가천대학교는 에너지IT 기반 경제성 기술을 보유한 연구기관으로 전력·가스 수요관리 전반의 정책수립 및 ICT수요관리 에너지 인력양성 등 온실가스 및 에너지·수요관리 정책수립 및 기술 개발 연구를 중심으로 추진해오고 있다. 그동안 BEMS 설계가이드 및 ZEB 부하기준 연구, 에너지공급사 수요관리프로그램 설계기술 개발, 에너지자립형 학교건물 기술 융·복합 모델 및 가이드라인 개발 등 정부 정책 관련 다수의 R&D 경험을 보유하고 있다. 가천대의 관계자는 “이번 과제를 통해 TES P2H 섹터커플링 유연성 자원 활용에 관한 현황 파악 및 국내 양방향 열에너지 네트워크 구성을 위한 규제 해결방안 도출을 통한 신규 제도를 제안할 계획”이라고 밝혔다. 규제 해결 정책제도 연구 수행 가천대는 이번 R&D에서 TES P2H 양방향 열에너지 유연성 자원시장 도입을 위한 아키텍쳐 설계 및 시장 활성화를 위한 규제 해결방안 및 정책제도에 대한 연구를 수행할 계획이다. 1차년도에는 TES P2H 섹터커플링 유연성 자원 활용에 관한 국·내외 현황 조사 및 국내 양방향 열에너지 네트워크 구성을 위한 규제요인 발굴·분석을 시작으로 2~3차년도에는 집단에너지 고시 지역내
한국전기연구원(KERI)은 우리나라 유일의 전기전문 연구기관으로 전기 및 전력분야 연구개발을 담당하는 기관이다. 1976년 설립돼 전기공학 및 전력공학분야에서의 연구 개발을 통해 국가 전력산업의 발전을 도모하고 있으며 전기 및 전력기술 혁신, 산업 경쟁력 강화, 에너지효율 향상 및 친환경기술 개발 등을 목표로 하고 있다. 재생에너지 및 분산에너지 확산으로 지역에너지 시스템의 자립적인 관리 및 운영역량이 중요해짐에 따라 전기연구원은 전력계통 변동성을 단순히 전기시스템관리만으로 대응하지 않고 열과 같은 다른 에너지원과 연계를 통한 섹터커플링 기반 준자립형 지역에너지 시스템운영 및 관리모델을 확보하기 위해 기술 역량을 강화하고 있다. 특히 최첨단 연구시설과 장비를 갖추고 있으며 다양한 P2H 기술을 실험하고 개발할 수 있는 환경을 조성하고 있다. 전기연구원의 관계자는 "이번 연구팀은 재생에너지 및 분산에너지 확산으로 인한 에너지 환경 변화와 시장제도 변화에 가장 기민하게 반응하며 전기 기반 에너지시스템의 방향성을 제시하는 역할을 담당하는 전문가들로 구성돼 있다"라며 "이번 과제를 성공적으로 수행할 준비가 돼 있으며 에너지전환과 지속가능한 발전을 위해 필요한 기술을
Global 통계에 따르면 최종 에너지소비 중 열에너지 비중은 50% 이상이며 열에너지저장은 전력저장대비 훨씬 경제적인 탄소중립 솔루션으로 평가받고 있다. 열에너지 전기화는 탄소중립 실현을 위한 키워드가 되고 있으며 유럽, 미주지역에서는 전기압축식 히트펌프시장이 급성장하고 있다. 히트펌프와 TES(Thermal Energy Storage)를 결합한 시스템보급이 가장 활발하다. 미국 뉴욕에서는 신축건물에 화석연료 사용이 2023년 3월부터 금지됐으며 워싱턴에서는 2023년 7월부터 신축건물의 히트펌프 사용이 의무화됐다. 영국에서는 2028년까지 연간 60만대 이상의 히트펌프 설치를 목표로 하고 있으며 독일에서는 2026년부터 화석연료 난방시설을 금지하는 등 선진국을 중심으로 화석연료 난방시설사용을 금지하는 추세가 확대되고 있다. 특히 유럽국가에서는 재생에너지 출력제한 문제를 해결하기 위해 P2H를 대규모로 공급하기 시작했으며 탄소중립 열에너지 공급을 목표로 지열원 등 재생에너지설비를 포함하는 열네트워크기술 개발에 적극 나서고 있다. 국내와 같이 시간대별 전력부하 격차가 심하게 발생하는 일본과 중국에서도 건물의 냉난방공조용 전력부하관리를 위해 축열시스템 보급이
