대한설비공학회(회장 김민수)와 주한 네덜란드대사관은 9월9일 ‘한국-네덜란드 제로에너지빌딩(ZEB) 및 수열에너지 비즈니스 매칭데이’를 개최했다. 이번 행사는 한국과 네덜란드 수교 60주년을 기념하기 위해 마련됐으며 한국과 네덜란드의 ZEB 및 수열에너지 관련기술 보유기업들의 에너지소비 저감을 위한 수열 등 액티브기술에 대한 교류가 이뤄졌다.
행사는 △환영사 △네덜란드기업 발표 △한국기관·기관 발표 △질의응답 등 순으로 진행됐다.
네덜란드기업발표는 △Witteveen+Bos △Deltares △IF Technology △Priva △Ammerlaan Construction △Wansdronk Architekyuur △IBIS Power 등의 7개 기관 및 기업의 발표가 화상으로 진행됐다.
한국기업 발표는 △강원 수열에너지 융합클러스터 △지엔원에너지 △이젠엔지니어링 △지엔에스엔지니어링 △장한기술 △인터텍 등 6개 기관 및 기업 발표가 진행됐다.
로버트 다이크스터후이스(Robert Dijksterhuis) 네덜란드 지속가능 건물 특사는 환영사에서 “UN은 그린뉴딜을 통해 2050년까지 유럽대륙이 탄소중립을 달성하고자 한다”라며 “건물부문은 전체 온실가스 배출량 중 42%를 차지하며 탄소중립을 달성하기 위해서는 건물부문의 탄소감축이 중요하다”고 밝혔다.
이어 “ZEB를 구축하고 수열에너지를 사용하는 것이 UN의 탄소중립를 달성하는데 중요한 역할을 할 것으로 보고 있다”라며 “한국과 네덜란드 수교 60주년을 기념하기 위해 개최한 이번 행사를 통해 한국과 네덜란드의 탄소중립 달성에 기여할 것으로 기대한다”고 덧붙였다.
김민수 회장은 “이번 한국과 네덜란드의 수교 60주년을 기념함과 동시에 기업, 기관간 건물에너지 사용 저감을 위한 수열, 액티브기술 개발관련 교류를 목적으로 개최됐다”라며 “네덜란드는 한국전쟁 당시 참전국으로 한국의 오랜 우방국으로 무역, 금융, 물류, 전자, 화학, 제약 등 기술집약적 첨단산업이 매우 발달돼있다”고 말했다.
이어 “이번 행사에서 ZEB, 수열에너지 관련기업, 기관들이 향후 미래를 위한 계획, 전략을 공유하고 한국과 네덜란드의 협력, 상생, 공조방안을 협의할 수 있을 것으로 기대한다”라며 “행사에 참석한 모든 관계자가 정보교류를 통해 상호간 이해의 정도를 높이는 기회가 되길 바란다”고 덧붙였다.
ATES 적용 냉난방E 절감
살레 모하매디(Saleh Mohammadi) Witteveen+Bos 시니어 컨설턴트는 에너지컨설팅 사례와 대수층 축열에너지(ATES)시스템에 대해 소개했다.
Witteveen+Bos는 건축, 토목 에너지컨설팅 전문기업으로 부산 에코델타시티 타당성 조사를 진행한 바 있다.
살레 모하매디 시니어 컨설턴트는 “에너지전환은 큰 도전과제로 기존 에너지기술과 지속가능한 에너지기술을 통합해야 하는 어려움이 있다”라며 “Witteveen+Bos는 에너지 밸류체인에 경험을 가지고 있으며 고객들이 발전, 저장, 분배 등 에너지소비 최적화를 달성할 수 있도록 지원하고 있다”고 밝혔다. 이어 “또한 수열에너지와 ATES시스템, 다양한 지열에너지에 대한 경험을 가지고 있다”고 덧붙였다.
ATES시스템은 계간축열을 이용해 온열과 냉열을 활용하는 것으로 Witteveen+Bos는 단순히 건물에 적용하는 것을 넘어 지역단계까지 다양한 규모에 적용하고 있다. 현재 미국 플로리다에서 스마트열 프로젝트를 진행하고 있으며 인근 호수의 물을 활용해 2022년까지 ZEB과 스마트그리드를 ATES와 연계하는 특징을 가지고 있다.
살레 모하매디 시니어 컨설턴트는 “부산 에코델타시티 사업에서 ATES시스템 적용에 대한 타당성조사를 진행한 결과 ATES 적용 시 난방 50%, 냉방 90% 등 에너지절감효과를 얻을 수 있는 것으로 나타났다”라며 “한국의 경우 계절에 따른 온도차가 네덜란드에 비해 큰 편으로 ATES시스템 적용이 적합하며 잠재에너지량 또한 풍부하다”고 밝혔다.
