한국에너지공단은 에너지효율 향상, 신재생에너지 보급 확대, 기후변화 대응 중심으로 지속가능한 에너지생태계를 구축하는 기관이며 건물에너지실은 건축물의 에너지효율 향상 및 온실가스 감축을 위한 제도를 운영하고 있다. 2000년대 초반 열손실방지를 위한 건축물의 에너지절약설계기준을 시작으로 건축물의 효율을 향상시켜 왔으며 건축물 전체 에너지성능을 평가할 수 있는 건축물효율등급제를 20년간 운영하면서 공공건물을 필두로 건축물의 효율향상을 주도해왔다. 또한 공공건물의 에너지이용 합리화, 건축물 목표관리제도 운영 등을 통해 신축건물뿐만 아니라 기축건물의 온실가스 감축을 주도하고 있으며 현재는 제로에너지건축물(ZEB) 보급확대를 통해 2030 국가 탄소중립 달성을 위한 핵심적인 역할을 수행하고 있다. 최성우 한국에너지공단 건물에너지실장을 만나 열교현상이 건물에너지에 미치는 영향, 극복 방안 등을 들었다. ■ 열교현상이 건물에너지에 미치는 영향은 2000년대 초반에는 건물구조체의 단열성능이 좋지 않아 열교 영향이 크지 않았지만 현재 ZEB를 목표로 구조체의 단열성능이 크게 향상되면서 단열이 끊어진 부위에서 발생하는 열교로 인한 열손실이 상대적으로 크게 나타나고 있다. 현재
내년부터 공공에 이어 민간에서도 30세대 이상 또는 연면적 1,000m² 이상 공동주택을 대상으로 제로에너지건축물(ZEB) 5등급 수준의 설계가 본격 적용된다. 민간부문 ZEB 의무화 본격 시행을 앞둔 시점에서 건물에너지관리가 중요한 화두로 부상하고 있다. 효과적인 건물에너지관리를 위해서는 건물의 단열, 기밀성능 등 패시브요소를 강화해야 한다. 단열은 건물을 완성하기 위한 기초요건이며 건물 외측과 내측간 열의 이동을 최소화하는 것으로 건물에너지를 결정하는 중요한 척도다. 현재 공동주택에 적용되고 있는 내단열의 경우 단열이 끊기는 지점에서는 열에너지가 이동하는 통로가 조성돼 결로, 곰팡이 등이 생길 수 있다. 에너지누수뿐만 아니라 결로, 곰팡이 등에 따른 심각한 악취 등을 유발함으로써 건물의 유지관리에 심각한 영향을 끼치게 된다. 또한 각 현장마다 시공조건이 달라지는 등 건물별로 갖게 되는 특이한 상황이 빈번하게 발생해 단열성능을 일률적으로 만족하기 어렵다. 건물 자체의 구조적인 문제나 건축재료의 특성 등에서 비롯된 열교현상은 시급히 해결해야 할 숙제다. 공동주택의 경우 발코니, 파라펫 등 돌출된 부위들에서 열교가 발생하고 있다. 벽체가 만나는 모서리 등 접합
전력계통영향평가가 데이터센터(DC)산업에 치명타를 가할 전망이어서 업계 전반에 위기감과 분노가 팽배하다. 전력계통영향평가는 ‘분산에너지활성화 특별법(이하 분산에너지법)’ 시행에 따라 새롭게 마련된 제도로 에너지다소비시설이 전력계통 포화지역으로 집중되는 현상을 방지함으로써 계통안정성을 유지하기 위해 마련됐다. 전력계통영향평가는 국내에서 10MW 이상 전기를 사용하려는 사업자가 실시해야하는 것으로 기존 전력수전예정통지를 대체한다. 인허가 신청 3개월 전에 전력계통영향평가 대행자를 통해 평가서를 작성한 후 산업통상자원부에 제출해야 한다. 산업부는 접수한 날로부터 3개월 이내에 개선조치를 통보해야 한다. 평가항목은 기술적 항목과 비기술적 항목으로 나뉜다. 기술적항목은 △전력공급 여유 △전력공급 여유 확보 난이도 △적정전압 유지가능 여부 △전력공급 영향 최소화 방안 △부지제공을 통한 공급능력 확보기여 여부 △적정전압 신청여부 등이다. 비기술적 항목은 △지역사회 수용성 △사업안정성 △지방재정 기여도 △산업활성화 효과 △지역낙후도 △전력자립도 △해당지역 지원사업 △특별법 지원사업 대상 여부 등이다. 지난 6월14일 분산에너지법 시행에 앞선 5월30일 ‘전력계통영향평가 제
