우리나라 국가 온실가스 인벤토리 보고서(NIR: National Inventory Report)에 냉매, 단열재 발포제 등으로 사용되는 불소계 온실가스(F-gas)가 제대로 포함되지 않은 것으로 나타났다. 잠재배출량이 우리나라 전체 온실가스 배출량의 10%에 달하는데도 온실가스가 배출원으로 관리조차 되지 않고 있어 관리체계에 구멍이 뚫렸다는 지적이 제기된다. 이는 실제로는 온실가스를 배출하고 있으면서도 통계에 잡히지 않아 감축목표는 물론 감축정책도 수립할 수 없다는 의미다. 이 경우 NIR을 기반으로 한 국가 온실가스 감축목표(NDC) 상 탄소중립을 달성하더라도 탄소중립의 궁극적인 목적인 지구 평균온도 상승 1.5℃ 이내 유지가 불가능해질 우려가 있다. 그나마 지난해 무역품목분류코드인 HS코드에 HFC 18종에 대한 코드가 새롭게 부여됨에 따라 통계작성을 위한 토대가 마련됐지만 아직 이를 기반으로 한 배출량이 산정되지 못한 상태다. 이에 더해 새로운 HS코드에 따른 HFC 가스별 온실가스 소비량이 집계되더라도 잠재배출량으로 온실가스 인벤토리를 산정하는 방식으로는 감축량 및 감축목표 달성에 한계가 존재해 개선이 시급하다. 이번 기획에서는 NIR에서 제대로 관리
F-gas 관리실태를 진단하면 2012년 카타르 도하에서 개최된 ‘제18차 유엔기후변화협약(UNFCCC) 당사국총회(COP)’에서 삼불화질소(NF3)가 7번째 온실가스로 지정되면서 기존 3개의 F-gas(HFCs, PFCs, SF6)에서 총 4개가 규제대상에 포함됐다. 그러나 우리나라가 지난 2021년 12월 UNFCCC에 제출한 온실가스 감축목표(NDC)에 따르면 NF3는 활동데이터 부재로 현재 인벤토리에는 빠졌지만 데이터가 취합되면 향후 반영하겠다고 언급돼 있다. HFCs도 관리가 미흡하기는 마찬가지다. 냉매는 매년 심화되는 폭염과 열대야로부터 열을 식혀주는 에어컨에 사용될 뿐만 아니라 건설발포제, 소화기, 식품 콜드체인 등 여러 산업과 시장이 원활히 작동하기 위해 필요한 물질이다. 실제로 1990년 대비 HFCs의 2020년 배출량은 577.9% 증가했다. 2022년 국가 온실가스 인벤토리에 따르면 전체 온실가스 배출량 중 산업공정에서 발생하는 F-gas는 1,514만tCO2eq으로 약 2.3%를 차지한다. 그러나 기후변화센터에서 2020년 한국환경공단 및 수출입통계에 따라 추산한 2020년 국내 HCFC, HFC 잔존냉매량은 약 6,300만tCO2eq
온실가스 인벤토리 산정 동향은2018년 COP24에서 합의된 투명성 체계의 세부원칙, 절차 및 지침에 따라 기후변화협약 모든 당사국은 2024년 12월31일까지 국가 인벤토리 보고서를 UNFCCC에 제출해야 한다. 신기후체제에서 모든 당사국은 2006 IPCC 지침에 따라 투명성, 정확성, 완전성, 일관성, 비교가능성 원칙에 근거하여 인벤토리 보고서를 작성해야 한다. 우리나라는 2020년 2월 제2차 국가 온실가스 통계 총괄관리계획을 수립했으며 현재 2006 IPCC 지침 기반 온실가스 인벤토리 배출량 산정을 준비하고 있다. 1996 IPCC 가이드라인에서는 단일방법론을 적용했으나 2006 IPCC 가이드라인에서는 티어1‧2 수준으로 구분하고 있으며 2019 IPCC 가이드라인에서 가장 큰 변화로 냉장‧냉방분야에서 이동식 에어컨의 배출계수를 세부적으로 명시하는 한편 선진국 배출계수 예시를 제공해 산업계 특성을 반영하는 배출계수 설정을 유도한다. 수송용 냉방부문 배출계수를 배, 철도, 버스, 기타 분야로 세분화했으며 기타 하위용도 또한 배출량산정 정확도 제고를 위해 일본, 미국, 독일의 세부용도 배출계수를 제시해 유사한 시스템, 제도가 있는 국가의 사용을 권장