도시단위 수열E 적용가능성 제시
Deltares는 물, 지하분야 응용연구를 진행하고 있는 지식연구소로 안톤 드 포크르트(Anton de Fockert) 선임연구원은 탄소중립 달성을 위한 수열에너지의 중요성에 대해 설명했다.
안톤 드 포크르트 선임연구원은 “열에너지로의 전환에 관련해 네덜란드는 ‘워밍업’이라는 대규모 프로젝트를 진행했으며 지열, 수열, 지하열, 지하에너지 등과 네트워크, 사회통합에 대한 연구가 진행됐다”라며 “수열을 통해 에너지 불균형을 해소할 수 있을 것으로 기대하고 있다”고 밝혔다.
이어 “지표수, 폐수, 식수 등에서 에너지를 얻을 수 있으며 네덜란드 에너지수요 절반을 대응할 수 있을 것으로 기대한다”라며 “한국의 경우 네덜란드와 물온도 변화가 비슷한 특징을 가지고 있다”고 덧붙였다.
안톤 드 포크르트 선임연구원은 또한 “Deltares의 연구결과 17만명규모 도시전체의 에너지소비를 수열에너지로 대응할 수 있음을 확인했다”라며 “특별한 변동없이 일반적인 직경의 배관을 사용해 수열에너지를 활용할 수 있으며 한강이라는 풍부한 수자원을 가지고 있는 서울도 수열에너지로 에너지소비에 대응할 수 있을 것으로 기대된다”고 말했다.
지열·수열 적용 탄소중립사회 달성
바스 고드샤크(Bas Godschalk) IF Technology 해외영업매니저와 한스 비몬드(Hans Biemond) IF Technology 컨셉개발 엔지니어는 수열을 활용한 냉난방시스템에 대한 사업사례를 소개했다.
IF Technology는 네덜란드를 비롯해 미국, 영국, 유럽, 일본, 중국 등 다양한 국가의 지역 내 에너지를 활용하는 프로젝트를 수행하고 있다.
네덜란드는 지표수가 풍부해 수열에너지를 활용하기 용이하며 70kW 이상 대규모 ATES와 보어홀축열방식(BTES)시스템이 전국에 걸쳐 활용되고 있다.
한스 비몬드 엔지니어는 “현재 IF Technology가 진행하고 있는 프로젝트는 하이드파크로 대규모 주거단지를 전환개발하는 것이 특징”이라며 “이미 건축된 지역에 10년동안 4천개의 아파트, 호텔, 상업시설을 개발하게 된다”고 밝혔다.
이어 “개발구역 전체에 히트펌프시설을 설치하고 이를 ATES와 연계할 계획으로 10GWh의 에너지가 공급된다”고 덧붙였다.
바스 고드샤크 해외영업매니저는 “한국의 탄소중립사회 전환 가속화를 위해 협업하길 바라며 IF Technology는 ATES시스템 설계에 대한 교육과 타당성 조사를 제공할 수 있다”라며 “또한 지열, 수열시스템 검토와 설계품질 및 실증, 시운전을 지원할 수 있다”고 말했다.
스마트빌딩 내 시설농업…식량자급 실현
마뉴엘 마다니(Manuel Madani) Priva 매니저는 도시 내 시설농업을 통한 일자리창출 및 식량자급에 대해 발표했다.
Priva는 건물 시설농업 장비 및 콘트롤프로그램 전문기업으로 독보적인 기술력으로 관련시장을 선도하고 있다.
마뉴엘 마다니 매니저는 “네덜란드에는 유리온실이 설치된 스마트빌딩 사례가 많으며 서로 연결됨으로써 농산물 생산비용을 저감할 수 있다”라며 “지속가능성이 중요해지는 현 시점에서 도시기반 일자리를 창출할 수 있으며 스마트빌딩에 적용된 시설농업을 통해 도시의 식량자급이 가능하다”고 강조했다.
이어 “Priva의 스마트빌딩 내 농산물 재배환경 구축에 집중하고 있다”라며 “IoT를 통해 원격제어가 가능하고 에너지소비량 모니터링과 건물간 에너지교환을 실현하고 있다”고 덧붙였다.
마뉴엘 마다니 매니저는 또한 “Priva는 시설농업 확산을 위해 아카데미를 운영하고 있으며 특히 한국어로 구성된 콘텐츠를 제공하고 있으니 많은 관심을 바란다”고 말했다.
