“최근까지 지역난방공사는 발등에 떨어진 신규사업의 불을 끄기에 바쁠 정도로 집단에너지 사업 확대에 여념이 없는 날을 보내왔습니다. 그러나 매출성장이 정체단계로 접어들었고 미래 먹거리 창출과 열수송관 상태진단 및 수명예측 연구 필요 등으로 중앙연구원의 중요성이 새롭게 인식되고 있습니다”

한국지역난방공사는 1985년 11월에 설립돼 여의도, 이촌동 및 반포에 최초로 지역난방 열을 공급한 이후 1990년대 정부의 수도권 5개 신도시 개발정책에 발맞춰 비약적으로 성장했다. 현재 지역난방 공급세대 비중이 전체 가구의 15% 이상에 이르고 있으며 그중 약 54%인 139만세대를 담당하고 있다.

지역냉난방이란 ‘열병합발전’ 방식을 통해 전기생산 후 남는 열을 도시지역의 다수 사용자에게 냉난방열로 공급하는 시스템이다. 일반화력 발전 방식에서 버려지는 열(약 50%)을 재활용함으로써 에너지 이용효율을 향상시키고(49.9%→80.7%) 온실가스 배출을 개별난방대비 약 50% 감소시킨다.

국내 35개 집단에너지사업자 중에서 기업부설연구소를 갖추고 지역냉난방 선진기술을 연구하는 사업자는 지역난방공사가 유일하다. 우리나라의 미래 집단에너지산업을 책임지고 있는 서봉경 지역난방공사 중앙연구원장을 만나봤다.

■ 중앙연구원을 소개한다면

중앙연구원의 역할은 지역난방공사의 설립목적 및 비전을 달성하기 위한 연구개발이라 할 수 있다. 신기후체제 대응을 위한 친환경 에너지활용과 에너지 이용효율 향상 기술개발을 추진하고 집단에너지분야 선도기술의 개발 및 이전을 통해 지역냉난방의 경쟁력을 제고, 사용자 편익증진과 중소기업 동반성장 등의 공적 기능을 수행하고 있다.

연구개발의 비전은 집단에너지 핵심기술을 선도하는 것이며 현장지원 강화, 미래기술 선점, 기술역량 제고를 추진전략으로 하고 있다.

최근까지 지역난방공사는 발등에 떨어진 신규사업의 불을 끄기에 바쁠 정도로 집단에너지 사업 확대에 여념이 없는 날을 보내왔다. 그러나 신규택지 개발지구 감소와 신규 사업 참여제한 등으로 매출성장이 정체 단계로 접어들었고 이미 설치된 지역난방 설비가 30여년이 다 돼 감에 따라 미래 먹거리 창출과 열수송관 상태진단 및 수명예측 연구 필요 등으로 중앙연구원의 중요성이 새롭게 인식됐다.

이에 따라 △열수송관 상태진단 시험설비 구축 및 수명예측 △열원설비 성능진단 및 효율향상 △사용자 설비 효율개선 및 지역냉방 경쟁력 제고 △온실가스 저감 및 신성장 기술개발연구 등을 위한 중앙연구원의 위상정립과 역할강화가 절실히 요구되고 있다.

■ 중앙연구원을 이끄는 운영방침은

중앙연구원은 2007년 기업부설연구소인 ‘지역난방기술연구소’로부터 출발해 2014년 8월 정책연구 업무를 통합하면서 현재의 중앙연구원이 됐다. 2003년부터 매 5년마다 중장기 연구개발계획을 수립하고 있으며 2014년 말에 3차 중장기 연구개발계획을 수립했다.

중앙연구원은 정책연구 및 연구관리, 열원·열수송·열사용자 시설에 대한 효율개선 연구, 신성장기술 연구 등을 담당하는 3개 팀으로 구성돼 있으며 온실가스 감축연구를 위한 신기후 대응 TF팀을 별도로 운영하고 있다.

