ATES는 연교차를 활용한 시스템으로 지하 대수층을 활용한 계절간 축열저장시스템이다.

 

여름철과 겨울철 외기온도차를 활용한 지하대수층을 건물냉난방에 사용한다. 

전기를 사용하지 않으며 지표수와 상·하수도 폐열이용이 가능하다. 히트펌프와 사용 시 더욱 효과적인 시스템이다.

 

관정깊이 40~250m로 냉정저장온도 5~10℃, 온정저장온도 13~17℃로 분포되며 에너지와 CO₂를 80%가량 저감할 수 있는 시스템이다.

ATES코리아는 국내 ATES보급 확대를 위해 설립된 기업으로 충남지역에서 실증사업을 추진하고 있다.

 

김남훈 ATES코리아 대표를 만나 국내외 시장동향과 ATES사업 진행사항 등에 대해 들었다.

 

 

■ ATES코리아 설립배경은
다양한 분야에서 전기를 많이 사용하는 한국의 산업방식 안에서 비효율적인 에너지사용과 문제점을 줄이며 정부의 2050 탄소중립 선언 등 정책방향에 부합할 수 있는 혁신적인 에너지모델을 고민하던 중 네덜란드 대사관으로부터 ATES를 접했다. 

한국의 충적층 분포가 국토의 27%로 광범위해 충적층·대수층 내 지하수를 ATES에 활용할 수 있는 기반이 수립돼 있다. 한국은 네덜란드에 비해 높은 연교차를 가져 국내 ATES시스템 도입이 유리하다고 판단해 네덜란드 기업들과 협력해 ATES코리아를 설립했다. 

 

■ 기존 냉난방시스템대비 경제성이 우수한 것으로 알려진 ATES의 특장점은
전기에너지를 사용하지 않고 지열이나, 태양열과 같이 날씨에 영향을 받지 않고 일정한 온도와 안정성을 유지할 수 있는 지속가능한 에너지솔루션이다. 

연교차를 활용해 40~250m의 지하수층을 사용해 일정한 온도와 안정성을 유지할 수 있으며 에너지비용과 탄소배출을 80%까지 절감가능한 친환경적 냉난방방식으로 냉방성능계수(COP)가  다른 시스템대비 월등하다는 장점이 있다.

 

■ ATES 국내외 시장동향은
네덜란드는 유럽에서 가장 큰 가스전인 그로닝겐가스전 가스생산을 영구중단하기로 확정해 입법을 추진 중이며 네덜란드 내 탄소중립 달성을 위해 건축환경에서의 ATES에너지로 전환을 적극적으로 진행 중이다. 약 3,000개 이상 적용현장을 보유하고 있으며 △대학병원 △온실 △공공건축물 △산업시설 △데이터센터(DC) △쇼핑몰 등에 활용 중이다. 

네덜란드는 사무·주거지구를 개발할 때 기존 가스난방과 전기냉방설비를 제거하며 ATES기술을 대안으로 적극 활용 중이다. DC냉각이나 온실작물재배에도 널리 활용 중이다.

국내에서는 ATES의 국내 적용가능성은 충분하지만 아직 제대로 도입된 사례가 없는 상황이다. 부산 에코델타시티(EDC)에서 ATES 프로젝트를 진행해 강물과 지하수를 열원으로 사용할 가능성을 높였지만 코로나19로 인해 프로젝트를 완결짓지 못해 아쉬움이 있다.

그러나 민간시장에서 ATES시스템이 성공적으로 설치돼 사업이 가시화된다면 국내에서도 ATES 설치사례가 증가할 것으로 기대하고 있다.

 

■ 유럽이나 미국 등에 비해 국내적용이 더딘 이유는
유럽, 북미에서는 저렴한 설치비용과 단순하면서 견고한 시스템으로 외기온도에 영향없이 안정적인 냉·온열제공이 가능하며 무한으로 냉열공급을 받을 수 있어 열에너지시스템에서 기저부하에 대응하는 에너지원으로 활용되고 있다.

국내는 그동안 법적으로 ATES가 대체에너지에 포함되지 않았다. 최근 정부가 ZEB인증 과정에 수열에너지를 포함시키면서 향후 수열시스템이 확대될 전망이다. 환경부는 수열에너지를 활용해 냉난방에너지를 절감하고 온실가스 배출을 줄인다는 계획을 세우고 있어 긍정적인 신호라고 느끼고 있다.

 

■ 현재 충남 등에서 진행 중인 실증상황은
현재 충남지역에서 1개의 민간시범사업과 1개의 공공기관 연구사업을 추진 중이다. 네덜란드와 한국은 지질구조가 다르므로 국내 대상지에 대한 충분한 대수층이 발견돼야 사업성이 나올 수 있기 때문에 사업타당성 검토와 시험천공을 준비 중이다. 

 

■ ATES사업을 진행하며 겪는 어려움이 있다면
국내에서 ATES도입이 가능한 토지에 대한 토양데이터가 부족하다. 데이터 확보를 위해서 사전조사비용이 많이 소요되지만 테스트를 통해 긍정적인 결과가 나올 수 있다는 보장이 없어 소규모 사업장에 적용하기에 어려움이 있다. 이에 따라 공공부문 지원이 절실한 상황이다.

 

■ ATES시장 활성화를 위해 필요한 R&D·정책·제도는
초기 비용이 많이 들어 경제성이 담보되지 않는다면 추진에 어려움 있다. 이에 따라 정부차원에서 탄소중립정책안으로 다양한 지원정책이 있어야 한다고 생각한다.

 

■ ATES 코리아의 중장기 비전은
현재 1개의 연구사업을 추진하고 있으며 향후 민간시범사업도 지속 추진할 예정이다. ATES 보급·적용사례 확대를 위해 한국에 적용가능 대상지 발굴을 위한 ‘ATES맵(MAP)’도 제작할 예정이다. 

또한 탄소중립을 실현하기 위해 새로운 신재생에너지 발굴이 절실하게 필요한 상황 속에서 농업을 시작으로 산업전반으로 확대해 한국형 신재생에너지로 인정받아 탄소배출권거래가 가능한 비즈니스모델로 확장할 예정이다.

 

■ 마지막으로 하고 싶은 말이 있다면
한국 역시 심각한 기후변화에 직면해 있으며 여름과 겨울을 보내기 위해 모든 산업분야에서 에너지비용이 증가하고 있다. 탄소중립 목표를 달성하기 위해서는 향후 더 많은 기술개발과 실증 프로젝트들이 필요하다. 

이는 혼자만의 노력으로는 부족하며 △정부 △기업 △학계 등 협업이 필요하며 사업초기 다양한 시범, 연구사업이 있어야 한다. 국내 ATES시장 활성화를 위해 관련업계에서 많은 관심을 가져주길 바란다.