농업분야 지속가능성 확보
로날드 티센(Ronald Thijssen) Ammerlaan 매니저는 지열, 수열을 활용한 시설농업에 대해 발표했다.
Ammerlaan은 시설농업에 대해 턴키 방식으로 사업을 수행하고 있으며 전세계 모든 대륙에서 서비스를 제공하고 있다. 특히 네덜란드 내 자체 생산공장을 통해 안정적으로 자재를 공급하고 있다.
로날드 티센 매니저는 “시설농업의 핵심은 기후에 대한 정보를 확보하는 것으로 Ammerlaan은 사업 수행에 앞서 해당 지역의 기후를 연구해 적합 작물을 파악하고 투자회수기간을 최소화할 수 있도록 설계를 진행한다”라며 “Ammerlaan은 일주일당 3ha 크기의 설비를 생산할 수 있으며 이렇게 생산된 온실의 물사용량은 비닐하우스대비 50% 줄일 수 있다”고 밝혔다.
이어 “또한 창문을 닫고도 환기할 수 있고 열교환기를 통해 에너지를 재사용해 에너지효율을 극대화한 것이 특징”이라며 “지열, 수열 등 재생에너지를 활용하기 때문에 농업분야 지속가능한 발전 목표를 달성할 수 있을 것”이라고 덧붙였다.
축열활용 ZEB 달성
리니 완스드롱크(Renee Wansdronk) Wansdronk Architekyuur 대표는 친환경 건축에 대해 소개했다.
Wansdronk Architekyuur는 태양에너지, ZEB 등과 에너지손실이 없는 계간축열시스템 등 친환경 건축 설계에 대한 역량을 가지고 있는 건축사사무소다.
로니 완스드롱크 대표는 “Wansdronk Architekyuur는 건물 탄소배출량을 줄이기 위해 태양열에너지를 이용하고 이용하고 남은 에너지를 저장해 활용하는 방식을 적극 적용하고 있다”라며 “관련 기술수준이 높아 현재 다양한 설비가 상용화된 상태”라고 밝혔다.
이어 “현재 주거건물 두 개를 나란히 배치하고 태양열 축열조를 설치해 에너지를 효율적으로 사용할 수 있는 지에 대한 연구를 진행하고 있다”라며 “탄소중립사회를 달성하기 위해서는 ZEB가 필수적으로 다양한 국가의 현지파트너를 모색해 탄소배출량을 줄일 수 있는 건축에 대한 연구를 진행하고자 한다”고 덧붙였다.
모듈형 옥상 태양광·풍력 발전
알렉산더 수마(Alexander Suma) IBIS Power 대표는 태양광과 풍력을 결합한 모듈형 발전시스템을 통한 건물에너지자립에 대해 소개했다.
알렉산더 수마 대표는 “IBIS Power의 모듈형 발전시스템은 옥상유휴공간을 활용해 지속가능한 발전을 가능케 한다”라며 “한국은 건물에너지자립을 위한 태양광패널 설치공간이 부족하며 인구 80%가 도시에 거주하고 이중 60%는 아파트에서 거주하고 있다”고 밝혔다.
이어 “이로 인해 분산발전솔루션을 모색하는 것이 필요하며 IBIS Power의 모듈형 발전시스템이 적합할 것으로 보인다”고 덧붙였다.
IBIS Power의 모듈형 발전시스템은 풍력발전기 위에 태양광패널이 설치된 구조로 구성돼있다. 이를 통해 태양광패널 설치면적을 최대화하며 바람이 최대한 많이 통과할 수 있게 설계돼있어 풍력발전의 효율을 높였다.
특히 설치가 간편해 크레인을 사용해 시스템 3개를 6시간이면 설치를 완료할 수 있다.
알렉산더 수마 대표는 “부산의 경우 바람과 일조량이 많아 에너지잠재량이 높아 네덜란드대비 더 많은 에너지를 생산할 수 있을 것으로 예상된다”라며 “생소한 기술에 대한 적용이 쉽지 않겠지만 IBIS Power는 현지 파트너를 지속 모색하고 있으며 규모와 역량을 키울 수 있도록 적극 협력할 것”이라고 밝혔다.
댐심층수 활용 친환경 IDC 구축 함광준 강원도 수자원산업총괄은 현재 강원도에서 추진하고 있는 수열에너지 클러스터 시범사업에 대해 소개했다.
이번 사업은 강원도 춘천시 동면 일대 약 78만5,000m² 규모 부지에 2027년까지 △K-Cloud Park △K-Water Energy Park 등이 구축된다. K-Water Energy Park에는 친환경 주택단지를 조성해 K-Cloud Park 종사자들에게 정주환경을 제공한다.