중앙연구원이 매년 진행되는 연구과제는 약 100건이다. 연구분야별로는 정책분야 약 25%, 열원분야 약 30%, 신재생·환경 및 냉방분야 약 25%, 열수송분야 및 사용자분야가 각 10%씩 차지하고 있다. 규모면에서 연구원 인력은 전체 정원의 1.5%로 타 에너지공기업 연구원 인력 평균인 3.5%에 비해 낮은 수준이다.

타 에너지공기업과 비교하면 연구인력 비중은 낮지만 개개인의 역량과 능력은 어느곳과 견주어봐도 손색이 없는 수준이다. 이러한 우수인력을 적극 활용해 엄격한 통제보다는 각각의 능력을 최대한 발휘할 수 있도록 각 팀장을 중심으로 연구전문 직원들이 최대한 자율적이고 창조적으로 연구역량을 발휘해 성과를 창출할 수 있도록 지원하는 방향으로 중앙연구원을 운영하고 있다.

매년 연구개발계획 수립 시 연구과제 공모를 통해 최대한 현업부서에서 많이 참여할 수 있도록 개방하고 있으며 현장 지원연구 강화를 위해 수시로 발생하는 현장문제에 대해 즉시 해결방안을 지원할 수 있도록 별도의 예산을 편성해 대처하고 있다.

연구 활성화를 위한 인적·물적 인프라 구축 및 제도구비를 위해 관련부서와 수차례에 걸친 협의를 통해 공감대를 형성하고 TFT를 구성, 세부방안을 마련하고 있다.

■ 지역냉난방 국제학술대회 한국개최 의미는

2016년에 개최된 제15회 지역냉난방 국제학술대회는 1987년 최초 개최 이후 30년 만에 최초로 비유럽권인 아시아에서 개최된 행사다.

이는 세계 속에서 한국 집단에너지사업의 위상을 나타내는 객관적인 지표로써 성공적인 심포지엄 개최로 국제적인 신뢰감 확보와 향후 협력체계를 구축하는 데 많은 긍정적인 영향을 끼칠 것으로 예상된다.

IEA-DHC가 주관하는 제15회 지역냉난방 국제학술대회 개최를 놓고 지난 2014년 9월 스웨덴에서 열린 제14회 학술대회 기간 동안 중국과 경쟁을 벌였다.

IEA-DHC에서는 공식 홈페이지를 통해 학술대회를 홍보하고 다수의 우수논문 유치를 위해 우수 논문에 대해 상금 각 1,000달러씩 수여하는 방안을 시행, 현장 조직위원회는 지역난방공사 중앙연구원 및 한국집단에너지협회를 중심으로 구성했다.

특히 학술논문 발표세션 준비와는 별도로 집단에너지협회 회원사들이 스스로 CHP 특별 세션을 만들어 현안해결을 위한 발표와 논의의 장을 마련하기로 하고 동아시아 국가간 지역난방 교류를 위한 특별 세션도 양해각서 취지에 따라 추진했다.

이러한 일련의 과정의 결과로 풍성하고 알찬 논의의 장이 마련됐다. 해외 참가자들은 대회 진행과 수준이 기대 이상이었다고 만족감을 표현했으며 2년 후 차기 학술대회 개최를 신청한 독일에서는 학술대회 전 과정을 촬영하고 벤치마킹하는 모습을 보이기도 했다.

■ 이번 대회로 얻은 성과는

이번 2016년 국제학술대회 성과는 신기후체제 대응을 위해 지역냉난방 선진 기술정보 교류와 해외 집단에너지분야 전문 연구기관과의 기술협력 확대라고 할 수 있다.

