한국수자원공사(K-water, 사장 윤석대)는 국내 재생에너지 1위 기업으로 다양한 신재생에너지 개발을 통해 탄소중립 실현을 위한 사업을 수행하고 있다.

 

수자원공사 수열사업부는 수열에너지 사업개발을 총괄하며 국내 수열에너지 확산 촉진을 위한 정부차원보조금 지원사업을 대행하며 수열관련 신재생에너지법과 제도개선을 위한 정부 정책제안 등 국가 온실가스 저감을 위한 수열에너지 국내보급 확산을 주도하고 있다.

 

한병주 수자원공사 수열사업부장을 만나 수열에너지의 중요성과 수자원공사 수열사업 진행내용 등을 들었다.

 

■ 탄소중립 달성에 있어 수열에너지의 중요성은
수열은 2050 국가 탄소중립 달성을 위한 정부의 신재생에너지 전환 노력의 일환으로 시행하는 분산에너지활성화 특별법이나 신재생에너지 공급의무화제도 등의 정책실현에 유리한 친환경에너지원이다.

 

우리나라 탄소 총배출량(7억2,760만톤CO₂eq)의 21%가 생활공간과 이동 등 국민 삶과 밀접한 분야인 건물·수문부문
에서 발생하고 있다.

 

수열은 화석연료로부터 생산되는 건축물의 냉·난방용 전기에너지를 대체할 수 있는 친환경 재생에너지일 뿐만 아니라 수도권 등 밀집지역에서도 면적·날씨·시간의 제한을 받지 않으며 대규모 에너지를 24시간 공급할수 있으므로 온실가스 감축에도 가장 효과적이라는 측면에서 정부차원의 수열보급 지속확대가 전망된다.

 

 

■ 국내·외 수열시장 동향은
글로벌 시장에서는 1990년대부터 유럽, 미국 등에서 건축물 냉난방에 수열을 도입한 이후 대규모 시설이나 도시단위로 확산하고 있으며 특히 EU는 2009년부터 재생에너지 지침을 제정하며 27개 회원국 간에 구체적 실행계획을 수립해 회원국 별 신재생 열 공급 의무화 또는 인센티브 제도를 도입해 주도적으로 수열보급 확산을 위한 노력을 지속 중이다.

국내 수열산업은 아직 초기단계로 수열보급 확산 견인을 위해 환경부 주도로 국고지원사업을 시행하고 있지만 제품제조·설계·시공 등 국내 수열산업은 기술개발과 시장확대를 통해 충분한 생태계가 구축되도록 노력해야한다. 현재 환경부 시범사업 대상지(한강물환경연구소, 한강홍수통제소)와 △롯데타워 △K-water 정수장 34개소 등에 수열도입을 마쳤다. 최근에는 수열에너지 보급지원 시범사업을 지속 추진하고 있다.

 

 

■ 국내 수열시장이 당면한 문제점은
먼저 낮은 신뢰도를 들 수 있다. 활용가능한 실증데이터 부족으로 운영안정성과 효율성검증이 곤란한 상황이다.히트펌프산업은 기술안정화 단계에 이르렀으나 수열원을 활용한 냉난방시스템산업은 세계적으로 초기단계에 불과해 현재 실증사례로 활용가능한 국내현장은 롯데월드 등 3개소이며 외부에 개방된 실증사례는 롯데월드타워 1개소에 불과하다는 점이 아쉽다.

 

이에 따라 △설계 △시공 △운영 △유지관리 등 수열냉난방도입에 따른 매뉴얼과 노하우 부족문제를 해소하기 위해 지난해 12월 환경부와 수열 설계·시공 가이드라인을 배포했으며 보급사업과 신규 수열사업 지속 추진으로 사례를 확보할 방침이다. 또한 다양한 수열원 활용사례와 경제성확보를 위한 기술고도화가 필요하다.

 

현재 진행 중인 시범사업의 대부분이 광역원수관로를 활용하는데 수열원별 인허가·시공방법 등 다양한 사례확보가 필요하다.

 

마지막으로 수열설비 도입 공감대 형성 근거와 확산을 위한 기반마련이 필요할 것이다. 단기적으로 보면 수열설비의 안정성과 경제성 등에 대한 근거 제공에 대한 요구가 지속적으로 증가하고 있어 민간과 지자체에 제시할 수 있는 다양하고 축적된 사례가 부재하다.

지자체가 적극적으로 수열사업에 참여할 수 있는 기반이 부재해 수열에너지 사업추진 및 유지관리 매뉴얼과 요금체계 등 다양한 형태의 수열에너지 보급사업 모델 개발 및 정립이 필요하다.

 

■ 제도인프라 확충이 시급한데
수열활용성 증대를 위한 수열원과 공급방식 법적제한 완화, 신재생열에너지도입 의무화(RHO)와 인센티브제도(RHI) 신설 등이 필요하다. 수열원은 기존 해수의 표층수, 하천수에서 개선해 하수·유출지하수 등을 포함시켜야 한다. 또한 기존 히트펌프 공급방식에서 나아가 물을 직접이용한 프리쿨링도 수열로 인정해야 한다.또한 히트펌프 핵심설비 국산화와 국내인증 마련이 이뤄져야 한다.