전력계통영향평가가 도입되는 가운데 ‘전력계통영향평가 제도 운영에 관한 규정 제정안’이 행정예고된지 2개월이 넘어선 지금까지 데이터센터(DC)업계를 중심으로 거센 비판이 잦아들지 않고 있다. 한국데이터센터연합회(KDCC)는 업계 의견을 취합해 산업통상자원부에 제출한 상태다. KDCC는 개정없이 제도가 시행될 경우 DC산업은 물론 AI, 클라우드 등 국제무대에서 주도권을 확보하기 위해 글로벌 경쟁이 치열한 유망산업까지 영향을 미칠 것으로 우려하고 있다. 강승훈 KDCC 팀장을 만나 전력계통영향평가에 대한 우려사항과 개선방안에 대해 들었다. ■ 전력계통영향평가 도입 시 부작용은 AI확산 등으로 국가간 DC유치 및 빅테크기업의 DC 확보경쟁이 심화되고 있는 시점에 DC 규제를 확대하는 것은 신규투자 위축, 국가경쟁력 약화를 초래할 것이다. 구글, AWS, MS 등 글로벌 빅테크 기업은 AI 및 연관산업 활성화 등을 위한 DC투자 확대에 나서고 있으며 이들을 유치하기 위한 국가간 경쟁이 치열해지고 있다. 글로벌 빅테크기업들은 아‧태지역에서 이미 한국을 제외한 일본과 인도, 동남아지역에 적극적인 DC 및 AI·클라우드 투자를 진행 중이다. MS는 인도네시아에 17억달러
지난 5월30일 행정예고된 ‘전력계통영향평가 제도운영에 관한 규정 제정안’에 대해 데이터센터(DC)업계가 공분하고 있다. 한국데이터센터에너지효율협회(KDCEA)는 업계의견을 취합해 제도시행에 따른 우려사항을 조목조목 정리한 의견서를 산업통상자원부에 제출했다. KDCEA는 이번 제도가 상위법인 ‘분산에너지 활성화 특별법(이하 분산에너지법)’ 취지를 달성할 수 없다는 입장이므로 상위법 취지에 부합하도록 전면적인 개정이 필요하다고 주장한다. AI, 클라우드, 데이터관련 산업이 전 세계적인 화두인 상황에서 국가경쟁력 향상을 도모하면서도 탄소중립, ESG경영, 지속가능성을 달성해야 한다는 목표로 마련된 제도가 오히려 판을 엎고 있다는 비판이 회원사들을 중심으로 쏟아지고 있다. 송준화 KDCEA 사무국장을 만나 전력계통영향평가 제도에 대한 견해를 들었다. ■ 분산에너지법에 따라 제도가 시행되는데 지역별 전력공급과 전력수요 불균형 해소, 지역단위 에너지생산·소비를 위한 분산에너지 활성화 특별법이 필요하다는 것에 대해서는 전혀 이견이 없다. 대규모 발전소 및 송전망 회피가 심각한 현 상황에서 수도권에 DC와 같은 대규모 전력소비자 입주 시 전력부족, 계통부하 증가 등이 우
한양대학교 터보기계연구실은 우주발사체 액체추진로켓에 적용되는 펌프시스템부터 다양한 산업현장의 초고속 회전기계와 터보기계 등 회전체동역학 및 저진동설계기술을 비롯해 유체동압베어링, 시일, 댐퍼 등 주요 기능부품의 구조 및 윤활 설계기술 개발 연구를 중점적으로 수행하고 있다. 특히 윤활유 공급이 필요없는 무급유 공기베어링을 적용한 환경친화적이며 고성능, 고효율 회전기계기술 개발은 세계 수준의 기술력을 가지고 있다. 이를 바탕으로 국내외 다양한 대기업 및 중소기업과 기술개발과제를 진행 중이다. 이번 초저온 냉열설비 R&D에 참여한 류근 한양대 교수를 만나봤다. 류 교수는 20년이 넘는 공기윤활베어링 관련 연구경험을 가지고 있으며 최근 약 8년간 극저온 유체 가압 베어링에 대한 연구를 수행해 오고 있다. ■ 기관의 경쟁력과 이번 R&D에서의 역할은 무엇보다 유체베어링, 특히 공기베어링과 극저온베어링에 대한 풍부한 경험과 노하우다. 터보기계연구실은 자체적으로 극저온 환경에서 베어링을 실험할 수 있는 인프라를 갖추고 있어 타연구기관과 확연한 차별성을 가지고 있다. 이번 R&D에서는 초저온환경에서 운용되는 포일 베어링의 정하중 특성 및 동특성 계수를