김경원 사장은 개회사에서 이번 학술대회를 “국가적인 에너지절약과 온실가스 감축에 크게 기여해 온 지역냉난방 시스템의 우수성과 확대 보급의 필요성을 널리 알릴 수 있는 기회”라고 했고 우태희 제2차관은 축사에서 “정부는 앞으로도 온실가스 감축수단과 분산형 전원 확대 차원에서 지역냉난방을 지속적으로 확대해 나가겠으며 지역냉난방이 에너지신산업 확산에 선도적 역할을 할 것을 기대한다”고 언급했다.

대회가 끝난 후 독일 FFI연구소와 스웨덴 SP연구소 연구원들이 중앙연구원을 방문해 열수송관 잔여수명 측정에 관한 기술교류와 차기 IEA-DHC 공동연구 과제에 대해 논의하는 자리를 가졌다. 이처럼 이번 학술대회는 지속적인 집단에너지분야의 국제적인 협력과 네트워크를 공고히 하는 계기가 됐다.

■ 온실가스 감축과 에너지신산업 창출이 강조되는데

2015년 UN 파리협정이 체결됨에 따라 신기후체제가 출범했으며 저탄소에너지 경제로의 전환을 위해 온실가스 감축 및 신산업 육성에 기여하는 청정에너지 기술이 강조되고 있다.

지역냉난방은 열병합발전을 통해 일반발전 방식보다 에너지절감 및 효율향상을 통해 온실가스 배출을 저감할 뿐 아니라 다양한 신재생에너지원으로부터 발생되는 열과 미활용열을 열수송관 망(네트워크)을 통해 통합한다. 에너지시스템의 효율성을 강화할 수 있으며 열거래 기반 구축을 통해 에너지신산업 창출에 기여할 수 있다.

정부가 설정한 에너지신산업인 4대분야 신사업군 중에서 지역난방공사가 가장 주목하고 있는 것은 ‘친환경 공정분야’다. 열을 생산하는 기업 특성 상 버려지는 미활용열을 활용하는 신개념 산업에 다양한 기술을 적용할 수 있기 때문이다.

특히 기존 화력발전 온배수열을 온실재배나 양식에 활용하기 위해 별도로 배관을 공급처에 설치, 온배수를 공급한 것에 비해 지역난방공사의 경우 별도의 열원시설 없이 기존 ‘지역난방 열배관망의 회수열을 활용한 농업용 집단에너지 열사용 신사업 모델’을 개발해 시범사업(고양화훼단지 ‘고려원’)을 시행 중에 있는데 충분한 경제성 및 사업성이 존재 가능함을 확인했다.

■ 지역냉난방을 활용한 에너지신산업은

현재 FTA 등 농업여건의 변화에 따라 고부가가치 작물의 시설원예농업이 확대되고 있으나 높은 에너지비용이 걸림돌인 상황이다. 저렴한 농사용 전기도 높은 초기투자비용 및 승압공사 등 문제로 적용이 제한적이며 지열 등 신재생에너지의 경우 지원금 과다소요 등 문제가 있다.

현재 국내 난방 시설원예면적의 대부분을 차지하는 유류난방의 경우 1Gcal 열공급시 12∼14만원의 높은 유류비용 소요하지만 지역난방공사가 공급가능한 열판매단가는 6∼7만원/Gcal로 50% 비용절감이 가능하다.

그러므로 시설원예농업 등 에너지 다소비형 농업분야에 대한 집단에너지 공급을 통해 쾌적하고 경제적인 영농여건조성 및 농업경쟁력 강화가 가능하리라 판단된다.

또한 ‘에너지프로슈머’분야는 기존 전기만 대상이 아니라 미활용열의 경우도 생산자와 소비자가 양방향 열거래시스템 구축을 통해 새로운 에너지신산업으로의 창출이 가능하다.

공사가 제시한 ‘열거래 기반 e-prosumer’ 에너지신산업은 미활용열에너지를 광역 열배관망 및 축열조를 통해 열에너지가 필요한 지역에 경제적으로 양방향 열거래를 할 수 있는 새로운 집단에너지 비즈니스 모델의 활용기반을 구축하는 것이다.