IEA의 Net Zero 2050 Report에 따르면 2030년까지 26%의 온실가스 감축기여도를 갖는 효율향상과 수요관리를 탄소중립의 주요 수단으로 제시하면서 주요 수단으로는 디지털화에 기반한 수요관리기술과 에너지설비가 전기화되면서 가능해지는 최적 제어기술을 제시하고 있다. 한국에너지기술평가원 수요관리PD는 에너지수요부문에서 디지털화를 통해 수요자원을 확대하고 에너지신시장 창출을 위해 에너지 네트워크 솔루션, 표준모델 개발 및 수요유연화 기술개발 방향으로 신규 과제를 기획하는 것이 주요 역할이다. 에너지수요관리핵심 과제 중 ‘열·전기저장시스템 기반 건물군 열에너지 수요관리 기술 개발 및 실증’ R&D를 기획한 김지효 에너지기술평가원 수요관리PD를 만나 기획 배경 등을 들어봤다. ■ 수요관리부문 주요 R&D 방향은 새정부 에너지정책 이행을 위한 에너지수요관리 R&D 미래전략을 수립 및 도출된 전략 프로젝트 중점 지원과 에너지수요관리핵심사업을 통해 산업·건물·수송분야 계속과제들에 대한 성과관리가 함께 주어진 역할이다. 세부적으로 산업분야에서는 데이터 기반 산업군별 에너지원단위 개선 기술, 최적 에너지응용을 위한 전기-열-가스 다중 네트워
2005년 태양열집열기 중 ‘단일진공관형 히트파이프식 태양열집열기’ 제조 및 설계, 시공 전문기업으로 성장한 선다코리아는 태양광, 태양열 등 신재생에너지 보급 및 R&D에 앞장서는 태양에너지 전문기업으로 성장하고 있다. 2006년 태양열 신재생설비인증(현 KS인증) 집열기 및 국내 최초 태양열 냉난방시스템(80RT)을 2개소에 공급하며 태양열시스템의 신시장을 개척하며 안정적인 태양열시스템 보급에 앞장서 왔다. 또한 한국에너지공단에서 인증된 태양광, 태양열 참여기업 중 국내 최다 실적을 보유하고 있는 신재생전문기업이다. 특히 2006년부터 에너지공단의 주택·건물 보급사업을 통해 600여개소에 보급했으며 태양열시스템은 약 350개소, 총설치면적은 약 5만6,000㎡에 이른다. 현재까지 연간 약 1,500개소 이상 신재생에너지설비를 구축, 운영하고 있으며 한국에너지공단 A/S전담기업, 태양열 KS인증 보유, 태양열 PTC발전, 흡수판 코팅기술, 산업공정열 집광시스템 등 기술개발 실적을 보유하고 있다. ‘열·전기 저장시스템 기반 건물군 열에너지 수요관리 기술개발 및 실증’ 총괄을 맡은 조장현 선다코리아 대표를 만나 기술개발 계획에 대해 들어봤다. ■ 이번 과
GS파워는 정부가 시행한 안양·부천 열병합발전 및 지역난방설비에 대한 공개경쟁입찰에서 인수자로 최종 결정돼 2000년부터 본격적인 운영을 시작했다. 대기오염물질 발생이 현저히 적은 열병합발전사업을 중심으로 기후변화에 적극 대응하기 위한 에너지효율화사업, 신재생에너지사업 등을 운영하고 있다. 현재 안양·부천의 1,430MW 규모 LNG열병합발전소 운영을 통해 수도권 전력수급 안정화에 기여하고 있으며 발전소에서 생산된 열은 인근 지자체에서 생산되는 쓰레기 소각열, 연료전지열, 하수열 등 그린에너지와 함께 안양, 부천 및 주변도시 약 40만세대에 냉난방용으로 공급하고 있다. GS파워는 국내 최대규모 민간 집단에너지사업자로서 LNG열병합발전, 연료전지, 풍력발전, 태양광발전을 포함한 대규모 전력생산설비와 히트펌프, 보일러 등의 열생산설비를 보유, 운영 중이며 축열조와 ESS를 포함한 에너지저장설비도 갖추고 있어 지역과 전력망에 효율적이며 안정적으로 에너지서비스를 제공하고 있다. 특히 이번 사업의 핵심기술인 히트펌프와 관련 국내 최초 발전소 기기냉각열 회수히트펌프시스템, 국내 최초 연료전지 저온열 회수 히트펌프시스템, 국내 최초 하수열 회수 히트펌프시스템을 설계, 운