바야흐로 탄소중립 대전환의 시대다. 전 세계적으로 이러한 방향성을 향해 경제‧사회 전반의 기술혁신이 요구되고 있다. 국제에너지기구(IEA)는 2050년까지 세계 에너지분야 CO₂감축 중 95%가 기술혁신에 의한 것이라고 밝혔다. 글로벌 에너지부문의 2050년 탄소중립을 위한 로드맵을 제시하면서 기술혁신을 목표달성의 핵심열쇠로 지목한 것이다. IEA는 새로운 기술혁신에 의해 고탄소에서 저탄소로 산업구조가 변경될 것이며 무탄소전원 중심으로 전원믹스가 변경될 것이라며 탄소중립 대전환시대를 전망했다. 이에 비해 우리나라의 경우 에너지소비가 많은 제조업 중심의 경제구조, 대규모 재생에너지 생산에 불리한 환경 등 탄소중립 이행에 어려운 여건을 안고 있다. 특히 이미 상당한 수준의 탄소중립을 추진해 온 선진국과 달리 출발선이 늦어 2050년이라는 탄소중립 시간표까지 기한이 촉박한 상황이다. 이에 따라 탄소중립 이행을 위한 기술혁신 중요성이 더욱 부각되고 있다. 정부는 이러한 상황을 타개하기 위해 지난해 10월 탄소중립녹색성장위원회를 통해 ‘탄소중립 녹색성장 기술혁신 전략’을 발표하며 탄소중립을 위한 범부처 차원의 기술혁신 추진방향을 제시했다. 기술혁신 전략에 따르면 민간
건물·환경부문 탄소배출량 감축을 위해 우리나라 주거환경 및 생활방식, 지형 등에 부합하는 국내 맞춤형 자체기술 확보가 중요하다. 이러한 기술에는 밀집·고밀도화된 국내 도심환경 및 공동주택 중심 주거형태, 주민편의성 등이 고려돼야 한다. 이를 위해 기술 내재화를 달성할 수 있는 감격차 기술 중심으로 건물사용에너지를 저감하는 기술과 신재생에너지를 활용하는 기술을 연계개발하는 한편 신축‧기축건물 대상으로 기술실증 및 단계적 확산을 추진할 필요성이 크다. 선정작업반에 참여해 고성능‧다기능외피기술 선정을 주도한 최경석 한국건설기술연구원 건축에너지연구소장을 만나 기술개념과 필요성에 대해 들었다. ■ 다기능외피 필요성은정부는 최근 ‘2050 탄소중립 추진전략’, ‘2050 장기저탄소발전전략(LEDS)’, ‘2030 국가온실가스감축목표(NDC)’ 등을 확정했으며 ‘기후위기 대응을 위한 탄소중립‧녹색성장 기본계획(2023~2042)’, ‘2030 NDC 달성을 위한 세부이행방안’ 등을 발표했다. 또한 한국형 탄소중립 100대 핵심기술을 선정해 관련 기술을 중심으로 전략적으로 R&D 투자확대를 예고하고 있다. 이와 같은 법적 근거를 바탕으로 산‧학‧연‧관 모두 가용한…
