한국기계연구원(원장 류석현)은 11월6일 실증 온실작물 멜론 수확행사를 개최했다고 밝혔다. 

 

과학기술정보통신부 산하 한국기계연구원 이상민 책임연구원 연구팀은 2021년부터 산업통상자원부 에너지기술평가원 과제 ‘다중 분산발전기반 옥상온실형 스마트 그린빌딩 융복합 시스템 개발 및 실증’ R&D과제를 주관해 수행해오고 있다. 

 

이번 행사는 지난해 11월 준공한 1차 실증건물 옥상온실에서 재배한 멜론을 수확하며 실증온실 구축현황과 연구성과를 소개하는 자리로 구성됐다. 행사에는 류석현 한국기계연구원 원장, 이상민 한국기계연구원 책임연구원, 이종문 정림개발 회장, 김영문 메이필드 사장, 심호섭 케이엔제이 대표, 손양양 박성원 대표, 김윤진 서울여자대학교 교수 등 사업 참여기관 및 주요관계자 30여 명이 참석했다.

 

한국기계연구원이 이번 R&D 총괄은 맡고 있으며 메이필드호텔은 옥상온실 2차 실증지를 제공한다. 케이엔제이는 반도체설비 기업, 손양양은 친환경카페로 옥상온실 계획단계에 참여하고 있다. 

 

과제 수행기간은 2025년 12월31일까지로 총 17개 기관이 참여하며 정부출연금 320억원이 투자됐다. △친환경 가스엔진기반 다중 열병합 분산발전 시스템 개발 △AI‧EMS기반 건물‧옥상온실 최고 에너지 수요관리 솔루션개발 △옥상온실 맞춤형 고효율 스마트팜 솔루션 및 재배모델 개발 △스마트 그린빌딩 유형별‧규모별 표준 설계 및 확산 기술개발 등으로 구성돼 있다. 

 

옥상온실형 스마트 그린빌딩 에너지 통합시스템 건물실증은 1,2차로 나뉘어져 있으며 성동구에 위치한 스테이셔니오 성수가 1차 실증지다. 2차 실증지는 강서구에 위치한 메이필드호텔 마곡이다.  

 

류석현 한국기계연구원 원장은 인사말을 통해 “옥상온실은 지구온난화를 개선할 수 있는 탄소중립의 주요한 기술”이라며 “옥상온실이나 그린하우스의 핵심은 농산물 연구분야와 에너지매너지먼트기술의 결합”이라고 R&D사업 중요성을 강조했다. 

 

이어 “에너지관리기술은 기계연구원이 경쟁력있게 잘할 수 있는 분야로 현재 2차 실증 등 여러 다양한 계획을 가지고 있다”라며 “현재 진행하고 있는 이 사업은 향후 탄소중립을 추구할 수 있는 새로운 비즈니스델의 시발점이 될 수 있을 것”이라고 기대감을 표했다.

 

건물BEMS‧스마트팜 결합 'EMS기술', 세계 최초 개발
이상민 한국기계연구원 책임연구원은 도시농업 중요성 및 옥상온실에 대한 설명과 연구성과에 대해 발표했다. 

 

현재 진행 중인 과제는 BIV(건물 통합형 재배: Building intergrated Vegetation)형식으로 볼 수 있다. 도시공간 부족 및 비싼 지가로 인해 그 필요성이 점점 부각되고 있으며 전 세계적으로 관심받고 있는 도시농업 중 하나다. 

 

BIV는 도시환경 및 건물 측면에서 장점을 갖고 있다. 도시환경 영역에선 작물을 통한 CO₂흡수 및 사람을 위한 O₂공급을 할 수 있으며 생물학적 다양성을 추구할 수 있다. 건물측면에선 열적단열효과를 향상시키며 건물에너지소비를 감소시킬 수 있다. BIV는 순환경제 수단이 될 수 있어 기업 ESG경영 홍보에 큰 시너지도 낼 수 있다. 

 

이상민 책임연구원은 “과제를 수행함에 있어 실증이 가장 핵심이라고 할 수 있는데 1차 실증지인 성수동 ‘스테이셔니오 성수’는 실증에 굉장히 최적화된 공간”이라며 “이 건물은 쌍둥이건물로 A동, B동이 나눠져 있어 건물구조는 동일하지만 한 동에만 온실을 구축해 에너지절감에 대한 명확한 실증을 할 수 있다”고 말했다.

 

이어 “성수동은 진짜 도심 한 가운데로 밤에 온실 LED등을 켜놨을 때 경관이 정말 아름다워 도시경관에 이점이 되고 있다”라며 “이 옥상은 원래 건물 공유오피스를 사용하는 흡연자들의 공간이었는데 온실을 가꾸면서 사람들이 여러 번 과제에 대해 물어보며 작물에 대한 대화를 나누고 궁금해 하는 과정에서 확실히 도시농업이 도시민의 삶의 질을 향상시킬 수 있지 않을까라는 가능성을 느꼈다”고 성과에 대한 보람을 표했다. 

 

 

2021년부터 2023년까지 해당과제 대표적인 성과로 △저공해 고효율 다중분산발전 시스템 개발 △도시맞춤형 스마트팜 기기 및 제어 시스템 기술개발 등이 있다. 고효율 다중분산발전 시스템은 100kWe 가스엔진과 170kWth 하이브리드 흡수식 냉동기로 조성됐다. 개발기술인 옥상온실 제어최적화에 따른 건물에너지 절감 극대화 운전 기술은 냉난방 에너지절감효과가 17.8%~24.3% 정도다. 냉난방 건물 BEMS와 옥상온실 스마트팜이 결합된 통합 EMS시스템 개발은 세계 최초다. 

 

정량적 성과로는 △특허출원 40건 △특허등록 6건 △논문 25편 게재 △기술 이전 1건 △사업화 1건 △고용창출 13명 등이 이다. 

 

1차 실증온실은 2층 구조로 건설됐다. 1층은 △재배실 147.2㎡ △전실 11,8㎡  △기계실 11.8㎡ △대피통로 등으로 구성됐으며 2층은 △다용도실(미팅룸) 35.7㎡으로 구성됐다. 온실 건립당시 2층 미팅룸은 계획에 없었으나 1층에 대피통로를 필수적으로 배치하게 되면서 공간활용성을 높이고자 마련됐다. 작물은 다품종 소량생산방식으로 재배됐으며 메론 이외에도 서양가지, 파프리카, 오크라 등을 재배했다. 

 

 

2차 실증은 강서구에 위치한 메이필드호텔에서 진행되며 온실건물의 형식을 △연구‧교육형 △식당‧카페 △이벤트‧체험 등의 형태로 다양한 사업모델을 시도해볼 계획을 갖고 있다. 

 

이상민 책임연구원은 “이번 과제를 진행하는 동안 몇몇 기관과 기업에서 관심을 가졌다”라며 “현재 디스플레이장비 반도체 부품기업인 케이엔제이 신축 공장에 옥상온실 설치를 계획하고 있으며 남극기지에서도 식물공장 및 옥상온실 실증을 계획하고 있다”고 밝혔다.