이봉재 한국과학기술원(KAIST) 기계공학과 교수는 나노스케일 열전달부터 매크로스케일 열전달에 이르는 광범위한 열전달분야에서 탁월한 전문성을 보유하고 있다. 현재 열에너지시스템 열관리를 위한 전도, 대류, 복사열전달까지 다양한 열전달 현상에 대한 실험 및 수치해석 능력도 갖추고 있다. 이번 초저온 냉열설비 R&D에서 참여하는 이봉재 KAIST 교수를 만나봤다. ■ 과제 참여 배경 및 경쟁력은 그동안 KAIST는 다양한 열전달 시뮬레이션을 in-house 코드로 직접 제작한 경험 및 CFD를 통해 열전달 수치해석을 진행한 경험을 보유하고 있다. 더 나아가 인공지능 기반 기술을 사용해 열전달 현상을 최적화 및 예측한 경험은 열전달 수치해석 및 분석, 인공지능을 이용한 최적화까지 모두 수행할 수 있는 그룹 중 한 곳이다. 초저온 냉열설비의 핵심부품인 컴팬더는 고온의 압축기와 극저온(-100℃)의 팽창기가 동축으로 회전한다. 이에 따라 극저온의 팽창기에서 토출되는 유체온도를 효율적으로 낮추기 위해서는 컴팬더 내부의 열차폐가 절대적으로 요구된다. KAITST는 컴팬더 내부의 열차폐 설계 및 냉각시스템 성능분석을 위해 이번 과제에 참여하게 됐다. ■ 이번 과제에
중앙대학교 열 및 물질전달연구실은 주로 전기차용 전력반도체나 모터, 데이터센터와 같은 고방열 전자기기나 레이더, 레이저 등 고성능 방산기기에서의 방열관리 연구를 주로 하고 있다. 이형순 중앙대학교 기계공학부 부교수를 만나 ‘초저온 냉열설비’ R&D 참여배경에 대해 들었다. ■ 과제 참여 배경은 그간 다양한 온도범위에서 대류열전달 특성을 평가하는 연구를 진행해 왔다. 특히 지난 5년동안 극저온 유체를 이용한 대류열전달 열유동 성능측정을 진행한 경험이 있다. 이를 통해 인공지능망 기반 예측모델링을 개발하는 연구도 수행한 경험이 있다. 이번 과제 특성상 초저온 냉열설비를 개발하기 위해서는 초저온 상태에서의 대류열전달 성능을 정확하게 예측하고 측정하는 것이 매우 중요하기 때문에 참여하게 됐다. ■ 기관의 경쟁력은 대부분 연구기간동안 전자기기 방열관리, 다상유동에 연구해 온 경쟁력을 갖고 있다. 이번 연구에서 필요로 하는 초저온 작동유체에서의 열전달을 정확하게 측정하고 모델링할 수 있다. 또한 임베디드 액체냉각을 위해 소자를 직접 설계하고 제작할 수 있는 경험도 가지고 있어 향후 –100℃급 초저온 냉열설비가 개발된다면 적용하게될 고종횡비 식각을 위한 반도
국립 부경대학교는 냉동공조분야에 특화된 연구기관으로 초저온 냉열설비분야에 대한 다양한 연구경험을 가지고 있다. 특히 이번 과제의 연구책임자인 손창효 교수는 친환경 냉매를 적용한 초저온 냉동시스템 및 열교환기의 성능평가에 대한 연구경력을 다수 보유하고 있다. 손창효 교수를 만나 초저온 냉열설비 R&D 참여 배경 및 연구개발 목표에 대해 들어봤다. ■ 이번 과제 참여 배경은 참여기관이 보유하고 있는 친환경 초저온 냉매를 적용한 냉동시스템 및 열교환기 설계기술력을 토대로 많은 기관과 협업을 통해 자연냉매 적용 –100℃급 고효율 초저온 냉열설비시스템의 국산화에 이바지하고자 이번 과제에 참여하게 됐다. ■ 이번 과제 성공을 위한 부경대만의 경쟁력은 부경대는 그동안 냉동공조분야에서 꾸준한 연구를 진행해왔으며 이와 관련된 특허와 노하우를 다수 보유하고 있다. 최근에는 친환경 냉동시스템과 관련된 국가기술개발사업인 △친환경 해수제빙장치 개발 △친환경 지열히트펌프 개발 △액화공기를 이용한 냉방시스템 개발 등을 통해 환경친화적인 냉동공조분야에 대한 기술력을 키우고 있다. ■ 이번 과제에서의 역할은 부경대의 역할은 사이클을 구성하는데 있어 필수적인 요소인 3가지 타입의
