미이용 산림바이오매스는 벌채 산물 중 원목 규격에 못 미치거나 수집이 어려워 이용이 원활하지 않은 산물로 기후변화에 관한 정부간 협의체(IPCC)에서 인정한 탄소중립 연료다.
최근 재생에너지3020 정책에 따라 지역단위 분산형 에너지자립시스템모델 개발의 필요성이 증가하고 있는 가운데 산림바이오매스 이용 활성화에 대한 노력이 필요해지고 있다.
이에 따라 산림청은 에너지 취약지역인 산촌의 풍부한 산림바이오매스를 활용해 난방과 전기를 생산·공급하는 에너지자립시스템 구축을 목적으로 ‘산림에너지자립마을 공모사업’을 진행하고 있으며 지난 2022년 사업으로 충청북도 괴산군이 선정됐다.
담바우E협동조합, 열공급사업 자율운영
괴산군은 공모사업선정 이후 △주민설명회 △기본설계 △산림에너지자립마을 위탁조례 제정 △사업준공 △시험운전 등을 거쳐 현재 시설점검·유지관리 단계를 진행 중으로 오는 9월12일 담바우에너지공급센터에서 준공식을 개최할 예정이다.
총 부지는 약 7만3,000㎡ 규모로 조성되며 △보일러실 △발전실 △목재칩저장고 △열풍식 건조기 등 설비가 설치된 에너지공급센터는 연면적 332,57㎡ 규모로 조성될 예정이다.
열공급대상은 장암·신대마을 총 62가구와 공공시설 2개소 등이며 향후 열수요가 많은 스마트팜, 비닐하우스 단지 등으로 대상 시설을 확대할 예정이다.
마을관리는 열공급사업 유지관리를 위해 구성된 장암·신대마을 주민단체인 ‘담바우에너지협동조합’이 자율적으로 운영한다.
산림조합과 사회적경제기업에서 미이용 산림바이오매스 등 원료를 수집·공급할 예정이며 국가·지자체로부터 발전소 설비설치비용을 지원받은 열병합발전소에 구축된 목재칩보일러와 발전설비가 난방열·전기를 생산한다. 생산된 열은 지역가구와 공공시설에 공급될 예정이며 잉여전력은 한국전력 등에 판매 후 수익을 환원할 예정이다.
68kW급 가스화 CHP 활용 열병합발전
괴산군 에너지자립마을 집단열공급 방식은 소형 열병합발전방식이다. 에너지공급센터에 조성된 목재칩저장고에서 연료를 공급하면 필터를 거쳐 목재가스가 발생하는데 이 가스는 응급필터를 통해 소형 열병합발전기로 이동 후 전기와 열을 생산하게 된다.
마을에는 68kW급 소형 가스피케이션 열병합발전설비가 설치될 예정으로 연간 7,800시간 가동해 총 530MWh의 전력을 생산할 예정이다.
또한 난방피크를 대비해 400kW급 목재칩보일러를 설치한다. 에너지효율 93.2%를 나타내며 연료공급·재배출이 자동화되는 시스템으로 연간 약 2,400시간 이상 가동해 1,000MW의 온수를 생산할 예정이다.
열교환기는 15kW급 콤팩트유니트로 열교환기, 유량조절밸브, 열량계, 제어반, 통신시설, 제어 모니터링시스템 등을 갖춘 설비를 활용해 1차측 열원과 2차축 열원을 분리해 순환하는 온수를 건물의 적정온도로 교환할 예정이다.
온수는 6,940m 규모로 매설된 PEX 이중보온관을 통해 총 60가구에 전달될 예정이다. 각 가정에는 단열 온수탱크를 사용하는 축열조가 설치돼 외부에서 공급된 열을 받아 급탕 사용시 교환해 사용한다.
E자립마을, 탄소저감·수익창출 효과 기대
괴산군은 사업을 통해 가구당 약 25%가량의 연료비용 절감효과와 연간 1,300만원가량의 수익창출효과, 연간 이산화탄소 676t 저감효과 등을 기대한다고 발표했다.
마을이 완공되면 △산림자원순환센터 조성사업(목재칩 생산설비 구축) △국산목재 목조건축 실연사업(탄소순환센터 건립) △산촌청년공동체 활성화센터 조성사업(폐교 리모델링) 등과 연계가 가능해 주민들의 기대를 모으고 있다.
괴산군은 산림자원순환센터를 통해 목재칩 3만t을 생산해 부가가치를 낼 예정이며 임업부산물을 활용해 탄소크레딧 매출 약 14억원이 발생할 예정이다.
한편 2020년부터 시작된 ‘산림에너지자립마을 공모사업’은 2020년과 2021년 △전라북도 완주군 △강원도 횡성군 △경기도 양평군이 선정된 바 있다. 그러나 횡성군과 양평군은 사업을 포기했다. 경북 봉화와 강원 화천에 탄소순환마을 조성사업을 진행했으나 고장·배관 노후·참여미비 등의 문제로 실패했다.
이에 따라 괴산군은 문제요소 방지를 위한 중점 추진계획을 세워 △소형 열병합발전 △주민참여 보장 △에너지효율화 등을 통해 에너지자립마을 조성을 성공적으로 진행하고자 노력했다.
괴산군 에너지자립마을 조성사업 설비를 담당한 나무와에너지는 사업 성공요인을 △확대된 예산 △마을주민 참여 △효율적 조성관리 △감독관의 헌신 등이라고 분석했다.