한국기계연구원은 과학기술분야 정부출연연구기관 등의 설립, 운영 및 육성에 관한 법률에 근거해 1976년 기계분야의 연구개발, 성과확산, 신뢰성평가 등을 통한 국가 및 산업계의 발전에 기여하고자 설립된 연구기관이다. 또한 산업공정에서 많이 사용되고 있는 LNG·LPG보일러 등을 태양열 기반 고온히트펌프 융합시스템으로 대체하기 위한 시스템 공정설계 기술, 설계플랫폼 기술, 운영 최적화 기술 등을 보유하고 있으며 초고온 히트펌프 개발, 섹터커플링기술, 고온열저장기술 등 다양한 열에너지 연구개발 실적을 보유하고 있다. 기계연구원의 관계자는 “고온히트펌프를 이용한 수요관리기술과 태양에너지 등 신재생에너지융합 연구를 꾸준히 해오고 있다.”라며 “산업분야 화석연료 기반 열공급설비(예: 보일러)를 고온히트펌프 기반 친환경설비로의 전환을 위한 열공정 설계기술을 보유하고 있어 이번 연구과제에서 열네트워크 설계를 최적화할 수 있다”고 밝혔다. 피크전력 완화·출력제어 대응 기계연구원은 실증사이트 기구축 설비들과 신규 구축 에너지설비들을 고려해 열네트워크 공정설계기술을 개발하고 실제 공정설계를 수행한다. 또한 실증설비 구축을 위한 고온히트펌프, 열저장조 등 열설비 선정 등을 담당한
1966년 국내 최초 정부출연연구기관으로 설립된 국가종합연구소 KIST는 1960~70년대 산업화의 싱크탱크로서 역할을, 1980~90년대 선진기술 추격연구를, 2000년대 첨단기술연구를, 2010년대 이후 원천기술 선도연구를 수행해 왔다. 올해 최초의 질문과 최고의 난제를 최선의 해법으로 풀어내는 글로벌 혁신 연구기관으로 도약을 목표로 하고 있으며 탄소중립이나 고령화와 같은 국가와 사회가 당면한 문제를 해결하는 ‘임무 중심’ 연구로 외연을 확장하고 있다. KIST는 실증지의 조건에 맞는 열에너지의 축열을 위해 PCM을 선정하고 캡슐, 팩킹, 적층방법을 개발하고 이를 고려한 축열조 설계, 제작, 실증, 운영에 필요한 연구를 수행했으며 열에너지를 PCM에 축열하기 위해 PCM 캡슐 제조공정 및 내구성시험 등에 대한 사전연구를 수행했다. 실증지 적용 최적 PCM 선정 KIST는 이번 R&D를 통해 열에너지의 시간에 따른 수요 및 공급의 불균형 해소를 위해 실증지 조건에 맞는 PCM을 선정하고 캡슐, 팩킹, 적층 방법을 개발하고 이를 고려한 축열조 설계, 제작, 실증, 운영까지 개발을 수행한다. 연차별로는 △1차년도: PCM 캡슐, 팩킹, 적층, 축열조해석
스마트 에너지 감시·분석·제어 솔루션 제어기업 아미텍은 스마트그리드와 마이크로그리드분야 국산화기술 개발을 목표로 설립됐으며 제품 설계부터 제작까지 직접 생산으로 품질을 확보하고 있으며 현장시험 및 유지보수 등 기술지원으로 에너지산업을 비롯한 다양한 분야의 솔루션을 제공하고 있다. 국내 전문 연구기관들과 함께 신재생발전 감시제어시스템에 필요한 요소기술 개발을 시작으로 열에너지 및 환경계측과 유·무선통신기술 경험을 축적해 왔으며 에너지 관련 공기업의 수요에 충족하는 다양한 감시제어 소프트웨어 및 솔루션을 공급해 신뢰를 구축해 오고 있다. 최근에는 에너지분야 국책 연구개발사업에 적극적으로 참여하면서 기술개발의 다변화와 진출사업분야의 확장을 추진하고 있으며 정부기관으로부터 에너지특화기업과 첨단기술제품 인증을 확인 및 보유하고 있다. 특히 지역난방공사를 비롯해 한국수력원자력, 한국전력공사, 한국전기연구원 등 공공기관에서 필요한 전기, 열에너지 및 환경데이터 감시와 제어를 위한 자체 개발 솔루션을 보유하고 있어이번 과제에 참여해 실증사이트의 열과 전기에너지의 통합감시시스템을 구축하고 에너지 모니터링과 수요관리 플랫폼 구축에 앞장서고 있다. 원격감시 및 제어 운영시스템