전국적으로 발전소, 산업단지 등 인구밀집지역 인근 외곽지역과 아파트 등 고밀도 주거지역간 심각한 열에너지 불균형 존재하며 이를 해결하기 위해 남아도는 열에너지를 필요한 지역에 공급하는 새로운 시스템 구축해 신산업모델을 창출할 수 있다.

에너지프로슈머 기반 열거래기술 모델은 최근 각광받고 있는 미래 산업혁명의 가치를 포함한 기술로 에너지이용 효율성 개선뿐만 아니라 신기후 협약시대의 온실가스 감축목표를 실효적으로 대응할 수 있는 유일한 미래 E-프로슈머형 에너지기술로 평가받는다. 이를 통해 국가적으로 약 20년간 에너지절감 4조6,000억원(LNG 2억3,000Nm³/년), 온실가스 감축 3,200억원(1,500만톤) 및 대기질개선(오염저감)효과 1,000억원 등이 가능할 것으로 판단된다.

 "지역난방공사는 지금까지 안정적으로 수행해온 사업확대에 집중했으나 신기후체제, 에너지신산업 등 피할 수 없는 당면과제들로 끊임없는 변화를 요구받으며 미래먹거리 확보에 관심이 기울어지고 있습니다"

■ 대표 연구성과를 소개한다면

공사는 Post-2020 신기후체제 이행에 대비해 특화된 탄소 자원화 및 다양한 온실가스 저감·전환 기술연구를 진행하고 있다.

판교 열병합발전소 배출가스를 활용해 미세조류를 배양하고 미세조류의 광합성 작용을 통해 CO₂ 저감 및 고가물질생산 실증화 기술을 국책연구로 진행하고 있다. 지난 2012년 6월 시작해 내년 5월까지 현재 1단계 연구 1톤 규모 미세조류 광배양 실험을 성공하고 10톤 규모로 증설해 2단계 연구를 진행 중에 있다. 미세조류를 통해 배기가스 중 CO₂ 배출량을 30% 줄일 수 있으며 미세조류를 건조한 바이오매스를 항산화물질 제조재료로 공급해 연간 6억원의 수익을 창출할 수 있는 대표적인 도시형 CCU(Carbon Capture Utillzation, 탄소자원화) 연구 및 사업화 사례가 될 전망이다.

또한 2016년 7월부터 미래부 국책과제 ‘분리막 이용 CO₂ 포집 실증기술 개발’ 연구도 수주했다. 이는 협소한 공간에서 대용량의 CO₂를 효과적으로 포집 처리하는 기술을 연구하는 과제로 2021년 기준 지역난방공사 온실가스 의무감축량의 68% 처리가 가능한 전도가 유망한 연구로 인정받고 있다.

열사용자 설비는 재산의 구분 상 열사용자가 직접 관리 및 유지 보수하도록 돼있으나 주택 노후화 및 설비 효율저하에 따라 사회적인 문제로 대두됐다. 우리공사는 사용자분야 효율개선 연구를 수행해 기술을 이전하고 있다. 사용자 2차측 배관 보온재 개선을 통해 5% 이상 열손실을 저감할 수 있는 경질 우레탄 보온재를 개발했고 지역난방 사용자측 자동제어시스템 표준 모델 연구를 통해 기존의 외산설비대비 30~50%의 투자비를 절감할 수 있는 지역난방 전용 자동제어시스템을 개발했다.

IoT(사물인터넷) 기술을 이용, 부당한 열사용자를 실시간으로 모니터링해 관리자와 사용자에게 통보해주는 ‘세대용스마트미터’도 개발했으며 현재 시범실증 연구를 통해 연구성과 확산을 추진하고 있다.

■ 관련 기술개발 현황은

지역냉방은 온수에너지를 이용한 냉방방식으로 전기 대체 냉방방식으로 각광을 받고 있다. 기본적으로 흡수식과 제습식으로 나눌 수 있으며 흡수식의 경우 현재 지역냉방 보급지역에 대부분 사용되는 방식이다.