한국에너지기술연구원 종합 에너지 전문 연구기관으로서 국가의 에너지안보와 탄소중립 문제를 동시에 해결하기 위한 연구에 앞장서 왔다. 이번 연구에 참여한 에너지변환연구실은 탄소중립사회에서의 열에너지 전기화 기술로 열-열, 열-전기, 전기-열의 효율적 변환의 핵심 기기인 히트펌프, 열-전기 섹터커플링, 카르노배터리기술 연구를 수행하고 있다. 신형기 에너지연 박사를 만나 Air Chiller R&D 참여 배경 및 개발 계획을 들었다. ■ 과제 참여 배경은 에너지연 에너지변환연구실은 2021년부터 공기냉매를 적용한 터보식 냉동기 연구를 수행해 왔다. 자체적으로 냉동시스템과 터보기기를 설계하고 실험장치를 구축해 2024년 현재 국내 최초로 대기 중 공기를 냉매로 적용한 냉동시스템을 개발해 팽창기 토출부 기준 6kW 냉동용량, -60℃ 냉열 생산을 달성했다. 특히 티앤이코리아와 협력을 통해 공기냉매 냉동기 개발에서 가장 난이도가 높은 터보식 컴팬더 시작품을 개발해 공기냉매 냉동기시스템을 구축했다. 특히 자체 설계를 통해 압축기 효율 80% 이상, 팽창기 효율 84% 이상, 운전 회전수 4만7,000RPM의 고효율 고속 소형 터보 컴팬더를 개발했다. 이렇게 쌓아온
한국생산기술연구원은 ‘생산기술분야 산업원천기술 개발 및 실용화, 중소·중견기업 기술지원 및 성과확산 등을 통해 국가산업발전에 기여한다’라는 임무를 가지고 있으며 생산기술 3대 중점 영역인 연구개발과 실용화, 기술지원을 통해 중소·중견기업 육성에 집중하고 있다. 특히 이번 과제에 참여한 생기원 산업에너지연구부문은 에너지기기 고효율화 기술, 유체기계 최적 설계 및 성능평가, 열에너지 저장시스템기술을 연구하고 있다. 이천규 생산기술연구원 박사는 삼성전자 생산기술연구소(現 설비기술연구소)에서 근무한 경험을 바탕으로 반도체 공정에 대한 이해도가 뛰어나다. 이천규 박사를 만나 초저온 냉열설비 개발 계획에 대해 들어봤다. ■ 과제 성공을 위한 생기원의 경쟁력은 생기원은 이번 과제와 유사한 칠러 개발 과제를 다수 수행한 바 있어 반도체 칠러 관련 기술은 충분히 갖추고 있다고 자부한다. 또한 산업에너지연구부문에서는 반도체 칠러와 관련 기술이전도 3건 수행한 바 있어 반도체 칠러기술 상용화에 대한 충분한 기술력이 검증됐다. ■ 주요 연구분야는 생기원에서는 공기냉매–냉각유체 열교환기에 대한 설계 및 시험을 담당한다. 이번 과제에서 개발할 역브레이튼 냉동사이클은 공기를 냉매로 사
한국기계연구원 가상공학연구센터는 음향, 진동충격, 회전기계를 연구하는 3개 팀으로 구성돼 있다. 가상공학연구센터는 해군함선, 풍력발전기, 가스터빈, 발전용 대형 회전축계 등 다양한 산업요소의 기계시스템 특성을 해석하고 설계 및 제어와 관련된 연구개발을 수행하고 있다. 최근에는 기존에 가지고 있던 전통적인 역학분야에서의 강점과 AI, Big data, 디지털화의 융합을 토대로 해 K-Machine을 선도하고자 혁신을 거듭하고 있다. 허균철 기계연구원 가상공학연구센터 박사를 만나 초저온 냉열설비 R&D 성공 경쟁력 등을 들어봤다. ■ 이번 과제 참여 배경은 특히 이번 과제는 자연냉매인 공기를 이용해 -100℃를 구현하는 아주 도전적인 과제다. 여기서 사용되는 핵심 요소기기 컴팬더는 수만rpm으로 회전하는 초고속 회전체다. 연구팀이 가지고 있는 회전기계 전문성과 진동상태감시기술이 이번 과제에 성공적으로 적용함으로써 우리가 나아가야 할 친환경 기계시스템 개발에 도움이 되고자 참여하게 됐다. ■ 그동안 집중해 온 연구분야는 이번 과제의 실무를 담당할 가상공학연구센터 회전기계연구팀은 1993년 발족돼 회전기계를 주제로 관련된 연구를 수행해오고 있다. 다양한 용도