현재 냉난방, 급탕에너지를 제공하는 열원설비는 대부분 화석연료를 기반으로하며 열은 건물에너지소비에서 많은 비중을 차지하고 있다. 화석연료를 줄여야 한다는 당위성과 함께 신재생에너지를 통한 에너지생산과 소비가 필요해지면서 기존 화석연료에 기반한 설비를 전기화할 수 있는 기술개발이 중요하게 됐다. 또한 이와 같이 전기화한 설비는 효율적인 열네트워크 구축, P2H 통합제어, 각종 설비최적화 및 통합운영 등을 활용해 고효율화해 사용한다면 상당한 탄소중립을 달성할 수 있을 전망이다. 또한 재생에너지는 변동성으로 인한 계통불안정성이 가장 큰 단점으로 지적되고 있으며 탄소중립이라는 어려운 과제를 달성하기 위해서는 활용되지 못하고 버려지는 에너지까지 모두 이용해야 한다는 필요성이 제기된다. 이에 따라 계통불안정성을 해소하며 미활용에너지를 활용할 수 있도록 모든 에너지를 통합적으로 관리‧운용하는 시스템마련이 요구되고 있다. 이러한 필요성을 감안해 한국형 탄소중립 100대 핵심기술에는 ‘건물설비 전기화 및 고효율화’와 ‘복합에너지시스템’이 선정됐다. 선정작업반에 참여한 정학근 한국에너지기술연구원 에너지ICT연구단 박사에게 기술개발 필요성 및 기대효과에 대해 들었다. ■ 건물설
수소연료전지는 기존의 연소방식이 아닌 수소와 산소의 전기화학반응으로 기존 다단계에 걸친 에너지 전환과정없이 연료의 화학에너지를 직접 전기로 변환하는 기술이다. 탄소 및 이산화탄소 배출이 없는 수소를 연료로 사용하기 위해 개발된 기술로 탄소중심의 에너지로부터 벗어나 수소로 에너지 패러다임을 전환하고 탄소중립을 실현하기 위한 핵심 활용기술 중 하나다. 특히 연료전지 복합 및 열병합기술은 연료전지에서 생산되는 전기와 함께 발생하는 열을 최대한 활용하는 기술로 사용되는 연료의 이용율을 극대화시킴으로써 최대의 효율을 얻을 수 있으며 열병합기술은 연료전지에서 생산되는 전기와 함께 폐열을 활용, 히트펌프 기술과 연계해 냉열과 온수 등을 공급할 수 있다. 연료전지 복합기술은 초고효율 연료전지 또는 연료전지와 기존 발전 복합화로 발전효율을 극대화시키는 기술이다. 정성욱 한국에너지기술평가원 수소·연료전지PD를 만나 탄소중립 100대 핵심기술로 선정된 수소연료전지 및 복합·열병합기술분야의 시장동향 및 탄소중립 핵심기술 동향에 대해 들어봤다. ■ 연료전지 열병합시스템 적용이 적합한 분야는 열병합시스템 적용이 가장 적합한 분야는 데이터센터다. 데이터센터 운영비용의 약 70~80%가
2050 탄소중립 시나리오상 건물부문 에너지 및 탄소저감이 매우 중요한 역할을 차지하고 있다. 국제에너지기구(IEA)는 건물부문에 대해 아직 손대지 않은 에너지효율화의 잠재된 원천이라고 표현했다. 그러나 건물부문 에너지효율화는 막대한 비용, 자원, 노력투입이 불가피하며 사회적 인식개선과 국민적 수용성 향상을 비롯해 이를 바탕으로 한 정책적 우선순위 상향노력이 동반돼야 한다. 이처럼 탄소중립 실현을 위한 여건이 녹록지 않은 상황에서 성공적인 탄소중립 달성을 위한 돌파구로 과학기술 혁신이 강조되고 있다. 디지털전환은 에너지시스템을 더욱 효율적으로 운영하는 기술적 수단으로 묘사되고 있다. 즉 건물의 디지털전환을 통해 에너지시스템을 효율적으로 운영하고 건물부문 탄소중립 실현에 크게 기여하는 것이 매우 중요한 과제다. 이에 따라 정부는 한국형 탄소중립 100대 기술로 ‘건물에너지 관리‧제어‧데이터 활용’을 선정했다. 그간 건물분야에서 디지털트윈을 기반으로 건물운영단계에서의 에너지효율 진단, 첨단센싱기술, 데이터기반 지능형 건물운전 등을 연구해왔으며 최근 탄소중립 100대 기술 선정작업반에 참여한 윤성민 성균관대 교수에게 선정의미와 기대효과에 대해 들었다. ■ 기술선정