사업지역 인근에는 소양강댐이 위치해 있으며 방류구에서 배출되는 댐심층수는 연중 5~7℃를 유지하고 있어 이를 활용해 K-Cloud Park에 구축될 IDC에 냉방에너지를 공급할 계획이다.
함광준 수자원산업총괄은 “IDC에 냉방에너지를 공급하는 과정에서 12℃로 승온된 물을 인근 스마트팜에 공급해 열을 회수해 사용하는 연계시스템을 구축해 에너지소비를 최소화할 계획”이라며 “에너지절감효과에 대한 시뮬레이션을 진행한 결과 기존 냉방기를 사용하는 방식대비 17%의 에너지만으로 IDC를 냉방할 수 있다”고 밝혔다. 이어 “이를 바탕으로 강원도는 IDC 입주기업들이 탄소중립, RE100 등을 달성할 수 있도록 지원할 것”이라고 덧붙였다.
건물 냉난방E원 수열 주목이재하 지엔원에너지 기술연구소 팀장은 수열에너지 적용사례에 대해 발표했다.
지엔원에너지의 주요사업분야는 지열·수열에너지를 활용한 냉난방시스템과 연료전지다.
대표실적으로는 광역원수를 활용한 3,000RT규모 수열에너지 냉난방시스테을 적용한 롯데월드타워가 있다. 이와 함께 서울시청, 세종정부청사, 한국전력 신사옥 등에 지열 냉난방시스템을 적용했다.
최근에는 태백시 ECO Job CITY 스마트팜에 수열·지열을 복합 사용하는 냉난방시스템을 구축하고 있다.
이재하 팀장은 “스마트팜의 생육동의 경우 매우 낮은 온도의 냉방을 요구해 현재 기술로는 대응할 수 없어 오피스건물에 100RT규모 냉난방 공급을 추진하고 있다”라며 “또한 서울 삼성병원에 수열에너지시스템을 적용하고자 한다”고 밝혔다.
이어 “삼성병원의 경우 냉각탑을 대체하려는 것으로 현재 삼성병원은 운영초기보다 냉방수요가 증가해 기존 시스템으로 대응하기 어려운 상황”이라며 “원수관을 지나는 물을 활용해 냉난방에너지를 공급하는 방안을 구상하고 있다”고 덧붙였다.
축열시스템 적용 수열E 효율 증대
곽은혜 이젠엔지니어링 책임매니저는 수열에너지의 특장점에 대해 소개했다.
이젠엔지니어링은 에너지절약형 냉난방시스템, 신재생에너지 등의 사업을 주력으로 한국을 넘어 중동까지 영역을 넓히고 있다. 수열에너지시스템과 심야전기를 활용한 축열시스템 등에 대한 설계를 지속하고 있으며 공조기, 냉동기, 히트펌프 등을 취급하고 있다.
곽은혜 책임매니저는 “축열시스템은 저렴한 심야전기를 활용해 야간에 에너지를 저장하고 낮에 에너지를 사용할 수 있어 전력피크와 에너지비용을 감축할 수 있으며 변압기 크기를 줄여 경제적”이라며 “이젠엔지니어링의 수열에너지 적용 실적은 롯데월드타워로 지표수 원수를 활용해 냉난방을 공급하고 있다”고 밝혔다.
이어 “수열에너지를 적용하기 위해서는 건물 에너지부하에 대응할 수 있는 수열원의 확보하는 것이 중요하다”라며 “서울은 한강을 끼고 있어 대형건물에도 수열에너지를 적용하는 사례가 늘고 있다”고 밝혔다.
계간축열 효율 증대방안 모색황기섭 지엔에스엔지니어링 팀장은 계간축열시스템에 대해 발표했다.
지엔에스엔지니어링은 지열에너지 전문기업으로 최근 태양에너지까지 업역을 확대하고 있다. 국내 최초로 충적대수층을 활용한 계간축열시스템에 대한 실증연구를 농업과학기술원과 함께 수행했다.
황기섭 팀장은 “7℃ 냉수와 21℃ 온수를 각각 하절기, 동절기에 저장해 3개월간 온도를 유지할 수 있는 지에 대한 실증을 진행했다”라며 “75RT 히트펌프가 적용됐으며 냉수정, 온수정 각각 1개 공을 시공했다”고 밝혔다.
이어 “한국은 충적대수층이 20m 내외로 깊지 않은 곳에 발달돼 있어 열원수 확보가 어려운 것이 특징”이라며 “지하수를 함께 사용하는 공법을 적용하는 것이 효율을 향상시킬 수 있다”고 덧붙였다.
