지열전문기업 지지케이는 지중열교환기 실증을 꾸준히 진행 중이다.

 

개방형 지중열교환기 안정화 기술에서 앞선 지지케이는 지금까지 150여개 공공기관 신축건물에 건설신기술(772호) 적용 지열시스템을 설계·보급 중에 있으며 부산경남·광주전남·전북·대전·세종·서울경기·강원 등 전국 각지에 지열시스템 견학시설을 구축·운용해 호응을 얻고 있다. 

 

안근묵 지지케이 회장을 만나 지중열교환의 특장점과 향후 개발예정인 신기술에 대해 들어봤다.

 

■ 국내 지열시장 동향과 기술개발트렌드는
그동안 신재생에너지설비 설치의무화가 공공기관이 대상이었던 것과는 달리 2025년부터는 민간부문에도 적용돼 지열설비에 대한 수요가 증가하며 히트펌프성능계수 등 품질향상에 관심이 높아질 전망이다.

 

지열시장의 성장기회에 발맞춰 업계종사자와 기계설비 전문가들도 지열시스템 보급기술 연구개발과 안정화에 노력해야 한다.

 

특히 지중열교환기에 대한 지금까지의 인식이 달라져야 한다. 땅속 수백미터 깊이로 설치하는 지중열교환기는 지질지반특성의 이해와 함께 정밀한 시공기술이 요구되는 설비임에도 불구하고 아직도 이를 일반적인 지하수개발 작업과 동일시해 잦은 하자가 발생하고 있다는 것은 매우 안터까운 일이다.

 

■ 지열설비에 있어 지중열교환기의 중요성
지열시스템은 크게 히트펌프를 주축으로 하는 기계실 지상설비와 지중열교환기가 핵심이 되는 지중설비로 구성한다. 지중열교환기 역할은 지질지반과 지하수 열물성을 활용한 열교환을 통해 지중열에너지를 기계실 히트펌프에 전달하며 히트펌프 등 기계장치는 이를 냉난방에너지로 바꿔 부하공간에 공급하는 역할을 한다.

 

 

이에 따라 중요하지 않은 것이 없다. 다만 기계실 히트펌프 등은 고장이 발생하는 경우에도 점검 및 유지보수가 용이하지만 수백미터 깊이로 설치하는 지중열교환기는 한 번 설치하면 교체가 불가능하며 고장이 발생하는 경우 원인점검이나 유지보수가 어렵거나 불가능할 수 있다.

 

이러한 문제를 방지하기 위해 지열시스템에 대한 구성요소를 제대로 이해하는 것이 필요하다. 지중열교환기는 땅 속에 있는 열기를 기계실에 전달하는 중요한 역할을 하기 때문에 자체적인 기능보다 유지관리 측면에서 더욱 중요한 핵심설비다. 지중열교환기부분이 안정화된다면 현재 사례보다 더욱 많은 시스템 구축사례가 나올 것이다.

 

30년 이상 지속가능한 지중열교환기 설치는 3대 원칙이 지켜져야 한다. 구조적으로 간단해야 하며 열교환 순환설비가 간소화돼야 한다. 마지막으로 유지보수기능이 반드시 확보돼야 한다.

 

■ 지중열교환기 안정화를 위한 노력은
개방형 지중열교환기는 지하수고갈 및 수질오염 문제로 효율적인 시스템 운용이 어렵다는 근거 없는 소문에 보급이 중단되기도 했으며 공공기관에서는 기피현상까지 있었다. 원인은 지하수고갈이나 오염이 아니라 지하수 순환·이동체계 장애발생이 문제가 된다는 것을 확인할 수 있었다.

 

이 같은 문제를 해결하기 위해 2011년부터 국가연구과제를 수행했으며 2015년 지열분야 국내 최초로 건설신기술(772호)로 지정됐다. 이후 지금까지 건설신기술이 적용된 지열냉난방시스템을 널리 보급하고 있다. 현재 172개ㅌ소에 설계가 적용되고 있으며 현재 50여곳에 시공·완공됐다. 50여개 이상 준공돼있는 곳에서 문제가 발생한 사례가 없어 안정화됐다는 점이 큰 보람이다.

 

 

■ 사업 운영 목표는

지지케이는 지중열교환기 안정화에 대한 꾸준한 기술개발을 통해 지중열교환기 선도기업으로 자리잡으며 30년 이상 수명이 보장되는 지열시스템보급을 통해 지열시스템에 대한 사회적 인식을 바꾸는데 앞장서고자 한다.

 

2019년부터 150여개 사업장에 건설신기술(772호)이 적용된 지열시스템을 설계해 보급중에 있으며 이미 준공·운용 중인 △대전지방국세청 △나라키움정책연수원 △세종공동캠퍼스 등 45개 사업장 지열시스템이 수년간 정상 운용으로 사용자로부터 높은 평가를 받고 있다. 

 

■ 향후 개발예정인 신기술이 있다면
새로운 신기술신청서를 작성하고 있다. 내년 2월 경 신청이 가능할 것이으로 예상한다. ‘페어링 지중열교환기 방식 호환과 대체 운용이 가능한 지열시스템 설치기술’로 고심도 할증비용을 줄여 공사비를 절감하며 천공 시 지층변화에 따라 발생하는 문제점을 줄일 수 있을 것으로 기대된다

 

■ 지열시장 발전을 위해 시급한 사안은
보정계수 재조정이 시급하다. 신재생설비 중 동일금액을 투자했을 때 가장 많은 에너지를 얻을 수 있다는 장점을 살릴 수 있으려면 지열설비에 더욱 투자를 많이 해야 한다.

 

현재 정부정책목표는 온실가스 배출저감과 탄소중립인데 지금 상황은 정책목표와 거꾸로 가고 있다. 보정계수를 없애는 방식이 아니더라도 불합리한 현재의 보정계수가 아닌 새로운 조정이 필요하다.

 

신재생에너지설비 중 동일금액을 투자했을 때 가장 많은 재생에너지를 생산할 수 있는 설비는 지열이다. 설비운전에 투입되는 에너지를 감안하더라도 결과는 변하지 않는다.

 

보정계수를 도입할 당시 관계기관에서는 한시적운영을 약속한 바 있는데 이는 아직도 이행되지 않고 있다.심지어 같은 지열설비에서 수직밀폐형 지중열교환기 보정계수가 1.26으로 개방형에 비해 26% 유리하게 적용되는 것을 보면 씁쓸한 생각이 든다.

 

■ 업계에 하고싶은 말이 있다면
지열시장은 내년 민간ZEB가 의무화되며 더욱 활기를 띨 것으로 예상된다. ZEB 달성에 핵심인 지열시장을 더욱 확산시키기 위해서는 업계 종사자와 지열분야 전문가들이 소명감을 가져야 한다.

 

지열시스템은 30년 이상 사용가능한 설비라고 확신한다.히트펌프 등 기계장치는 수명이 다하면 교체할 수 있다. 문제는 지중열교환기다. 구조적으로 안정화되며 30년 이상 유지보수가 가능한 방법을 함께 고민하면 좋겠다.