냉난방공조·냉동냉장분야에 사용되고 있는 냉매는 별다른 환경규제가 없다면 지구온도 상승에 0.3~0.5℃ 유발하는 것으로 보고되고 있어 냉매로 인한 지구온난화 영향을 감소시킬 수 있는 연구가 시급하다. 냉난방공조·냉동냉장분야는 현대 도시사회에 있어 쾌적한 생활환경 제공, 건강한 식품과 의료품 제공 등과 같은 필수적인 역할을 수행하고 있어 향후 관련분야 수요는 지속적으로 증가할 것으로 전망된다. 지구온난화지수(GWP)가 높은 냉매의 생산을 금지하고 GWP가 낮은 냉매를 개발하고 사용하도록 요구하고 있다. 친환경냉매로의 전환은 선택이 아닌 필수다. 이러한 중요성을 인정받아 탄소중립 100대 기술로도 선정됐다. 송찬호 한국기계연구원 열에너지솔루션연구실 실장을 만나봤다. ■ 친환경 냉매 관련 현주소 및 한계점은 에어컨, 히트펌프와 같은 대부분의 냉난방기기에서 사용 중인 냉매의 감축이 도래하고 있어 새로운 Low GWP 냉매 제품, 요소기술 확보가 필요한 상황이다. 일부 대기업 위주 수출용 제품으로 R32냉매 적용 제품이 존재하고 있으나 다양한 대체 냉매 후보군에 대응하는 기술력 확보가 시급하다. 대부분 낮은 GWP를 가진 냉매들은 인화성, 고압 혹은 음압, 독성 등의
전 세계적으로 디지털전환이 가속화되면서 인터넷 트래픽과 데이터 부하가 기하급수적으로 증가하고 있다. 이로 인해 데이터센터(DC)규모 및 개수가 대폭 확대되고 있어 이를 운영하기 위한 에너지 소비 및 탄소배출량은 상당히 증가할 것으로 예상된다. 특히 Open AI의 챗GPT와 구글의 바드와 같은 대규모 컴퓨팅이 실시간으로 이뤄지는 새로운 기술과 서비스가 경쟁적으로 출시되면서 DC 탄소배출을 더욱 가속화하고 있다. 이러한 추세를 감안하면 전체 산업부문에서 DC가 차지하는 탄소배출 비중은 크게 증대될 것이며 에너지효율화를 위한 그린DC 기술을 확보하는 것이 매우 시급한 상황이다. 또한 탄소중립을 향해 가는 과정 역시 디지털기술 수요를 촉진하고 있다. IPCC, WEF 등 다수의 국제기구 및 비영리 기관에서는 디지털기술이 산업전반에서 탄소배출량을 감소시키고 에너지효율성을 향상시키는 데 큰 역할을 할 수 있다고 보고하고 있다. 그러나 디지털기술을 활용해 탄소배출량을 감축하는 과정에서 DC컴퓨팅 자원을 활용하기 위한 에너지소모는 필수 불가결하다. 이에 따라 디지털기술이 산업전반의 탄소감축에 실질적으로 기여하기 위해서는 DC의 효율적인 에너지활용이 선행돼야 하며 이를 위
IRENA에 따르면 2030년까지 전 세계적으로 열에너지 저장 설치용량은 800GWh 이상 될 것으로 예상하고 있으며 향후 10년 동안 전력 및 냉각열에너지 저장 활용을 위해 128억달러에서 272억2,000만달러 범위의 투자가 예상된다. Market Research Future 자료에서도 열에너지 저장시스템시장 규모는 2020년 51억8,000만달러에서 2027년까지 112억1,000만달러까지 연평균 17% 성장할 것으로으로 전망되고 있다. 탄소중립을 위해 현재 화석연료 기반 열에너지소비를 탈탄소화하는 것이 열에너지 저장기술의 핵심으로 부각되고 있다. 중요성이 인정받아 과학기술정보통신부는 열에너지 저장시스테기술을 탄소중립 100대 핵심기술로 선정했다. 열에너지 저장기술관련 산업통상자원부 에너지기술개발사업 및 신재생에너지기술개발사업을 다수 수행했으며 한국에너지기술평가원에서 지원한 섹터커플링 에너지산업 고도화 인력양성 사업 일환으로 한양대학교에서 강의하는 등의 열에너지 저장기술 활동에 적극 수행하고 있는 김용기 한국건설기술연구원 연구위원을 만나봤다. ■ 열에너지 저장시스템 기술 선정 필요성과 당위성은최종에너지소비에서 열에너지의 비중이 해외는 약 51%, 국내는