티앤이코리아는 항공우주용 고효율, 고속 터보기술을 원천으로 한 혁신적인 터보기술을 바탕으로 다양한 산업분야에서 요구되는 에너지절감 및 친환경 에너지공급에 필요한 종합 솔루션을 제공하고 있다. 환경에 유해한 기계오일을 사용하지 않는 오일리스 제품을 통해 에너지절감에 기여하고 있으며 공기베어링·자기베어링, 고속모터 및 인버터기술을 바탕으로 고효율 친환경 터보블로워 및 터보압축기 제품을 항공·조선분야, 수소자동차·수소발전 등 수소연료전지분야, 수처리분야, 공정용산업분야, 특히 냉매를 사용하지 않는 터보 냉난방기분야 및 공기냉각터빈, 터보냉동분야 등에 공급하고 있는 터보기기 전문기업이다. 다양한 혁신제품과 선도기술 개발을 통해 미래 친환경 신재생에너지시대를 준비하고 있는 티앤이코리아는 이번 초저온 냉열설비 개발 R&D에서 초저온 냉동기용 터보컴팬더 개발에 참여한다. ■ 이번 과제 참여 배경은 티앤이코리아는 터보기계 전문기업으로서 다양한 터보기기를 독자기술로 개발, 생산 및 공급하고 있다. 특히 에어사이클 터보기술을 적용해 국산 차세대 전투기용 냉각터빈을 개발, 납품하고 있으며 에어사이클 터보냉각기술에 고속모터 및 공기베어링을 적용한 냉방용 터보 컴팬더를 에
FST는 1987년에 설립된 반도체 펠리클 및 반도체공정 온도조절장치 전문 제조기업으로 주요사업부로 △펠리클사업부 △TCU(Thermal Control Unit)사업부 등을 두고 있다. 펠리클사업부는 반도체 노광장비에서 마스크 표면을 대기 중 분자나 기타 오염물질로부터 보호하는 박막을 제조한다. TCU사업부는 반도체공정의 온도조절장치를 연구, 제조, 판매하며 국내 유일한 도쿄일렉트론 OEM 제조사로서 Micron, Intel, 삼성전자, SK하이닉스 등의 글로벌 고객사에 초저온 칠러를 납품해 우수한 성과를 내고 있다. 생산수율을 최대 관심사로 두던 반도체산업도 최근 글로벌 차원의 탄소중립과 친환경 규제가 강화되며 다른 산업들과 유사하게 친환경 및 고효율을 만족하는 설비에 대한 관심이 높아지고 있다. 초저온 냉열설비 역시 고효율과 친환경, 고신뢰성을 구현할 수 있는 설비도입에 앞장서고 있다. 이러한 상황에서 한국에너지기술평가원이 지원하는 ‘자연냉매 적용 -100℃급 고효율 초저온 냉열설비 기술 개발’ 과제에 대한 관심도 집중되고 있다. 이번 과제 R&D를 총괄하는 이영철 FST 부사장을 만나 개발참여 배경, 개발 계획 등을 들어봤다. ■ 이번 과제에 참
초격차 프로젝트는 한국산업의 초격차 성장을 이끌고 목표지향적이면서 성과 창출 중심의 연구개발시스템 개편을 위해 추진됐다. 이번 ‘자연냉매 적용 –100℃급 고효율 초저온 냉열설비 기술개발' 과제는 초격차 프로젝트와 정합성이 높은 R&D로 건물-산업효율기술 세계 경쟁력 확보를 위한 핵심 과제다. 특히 규제로 인해 속도감있는 변화가 진행 중인 저온 냉열공급시스템분야에서 기술적 우위를 선점하기 위한 과제이기에 중요성이 매우 크며 대표적인 과제로 평가받고 있다. 이번 과제 선정에 큰 역할을 한 이윤빈 에너지기술평가원 효율향상PD를 만나 과제선정 배경 및 기대효과에 대해 들었다. ■ 이번 기술개발 배경은 이번 과제는 대량의 에너지를 소비하는 부문의 효율을 비약적으로 높이면서 친환경 트랜드에 선제적으로 대응할 수 있는 대표적인 과제다. 식품, 제약, 반도체, 초전도와 같은 미래 전략산업군이 고도화되는 과정에 있어서 초저온설비 적용이 필수적이기 때문에 이번 초저온설비의 에너지사용량 절감과 유지관리비용 절감, 기술자립과 글로벌시장 대응을 위한 기술개발 추진이 시급하다. 기존 냉동산업에서 주력 냉매로 이용되고 있는 HCFC냉매는 2030년 전폐가 예정돼 있으며 HCF
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