ICT기술의 고도화에 따라 초연결·초지능 사회가 점차 모습을 드러내면서 이와 같은 기술을 에너지분야에 접목하는 시도도 이뤄지고 있다. 한국전력공사(사장 조환익)는 4차 산업혁명의 핵심기술들을 접목해 전기에너지주택 형태로 스마트홈을 구현하고 이를 비즈니스모델로 활용하기 위한 연구를 진행하고 있다.
전기에너지주택은 가정에서 사용하는 모든 에너지를 전기에너지로 사용하는 주택이다. 고단열외벽, 고기밀창호 등 패시브건축요소를 바탕으로 태양광으로 전기를, 태양열·히트펌프로 열을 생산해 냉방·난방·급탕·EV충전 등을 충당하며 스마트전력관리 시스템으로 효율화하는 방식이다.
2008년 기준 서울시 중산층 4인 가족이 거주하는 85㎡ 단독주택에 지열히트펌프 COP 3.45를 적용하고 도시가스요금을 kWh당 76.5원, 화석에너지 전기생산효율을 40%로 산정할 경우 기존 단독주택에서는 전기요금 5만4,110원, 가스요금 8만2,144원을 부담하지만 전기주택의 경우 총 10만1,355원으로 26% 절감된 것으로 나타났다.
또한 국가적 관점에서도 월간 1차에너지소비량이 일반주택 1,984kWh에 비해 전기주택은 1,645kWh로 낮아져 17% 절감효과가 있는 것으로 분석된다.
전전화로 60~70% E절감
한전이 실증하고 있는 전기주택 시범주택에는 패시브·액티브·신재생에너지 요소가 도입됐다.
시범주택의 효율성검증을 위해 건물에너지해석에 따른 주택 설계·시공이 이뤄졌고 모니터링 및 제어시스템을 구축했다. 평가항목은 에너지소비량 측면에서 기기별·총에너지소비량을 측정하고 설비측면에서 COP, 소비전력이 계측됐다. 또한 쾌적성능도 온열, 공기질, 편리성, 소음 등을 측정했으며 건물성능면에서도 기밀·열교·건물에너지입출량 등이 평가됐다.
한전은 이를 토대로 총에너지수준별 기술기준을 수립해 표준모델을 도출했다.
표준모델에 따라 지역과 주거형태(공동·단독), 전용면적, 난방에너지절감률 등을 선택해 입력하면 적용돼야 할 각 요소기술별 성능 등과 예상 에너지소비량을 제시한다.
시범주택 실증결과 단독주택형의 경우 냉난방에너지가 79.6%, 주택 총에너지가 63.5% 절감되는 것으로 나타났다. 공동주택형은 냉난방에너지 76.2%, 주택 총에너지 61.3%가 줄었다.
비즈니스모델, 연내 완공
현재 한전은 비즈니스모델로 전라남도 나주시 빛가람동에 KEPCO 스마트홈 전기주택을 건축하고 있다. 대지면적은 239㎡, 연면적은 167㎡로 철근콘크리트조의 지상 2층 규모 단독주택이며 올해 말 완공될 예정이다.
나환선 한전 전력연구원 박사는 “에너지절감을 위해 냉방·난방·급탕 겸용 지열원 히트펌프가 상용화 돼야 한다”라는 한편 “전기주택이 상용화되기 위해서는 초기 설비투자비 회수기간 단축을 위한 성능개선과 전전화에 따른 누진제 등 새로운 전력요금제, 집단에너지이용관리법, 세금혜택 등의 정부지원 정책이 필요하다”고 밝혔다.
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