건물부문은 운영단계에서 장기에 걸쳐 많은 에너지를 소비하므로 탄소중립을 달성하려면 운영단계에서 신재생에너지를 최대한 적용함으로써 온실가스 간접배출을 줄여야 한다. 또한 건물마다 신재생에너지 적용성이 다르므로 각 건축물은 경우에 따라 에너지소비량을 생산량으로 모두 충당하기 어렵거나 반대로 생산량이 많아 잉여에너지가 발생하기도 한다. 이러한 특성에 따라 국가적 차원에서 건물부문 탄소중립을 달성하기 위해서는 효과적인 건물 신재생에너지 적용기술을 비롯해 도시‧커뮤니티 단위에서 에너지를 효과적으로 이용하는 기술이 필수적이다. 과학기술정보통신부는 이러한 필요성에 따라 건물 신재생에너지 및 에너지융합시스템을 탄소중립 100대 핵심기술로 선정했다. 선정위원으로 활동한 김민휘 한국에너지기술연구원 선임연구원에게 기술개념과 글로벌 동향에 대해 들었다. ■ 건물 신재생에너지융합시스템 선정배경은탄소중립 100대 핵심기술로 지정된 건물 신재생에너지 및 에너지융합시스템은 크rp 3가지로 구성된다. △건물 및 커뮤니티 에너지의 넷제로를 넘어 플러스에너지 달성을 위해 건물일체화된 신재생에너지시스템 개발 △건물에서 소비되는 전기와 냉난방, 급탕 및 환기에 소비되는 열의 에너지자립 및 효율향
지구온난화와 지구촌의 기후 재난은 이미 국제적 이슈가 돼 있으며 세계 선진국들은 앞다퉈 탄소중립을 외치고 있다. 우리나라도 예외는 아니다. 이산화탄소 배출 저감을 위한 신재생에너지 활용 및 의무화 정책이 쏟아지고 있다. 지열시스템이 국내에 도입된 초중반기 외국산 히트펌프가 주로 설치됐으나 히트펌프 국산화 개발과 효율 개선, 지중 그라우팅재료 효율화 개발, 천공공법 개발 등 지열 전문기업의 노력을 통해 효율이 개선되고 타 열원시스템대비 경쟁력을 확보할 수 있었다. 지열시스템은 전국적으로 설치돼 건물의 냉난방 급탕에 활용되고 있다. 또한 ZEB 공동주택에 설치된 지열시스템은 인근 단지대비 적은 난방비가 부과되는 것으로 알려지고 있으며 전 세대를 지열로 냉난방·급탕하는 공동주택은 온실가스 제로화 공동주택이 될 수 있다. 비주거 교육업무시설에도 냉난방을 담당하는 타 열원시스템을 효율 좋은 지열시스템 기저부하로 전환해 에너지비용 수억원을 절감하고 온실가스도 감축하는 친환경적인 우수한 현장도 운영 중이다. 건물부문 에너지사용량의 약 50%가 냉난방에 사용될 만큼 냉난방 열에너지 비중이 높은 우리나라의 에너지소비 패턴을 감안하면 열에너지를 해결하기 위한 지열시스템 보급을