한국광기술원는 제4차 산업혁명시대 광융합산업을 선도하는 전문생산기술연구소로 광융합산업 지속성장을 위한 혁신기술 개발을 진행하고 있으며 기업지원을 통한 광융합 혁신플랫폼을 통한 건전한 생태계를 조성하는데 앞장서고 있다. 특히 광에너지연구본부 AI에너지연구센터는 에너지 빅데이터 기반 서비스검증기술을 활용한 인공지능 에너지상태 분석기술을 개발하고 센서 네트워크기술을 연계한 인공지능 에너지관리·안전관리·지능형 유지보수기술 등 에너지분야에 인공지능을 결합한 새로운 기술 발전에 기여하고 있다. 수요관리 알고리즘, 열네트워크 적용 AI에너지연구센터는 다년간 인공지능과 에너지분야 R&D를 수행하면서 AI·ICT 기반 마이크로그리드 운영관리 및 고장예측기술, 전력·열데이터를 활용한 장단기 에너지예측, 다중통신프로토콜 기반 에너지관리기술을 개발해 왔다. 이번 R&D에서는 열·전기데이터 정의 및 분석, 열·전기 생산 및 수요예측 기술개발, 운영 모델링을 통한 열·전기 최적 운영 알고리즘 개발을 수행한다. 이를 통해 고도화된 실증지 맞춤형 TES 기반 열 네트워크 구축 및 실증 수행을 완료할 계획이다. 연차별 목표는 △1차년도: 열·전기 에너지 데이터 정의 및 분석
IPCC는 기후위기 극복을 위한 골든타임이 앞으로 10년 남았다고 분석했다. 전 세계에서 이상기후가 속출하는 가운데 세계 각국은 기후위기의 심각성을 느끼며 탄소중립을 위한 재생에너지사용 중요성을 강조하고 있다. 글로벌기업들도 ‘RE100’ 달성을 목표로 탄소중립에 박차를 가하고 있다. 우리나라도 대통령 직속 ‘2050탄소중립녹색성장위원회’(이하 위원회)를 구성해 지난 2023년 4월 ‘탄소중립·녹색성장 국가전략·제1차 국가기본계획’을 발표했다. 위원회는 2038년까지 무탄소에너지 비중을 70%까지 늘려 온실가스감축목표를 달성하겠다고 발표했으며 탄소중립 핵심수단으로 재생에너지를 활용하겠다는 계획을 밝혔다. 지난 5월에는 산업통상자원부 주관하에 진행된 정책간담회에서 ‘재생에너지 보급확대·공급망 강화 전략’을 발표해 △질서있는 태양광 확산 △새로운 시장에 맞는 제도전환 △해외시장진출 지원 등의 전략을 제시했다. 그러나 세계 최종에너지 소비량 중 50% 비중을 차지하는 열에너지는 탄소중립 달성에 있어 그 중요성이 더욱 강조되고 있는데 정부가 발표한 재생에너지 보급·지원계획 등에는 열에너지에 대한 구체적인 방향성이 제시되지 않아 업계는 아쉬움을 표하고 있다. 권영호
2011년 설립된 한국태양열융합협회는 우리나라 열부문 신재생에너지 발전을 위해 산·학·연 전문가들의 역량을 집결하며 체계적으로 기술개발·보급·지원해 열산업육성에 앞장서고 있다. 지난 2021년에는 협회명칭을 ‘한국태양열융합협회’로 변경해 회원사들이 다양한 융합기술을 수용하며 개발할 수 있도록 지원하고 있다. 한국에너지기술연구원과 공동으로 ‘신재생에너지표준화·인증고도화사업’ 등을 진행해 태양열시스템의 신뢰도 향상을 위해 힘쓰고 있으며 소비자들이 안전하게 사용할 수 있는 에너지원이 되도록 회원사간 사후관리 협력체계 구축 등 이미지제고에도 심혈을 기울이고 있다. 권영호 회장을 만나 협회차원에서 태양열산업 발전을 위해 노력 중인 부문과 주목하고 있는 태양열융합기술 등에 대해 들어봤다. ■ 2050 탄소중립 달성에 있어 태양열의 역할은 2050년 넷제로(Net-Zero) 실현을 위해 우리나라는 ‘탄소중립·녹색성장 글로벌 중추국가로의 도약’을 목표로 △3대 정책방향 △4대 전략 △12대 중점과제를 설정했다. 기본계획 세부실천사항에 탄소중립을 위한 열에너지의 필요성과 당위성에 대해서는 기술되지 않아 태양열시스템의 역할이 퇴색되는 것 같은 아쉬움이 있다. 열에너지 감축이