1990년대 초 국내에 도입된 이후로 2000년대 중반 2단 냉동기 개발을 완료, 2015년부터는 고효율에너지 기자재로 등록돼 고효율기기 보급 활성화에 기여하고 있다. 제습냉방의 경우 상용화 전 단계로 다양한 용량 및 기능 등에 대해 활발한 연구개발이 진행 중이다.

지역냉방은 국가 에너지 이용효율 향상 및 에너지믹스 정책에 이바지하는 바가 큰 만큼 이를 사용하는 소비자에 대한 혜택도 필요하다. 현재 지역냉방 보조금 및 요금할인 등의 혜택이 있다.

■ 특허허여로 기업상생을 실천하고 있는데

지역난방공사는 2014년 고효율저온수 2단 흡수식 냉동기의 특허를 9개 제조사에 무상허여했다. 고효율 특허 기술을 적용한 냉동기의 경우 10% 이상 효율이 향상돼 고객사용 지역냉방 요금도 절감이 가능하다.

또한 최근 지역냉방 보급추세를 감안하면 매년 32MW의 추가 전력피크 절감효과가 있을 것으로 예상돼 국가 에너지정책에도 크게 기여할 것으로 보인다.

그리고 국내 지역난방사업의 확대보급과 중소기업의 기술력 제고를 위해 지난 3월 공사가 보유한 열사용시설 통합배관시스템 관련 기술특허 3건을 공개한 바 있다. 공모를 통해 선정된 국내 중소기업 2개사와 열사용시설 통합배관시스템관련 기술특허 통상실시권 무상허여 계약을 체결했다.

앞으로도 국내 집단에너지사업 선도기업으로서 지역냉난방 관련 기술력 제고와 사용자측 설비의 효율개선을 통한 지역냉난방 확대보급을 위해 관련분야 연구개발 및 중소기업과의 상생협력을 더욱 강화해 나갈 계획이다.

■ 향후 중앙연구원이 나아갈 방향은

조직을 이끄는 힘은 크게 보면 일반직과 연구직 두 축으로 나눌 수 있다. 일반직은 지금 맡겨진 일을 수행하며 안정적인 운영을 돕는 역할을 한다. 연구직은 현재 조직이 당면한 문제를 해결하고 미래 먹거리를 창출하는 일을 수행하기 때문에 두 직군 모두 조직이 생존하는 데 있어서 없어선 안 될 중요한 역할을 맡고 있다.

이들이 각자의 위치에서 톱니바퀴처럼 물려 함께 굴러가야 조직이 발전한다는 것에는 이견이 없다. 지역난방공사는 지금까지 안정적으로 수행해온 사업확대에 집중했으나 신기후체제, 에너지신산업 등 피할 수 없는 당면과제들로 끊임없는 변화를 요구받으며 미래먹거리 확보에 관심이 기울어지고 있다.

공사의 연구조직인 중앙연구원을 이끄는 위치에서 연구원의 내적·외적 확충을 위해 노력하고 있다. 연구직원들이 적극적이고 창조적으로 업무를 수행할 수 있도록 지원하고 지역냉난방과 관련한 시험시설 확보에도 주력할 방침이다.

특히 우리나라는 열수송관이 깔린 지 20여 년이 지났지만 유지보수를 위한 시험시설이 갖춰지지 못해 스웨덴이나 독일 등 해외 시험소에 테스트를 의뢰해야 한다. 공사의 내실을 탄탄히 하고 고객요구에 대한 발빠른 대처를 위해 연구인력 확충 및 시험소 설치에 적극 노력할 방침이다.

이를 통해 지역난방공사가 공기업으로써 지역난방업계 전체를 뒷받침할 수 있도록 연구기관의 역할에 충실할 계획이다.