지난 2005년 설립된 선다코리아(대표 조승규)는 한국에너지공단 선정 태양열 참여기업이며 단일진공관형 태양열 집열기 KS인증을 획득한 기업이다. 또한 태양열분야 중 건물지원 및 태양열 냉난방 최대, 최다 실적을 보유하고 있으며 산업용 태양열 전문 엔지니어링 및 시공기업으로 성장했다. 태양열 건물보급사업으로 140개소에 3만㎡ 이상 보급 실적으로 국내 최대 보급실적을 보유하고 있다. 특히 제조 공정 중 90℃ 미만에 사용되는 식품제조, 세척, 화학분야 공정 등에 적용해 현재도 운영 중이다.
선다코리아는 국내 최초로 PTC 태양열발전 실증연구와 태양열 흡수판의 국산화 진공증착장비 상용화 제품개발을 주관기업으로 수행했으며 최대온도 381℃의 집광기 특허 및 기술을 보유하고 있다.
특히 최근 에너지기술평가원으로부터 ‘수요처 기반 250℃ 이하의 산업공정열 공급용 집광형 태양열 플랜트 핵심기술개발’를 과제를 수주하며 주목받고 있다. 예한(주), 녹색에너지연구원, 인하대학교, 에스엠소프트웨어가 참여한다. 이번 과제 총괄주관을 맡은 조장현 선다코리아 이사를 만나봤다.
■ 국내 태양열시장을 평가한다면
신재생에너지설비 중 전력기술(태양광, 풍력)에 많은 기술개발 지원과 보급사업 등 정부 지원이 중점 투자돼 비전력 기반시설인 태양열은 소외당하고 있다. 태양열 기술개발은 현재 총 예산의 2.7% 수준 불과하고 보급사업의 경우 2013년도 기준 약 18~25% 감액지원으로 보조금 결정 시 현실여건 등이 반영되지 않고 있다.
특히 태양열시스템의 가장 큰 장점인 중저온과 저장탱크 적용으로 급탕 외 난방, 냉방, 중고온 산업공정용, 발전 등 다양한 에너지로 활용이 가능하나 국내 보급사업의 경우 주택은 급탕 전용(20㎡ 이하로 제한함으로 난방, 온수 겸용시스템 보급 불가)과 건물은 급탕, 냉난방 등만 지원해 다양한 에너지공급이 어려운 상태다.
■ 이번 과제 개발 배경은
이번 과제는 수요처 기반 250℃ 이하의 산업공정열 공급용 집광형 태양열 플랜트 핵심기술을 개발하는 것으로 2020년 12월까지 진행된다. 총사업비는 68억5,700만원이다.
국내 열에너지소비 분석 자료에 따르면 산업부문의 열에너지소비는 국내 총 에너지 사용량 중 58% 수준이며 이중 절반 이상은 태양열시스템으로 공급 가능한 280℃ 이하의 열원을 소비하고 있다. 산업시설의 전반적인 연료는 화석연료를 주로 사용 중이며 보일러시설을 이용한 제조 시설로 국내 탄소배출의 50% 이상 수준이다.
제 4차 신재생에너지기본계획 중 ‘새로운 신재생에너지 시장창출’과 전기에너지에서 수송·열에너지로 시장을 확대하는 정책을 추진 중이다. 이번 과제를 통해 태양열을 이용한 산업공정열 공급플랜트 핵심기술개발은 산업시설에 적용 가능한 모델개발과 국내 신재생에너지정책에 대응 가능한 모델 창출, 국내 태양열시장의 활성화에 기여할 수 있다.
국내 산업시설(제조) 중 발전용 및 석유화학시설을 제외하고 대부분이 100~180℃의 온도범위를 적용하고 있으며 산업부분의 약 70% 정도 수준인 만큼 이번 과제를 통해 개발된 기술의 활용성이 높아진다.
■ 집열기술이 관건인데
플랜트 적용 태양열시설의 경우 집광형 태양열 구조물을 이용해 중온~고온 생산이 가능하며 산업공정 시 필요한 온도범위 생산이 가능한 집광형태의 집열기를 이용해 직접 산업공정에 사용될 수 있는 열원 생산을 개발 예정이다.
기본적으로 집광기를 이용해 산업공정부에 공급가능한 열 생산 집열기 기술이 중점적이며 이를 응용하는 기술과 유지관리의 편의성을 중점으로 한 기술개발이 이뤄진다.
PTC형태와 진공관을 기반으로한 집광형 형태의 소형 응용제품이 도입되며 이는 단위제품당 4~5㎡ 크기의 규격화, 소형·경량화를 통한 옥상과 지면 설치형으로 개발할 계획이다. 또한 집광기 생산온도 250℃는 산업시설 공급 시 200℃로 공급이 가능한 엔지니어링 기술을 확보하고 추적형을 통해 기존 고정형대비 150% 수준까지 일사량 획득도 가능해 진다.
■ 기술개발 계획은
먼저 국내 산업시설 현황 및 산업부문 적용 가능 열 온도 분석과 태양열 적용에 따른 경제성 및 환경적 효과 분석(로드맵 분석)을 통한 산업공정열 수요 가능 시장 현황을 분석한다.
진공관과 반사판을 이용해 고온 생산가능형 집열기 설계기술, 고온 열저장 가능한 축열탱크 설계 기술, 산업시설 수요처 온도범위(100~250℃이하) 시스템 운영 기술 등 태양열 산업공정열 공급 플랜트 설계 기술을 개발할 계획이다.
전남·충북지역 집단에너지시설과 연계한 중형 실증단지 구축 및 운전, 온도범위별 제어부 기술 적용에 따른 시운전 데이터 수집 및 분석, 연차별 설치 면적 확대에 따른 플랜트 기술 확보 등 수요처 기반 소용량 시스템 및 중대형 플랜트를 적용한 실증단지 구축 및 시운전을 진행한다. 태양열 중고온용 플랜트 스마트 제어 및 유지보수 기술도 개발 계획에 포함돼 있다.
■ 기대효과는
이번 과제를 통해 주택 및 건물, 산업 저온에 집중된 태양열산업이 중고온 산업부문까지 확대될 수 있어 침체된 태양열시장 활성화가 가장 큰 효과가 될 것이다. 산업공정용 보일러 제조사와 연계한 보급 확산 모델도 창출할 수 있어 수요처는 탄소배출, 연료, 운영비 절감을 실현하고 실 사용처 공급에 따른 환경도 개선할 수 있다.
특히 현재 400억원대의 태양열시장이 산업공정용 보일러 제조사와 연계할 경우 시장 규모는 3,000억원대로 확대될 수 있으며 RHO(신재생열에너지의무화) 및 온실가스 대출대상지(ETS)에 중점 공급될 경우 시장규모가 1조원대로 성장할 수 있다.
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