 

현재 대용량 히트펌프 등 수열 핵심설비의 국산화가 진행됐으며 R&D 등을 통해 국내 수열산업 생태계조성과 기업육성을 위한 해외진출 판로지원이 요구되고 있다. 수열시스템의 장점인 대규모 열공급을 강화하기 위해서는 대용량 히트펌프에 대한 국내 인증기준 정립을 통해 히트펌프 성능을 국제적으로 인정받아야 한다.

 

최근 수열클러스터와 대형건축물 등 수열도입용량이 큰 사업의 신속추진을 위한 KS인증 필요성이 증가되며 한국에너지공단에서는 대용량 히트펌프 KS인증기준 신설용역을 통해 제도보완을 추진할 방침이라고 밝혔다. 이는 수열시장에 긍정적인 신호로 작용할 것이다.마지막으로 높은 초기투자비용에 대한 유인책으로 정책적 자금지원이 필요하다.

높은 관로설치 비용 등 진입장벽을 해소하기 위해서는 재생열에너지도입 의무화제도나 재생열에너지 인센티브를 신설해 지속적 예산지원을 통한 수열시장 활성화를 도모해야 한다.

 

■ 현재 추진 중인 클러스터사업 의미는
강원수열클러스터사업은 4차산업 혁명으로 AI 등 급증하는 데이터센터(DC)를 강원도 춘천시에 유치하며 DC에 필요한 냉방에너지를 소양강댐 저온 심층수의 수열로 공급하고자 시작했다. DC부지 7개소와 스파트팜 등 수열 융복합 클러스터 조성을 위해 2023년 12월에 착공해 2027년에 준공 예정이다.

 

국가적으로는 수도권에 집중된 전력사용량의 지역분산으로 송전선로 추가 건설비용 저감과 국가 균형발전을 위한 첨단산업의 지방유치뿐 아니라 DC친환경 수열에너지 공급을 통한 국가 온실가스 저감 등 다양한 효과가 기대된다.

 

DC서버열 냉각에 수열에너지를 공급해 기존 냉각방식대비 약 64%의 에너지 절감효과와 약 3만,000tCO₂의 온실가스 저감효과를 기대하고 있다.

 

정부는 수도권에 편중된 인구밀도와 산업시설에 따른 에너지사용량을 지역으로 분산하고자 분산에너지 특별법을 지난해 6월부터 시행했으며 국정현안회의에서 DC 수도권집중 완화방안을 논의한 바 있다. 이와 연계해 친환경 에너지자원을 활용해 지역니즈에 맞춰 첨단산업의 지역유치를 통한 지역활성화로 국가 균형발전에 기여하고자 한다.

 

또한 강원수열클러스터를 첫 모델로 대청댐 등 국내 댐 저온수 활용을 통한 수열클러스터사업을 지속적으로 확장해 나갈 예정이다.

 

 

■ 다부처·다열원 수열공급모델 개발연구 진행현황은
국내에서 다부처 다열원 수열공급 관련 기존 연구개발은 아직까지는 이루어지지 않았다. 그러나 대규모 수열공급을 위한 필수설비로 500RT급 대용량 히트펌프 개발이 2020~2023년에 국가 R&D로 K-water와 LG전자 공동연구를 통해 완료된 바 있다.

또한 현재 신재생 열에너지와 연계한 수열기반 열생산·공급모델 구축을 위해 2025년도 환경기술개발사업 신규과제 공모를 실시하고 있다.

향후 상업시설뿐만 아니라 공동주택 등 건물 전 분야에 수열에너지를 확대 보급하기 위해 미활용 수열원(하수, 폐수, 지하수, 용천수 등)와 에너지믹스(태양열, 태양광, 지열 등) 방안에 대한 기술개발을 목표로 연구와 실증을 진행할 예정이다.

 

■ 향후 추진예정인 사업은
4차산업과 연계해 댐 저온수를 활용한 DC서버 냉각열 공급을 위해 소양강댐은 물론 대청댐 등 수열클러스터 조성을 추진 중이며 광역원수를 활용해 △현대GBC △영동대로 복합환승센터 △포스코홀딩스 사옥 등에 개별 대형건축물 수열공급사업을 추진할 것이다.

 

■ 끝으로 하고싶은 말이 있다면
2019년 하천수 수열을 신재생에너지법에 반영한 이후 수열클러스터 조성을 진행했다. 맞춤형 제도개선과 시범사업 시행 등 중장기 실행계획을 담은 ‘친환경 수열에너지 활성화 방안’을 국무회의에 보고했지만 수열냉난방시스템시장은 세계적으로 초기단계다. 수열에 대해 충분한 사례제시 부족으로 아직 인지도·신뢰도가 낮다.

 

국가 수열산업 활성화를 통한 관련산업 생태계 조성과 국가 온실가스 저감에 중추적 역할을 수행할 수 있도록 관련업계·기업들의 지속적인 관심을 바란다.