “대한민국은 다양한 건설현장에 대수층, 강, 적합한 기후 등 조건을 갖고 있다”고 진단했다.

ATES의 적용을 위해서는 토양특성을 면밀히 살펴볼 필요가 있다. 대수층 특성과 토양축적 상태는 최대유량을 결정하며 천공직경 조정을 통해 미세조정할 수 있다. 이를 위해 현장별로 수량 및 지질조사와 시험천공을 수행할 필요가 있으며 지속적으로 관심을 갖고 변화를 살펴야 한다.

또한 ATES는 축열개념이므로 축열과 방열을 항상 고려해야 하며 대수층 상태를 지속적으로 살펴야 한다. ATES를 기본 열원으로 사용하되 통합시스템을 고려하는 것이 바람직하며 에너지콘셉트에 따라 관정 수를 결정해야 한다. 특히 현장마다 고유한 디자인을 적용하는 스마트한 설계가 요구되며 이는 대수층과 지하수 구성에 따라 최적화해야 함을 의미한다.

바스 호스찰크 비즈니스 디벨로퍼는 “잘 수행된 천공과 잘 개발된 관정은 50년 이상 사용할 수도 있으므로 드릴링 방법과 관정개발이 중요한 성공요인이 된다”라며 “돌이 많지 않은 경우 에어리프팅을 이용한 역회전 드릴링을 추천하며 첨가제사용을 최소화하고 시추공의 수위를 유지할 것을 제안한다”고 밝혔다.

이어 “네덜란드 기업들은 ATES에 대한 교육훈련 프로그램을 제공할 수 있으며 천공 및 관정구축 시 검토‧지원할 수 있다”라며 “가장 최선은 공동의 프로젝트를 진행하는 것인 만큼 앞으로 한국, 네덜란드 정부‧기업들과 다각도의 협력이 이뤄지길 바란다”고 밝혔다.



“ATES, 네덜란드보다 한국에 더 적합”
살레 모하메디(Sale Mohammadi) Witteveen+Bos(이하 비트빈앤보스) 에너지엔지니어는 건축환경에서의 에너지전환‘ 발표를 통해 비트빈 앤 보스가 수행한 ATES 적용현장 사례에 대해 공유했다.

비트빈앤보스는 물, 인프라, 건축환경, 에너지 및 건설분야에서 독립적인 컨설팅서비스 및 설계를 제공하는 기업으로 1946년 설립돼 현재 네덜란드 6개 지사, 그 밖에 세계 각지에 13개 지사를 두고 1,300여명의 임직원이 근무하는 기업이다.

비트빈앤보스는 네덜란드 원예박람회인 ‘플로리아데(Floriade) 2022’의 스마트열그리드 구축을 수행했다. 플로리아데는 10년마다 개최되는 원예박람회로 해당 지역은 박람회 후 주거지역으로 활용될 예정이다. 600동의 건축물과 약 4만2,000㎡에 이르는 공공건축물이 들어섰으며 대부분의 건축물이 그린파사드를 적용한 nZEB로 설계됐다. 또한 스마트열그리드는 인근 호수의 열에너지를 활용한 ATES와 연계됐다.

한국의 경우 부산EDC에서 ATES 적용을 위한 계획이 이뤄졌다. 비트빈앤보스는 프로젝트 현장의 지질‧수자원 현황과 건축물의 냉난방부하를 분석했으며 지하관정을 이용한 대수층의 지하수 추출 및 주입 등 냉난방을 제공하는 열에너지의 저장 및 회수기반의 에너지시스템을 설계했다.

비트빈앤보스는 영국의 열네트워크 조닝을 수행키도 했다. 28개 시범도시의 열네트워크 구역식별 및 지정방법론을 개발했으며 규제, 권한위임, 시장지원 등을 통해 최종 소비자에게 최저 비용으로 저탄소 열원을 제공할 수 있는 네트워크 개발에 대한 이해도를 높였다.

살레 모하메디 에너지엔지니어는 “일반적으로 한국에서 지표수를 이용할 경우 여름에 수온이 올라가고 겨울에 수온이 떨어지기 때문에 지하수를 이용하는 경우보다 효율이 떨어진다”라며 “지하수는 지표수대비 외기와의 온도차가 커지는데 ATES는 계절별 수온과 외기의 온도차가 클수록 효율이 높아 네덜란드와 달리 사계절이 뚜렷한 대한민국에서 더욱 효용이 크다”고 강조했다.