2005년 설립된 한국지열에너지학회는 수열에너지가 새로운 신재생에너지원으로 법적 요건을 갖추고 관련 기술과 산업이 성장함에 따라 2021년 한국지열수열에너지학회로 명칭을 변경하고 오늘에 이르고 있다. 지열수열학회는 신재생에너지로 인정받고 있는 지표의 암석, 토양, 지하수 등이 갖는 지열과 지표 및 지하의 물이 갖는 수열을 효과적으로 활용하기 위해 요구되는 다양한 기술과 관련된 업계와 학계 전문가로 구성돼 있다. 한국연구재단의 등재논문집인 한국지열수열에너지학회논문집을 발간하고 있으며 매년 학술발표대회 등 다양한 행사를 개최하고 있다. 현재 총 회원규모는 약 500여명으로 관련 산업계와 학계에서 활발히 활동하고 있다. 지열수열학회를 이끌고 있는 박창용 회장(서울과기대 교수)을 만나 지열업계 현황 및 발전방향에 대해 들어봤다. ■ 지열·수열을 보급 확대해야 이유는 지열과 수열을 보급해야 하는 이유는 결국 신재생에너지 활용 이유와 그 맥을 같이 한다. 지구의 환경과 기후에 영향을 미치는 탄소배출 에너지원 사용을 줄여 기후변화 위기에 효과적으로 대응하는데 기여할 수 있는 방법이 지열과 수열에너지 활용 기술이다. 우리가 사용하는 에너지 형태는 크게 전기와 열에너지로 나
2008년 지식경제부(현 산업통상자원부)로부터 지열분야 핵심연구센터로 지정된 호서대학교(총장 강일구) 산학협력단 산하 지열인력양성센터(GTEEC: GeoThermal Energy Education Center)는 지열분야 최신 기술개발과 지열관련 기업의 엔지니어를 위한 재교육 및 신규로 지열분야에 진입하는 인력의 전문교육을 담당하고 있다. 특히 지열전문기업의 기술지원과 국제협력을 통한 국내기업의 기술경쟁력 제고에 앞장서고 있는 임효재 센터장(교수)을 만나 국내 지열시장 동향 및 발전방향에 대해 들었다. ■국내 지열시장을 평가한다면10년 동안 총에너지와 지열에너지의 생산량은 20~40% 증가에 그친 반면 신재생에너지는 2,000% 이상 증가율을 보이고 있다. 또한 신재생에너지에서 지열이 차지하는 비중이 2010년 29%에서 2020년에는 1.9% 정도로 지열산업이 상대적으로 매우 위축돼 있다. 이유는 신재생발전분야에 대해서는 정책적, 제도적으로 집중 지원한 반면 신재생열에너지분야, 특히 지열분야에 대해서는 가혹할 정도의 지원을 배제한 결과로 평가된다. 2017년 포항 지열발전과 관련된 지진 유발 사태 이후 지열분야에 대한 정부지원과 관심이 급속히 냉각되면서…
2005년 설립된 대성히트에너시스는 70년간 국내 에너지산업을 이끌어온 대성이 신재생에너지를 보급하고자 설립한 회사로 지열, 공기열, 폐열, 해수열, 수영장용 히트펌프 및 복합열원 히트펌프 생산뿐만 아니라 지열시스템 설계, 시공, 사후관리까지 원스톱 시스템을 갖추고 있다. 또한 태양광, 연료전지시스템도 함께 보급하며 명실상부한 신재생에너지 대표기업으로 성장했다. 대성히트에너시스의 가장 큰 경쟁력은 ‘연구개발’이다. 미래의 대성을 디자인하는 곳인 안산 연구소는 지열 및 공기열을 실험할 수 있는 칼로리메타를 갖추고 있으며 소용량부터 대용량까지 다양한 제품 개발을 하고 있다. 신재생에너 시스템 설계시공도 강점이다. 지열, 연료전지, 태양광 등 설계와 시공부문에 독자적인 부서를 두고 설계부터 시스템이 시공되기까지 관리하고 있다. 특히 제주도, 부산, 광주, 대전, 서울 등에 본사 조직을 두고 영업과 서비스를 실시하고 있으며 40년 가까이 난방산업을 책임지고 이끌어 왔던 대성의 고객서비스정신이 녹아있어 서비스경쟁력은 타사대비 가장 큰 차별성이다. 지열 제품 최대 KS인증 보유 대성히트에너시스의 주력사업은 지열분야다. 국내 그린홈 제품 보급률 1위뿐만 아니라 지열제품…