지엔에스엔지니어링은 충적대수층이 깊지 않은 곳에 위치한 국내 특성을 고려해 농업분야 활용가능성에 주목하고 있다.
황기섭 팀장은 “계간축열시스템을 시설원예에 적용하는 것에 중점을 두고 있으며 지엔에스엔지니어링은 100RT규모 적용경험을 가지고 있다”라며 “1ha규모 시설에서 열원수 확보가 어려운 점을 해소하고자 다양한 취수방법을 고려하고 있다”고 말했다.
태양E 활용성 증대방안 ‘PVT’류경호 장한기술 본부장은 빙축열시스템과 전기와 열을 동시에 생산하는 PVT시스템에 대해 소개했다.
빙축열시스템은 야간에 냉열을 얼음으로 저장하고 냉방이 필요한 낮시간에 활용하는 경제적인 시스템이다.
류경호 본부장은 “장한기술은 열교환기를 금속이 아닌 폴리머로 제작하고 있다”라며 “이를 통해 부식이 없으며 세관으로 제작할 수 있어 높은 효율을 자랑한다”고 밝혔다.
이어 “장한기술의 PVT시스템은 전기, 온수를 동시에 생산할 수 있는 시스템으로 기존 태양광발전은 태양에너지의 17%만을 사용해 전기를 생산하고 나머지는 열로 버려진다”라며 “PVT시스템은 버려지는 열을 회수해 온수를 생산하기 때문에 더 많은 에너지를 생산할 수 있는 장점을 가지고 있다”고 덧붙였다.
류 본부장은 또한 “여름철 과열로 인한 태양광 발전효율 저하를 열을 회수함으로써 예방할 수 있으며 반대로 겨울철에는 집열을 통해 눈을 녹일 수 있어 발전을 지속할 수 있는 특징을 가지고 있다”고 말했다.
온배수 활용 농업분야 E·탄소저감임연주 인터텍 대표는 발전소 온배수를 활용한 융복합시스템에 대해 소개했다.
인터텍은 고객과의 소통을 통한 상생, 기술교류를 통한 동반성장을 목표로 수열에너지 확산에 적극 나서고 있다.
인터텍의 발전소 온배수 활용 융복합시스템은 발전소에서 버려지는 열을 회수해 시설원예에 공급하는 시스템으로 스마트그리드, 히트그리드, IoT그리드 등으로 구성된 시설농가 에너지자립화 시스템이다.
인터텍은 중부발전과 협력해 발전소 온배수의 열을 아열대 과수농가에 적용하는 사업을 진행했다.
임연주 대표는 “발전소 온배수는 안정적이며 높은 에너지를 가지고 있는 수열원”이라며 “온배수가 가지고 있는 열을 열교환기를 통해 회수했으며 열을 히트펌프를 이용해 축열조에 저장하는 방식으로 냉난방에너지를 공급하고 있다”고 밝혔다.
이어 “이를 통해 2018년부터 2020년까지 75.7TOE 재생에너지 생산, 22.89TOE 에너지절감, 114.24tCO₂ 탄소배출감축 등을 달성했다”라며 “인터텍은 앞으로도 지하수, 온배수, 해수 등 다양한 수열원을 통해 탄소배출을 줄이고 청정한 그린뉴딜 한국을 위해 노력을 지속할 것”이라고 강조했다.
로버트 다이크스터후이스(Robert Dijksterhuis) 네덜란드 지속가능 건물 특사는 환영사에서 “UN은 그린뉴딜을 통해 2050년까지 유럽대륙이 탄소중립을 달성하고자 한다”라며 “건물부문은 전체 온실가스 배출량 중 42%를 차지하며 탄소중립을 달성하기 위해서는 건물부문의 탄소감축이 중요하다”고 밝혔다. 
김민수 회장은 “이번 한국과 네덜란드의 수교 60주년을 기념함과 동시에 기업, 기관간 건물에너지 사용 저감을 위한 수열, 액티브기술 개발관련 교류를 목적으로 개최됐다”라며 “네덜란드는 한국전쟁 당시 참전국으로 한국의 오랜 우방국으로 무역, 금융, 물류, 전자, 화학, 제약 등 기술집약적 첨단산업이 매우 발달돼있다”고 말했다. 
댐심층수 활용 친환경 IDC 구축 
건물 냉난방E원 수열 주목
계간축열 효율 증대방안 모색
태양E 활용성 증대방안 ‘PVT’
온배수 활용 농업분야 E·탄소저감
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