한국태양열융합협회 내 조직된 발전위원회는 태양열시장 활성화를 위한 정책과 발전방향 등을 제언하는 역할을 수행한다. 최근에는 에너지공단 등과 PVT표준인증 제정을 위해 노력하고 있다. 조성구 한국태양열융합협회 발전위원회 위원장을 만나 국내 PVT기술개발·실증사례와 시장발전방향을 들어봤다. ■ 태양열업계가 PVT에 주목하는 이유는 국내의 경우 태양열을 비롯한 재생열에너지는 현행정책이나 향후 정책전망 등에서 완전히 소외돼있다. 태양열시장은 깊은 침체의 터널을 10여년 이상 벗어나지 못하고 있는 실정이며 이런 상황에서 PVT라는 전기·열원하이브리드시스템이 등장함으로써 열에너지생산은 물론 전기까지 생산한다는 새로운 패러다임 제공으로 인한 시장탄생을 관련업계가 모두 기대하고 있다. ■ 주목할만한 PVT 기술개발 및 실증사례와 성과는 네덜란드의 경우 아파트까지 히트펌프와 융합시스템을 구성해 활발히 보급되고 있다. 아파트 개별가구에 3~4kW용량 히트펌프와 PVT모듈을 설치해 급탕·냉난방에 사용하고 있다. 스페인 바르셀로나는 수영장에 2,082㎡ PVT모듈을 설치해 수영장 가열용도로 사용 중에 있으며 매우 높은 연간 발전량(1,638kWh/kWp·a)·집열량(925kWh/
한국에너지기술연구원은 에너지기술 분야의 연구개발·성과확산 등을 통해 국가 성장동력 창출과 국민경제 발전에 기여함을 목적으로 설립돼 국가 에너지안보·탄소중립 문제를 동시에 해결하기 위한 연구에 앞장서고 있다. 에너지기술연구원 재생에너지연구소는 △태양광·신재생열융합기술 △에너지저장시스템 △소재기술개발 등을 진행하고있다. 주홍진 재생에너지연구소 신재생시스템연구실 박사는 PVT·태양열기반 신재생열융합시스템 설계 연구 등을 진행한다. 주홍진 박사를 만나 국내·외 PVT시장동향과 연구개발성과 등을 들어봤다. ■ 태양열업계에서 PVT를 주목하고 있다. PVT란 어떤 기술인가 PVT복합모듈은 태양광모듈과 태양열집열기가 결합한 단일모듈이다. 전기와 열을 동시에 생산해 재생에너지 설치면적이 제한적인 건물에 적용하면 설치공간 활용성을 극대화할 수 있지만 열을 제대로 회수하거나 배출하지 못할 때 전기생산효율이 떨어지는 문제가 있으며 기존 태양열집열기보다 낮은 온도의 열을 생산한다. PVT모듈은 크게 액체식과 공기식으로 구분된다. 공기식모듈은 제작이 쉽고 유지관리가 편한 장점이 있으나 PVT로부터 획득한 열에너지를 저장하는 데 어려움이 있어 주로 낮에 직접적으로 열에너지를 활용하는
한국에너지공단은 에너지이용합리화와 신재생에너지보급을 위해 설립된 기관으로 △에너지효율향상 △취약계층 에너지복지 강화 △신재생에너지 보급에 집중해 지속가능한 에너지생태계를 구축하고 있다. 에너지공단 표준인증팀은 신재생에너지설비에 대한 KS인증기관으로 KS인증서를 발급·관리하고 있으며 △신재생에너지 설비에 대한 KS개발 △인증기반구축을 위한 국가 R&D 전담관리 △KS·IEC·ISO국제표준 개발·대응 등을 진행하고 있다. 백길남 에너지공단 표준인증팀 팀장을 만나 열에너지분야 KS인증현황, KS제정진행상황 등을 들어봤다. ■ 신재생에너지에서 열에너지가 차지하는 비중과 역할은 2022년도 기준 열생산설비 제조업 △사업체수 △기업체수 △종사자수 비중은 전체 제조업에서 3~7%가량 차지하지만 매출·투자 비중은 0.6% 수준에 불과하다. 그만큼 발전설비제조업이나 연료제조업에 비해 상당히 열위에 있다고 볼 수 있다. 2022년 기준 신재생에너지 생산량 비중도 열에너지 생산량 비중도 매우 저조하다. 전체 신재생에너지 생산량 비중은 0.2~1.8% 수준이지만 태양광은 42.1%를 차지하고 있다. 국가인증제도인 신재생에너지설비 KS인증제도는 국가신재생에너지정책목표 달성을
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