도시 내 다양한 수열원을 활용해 건물을 냉난방할 수 있도록 히트펌프, 축열, 제어시스템을 통합하는 대규모 기술개발 및 실증 R&D가 착수돼 건물부문 탄소중립에 기여할 수 있을지 주목받고 있다. 국가 온실가스 감축목표(NDC) 달성을 위해 신재생에너지 사용비율을 증가할 필요성이 커지며 글로벌 국가들은 재생에너지 비중확대를 위한 노력을 지속하고 있다. 미국은 재생에너지에 대한 세액 인센티브를 부여하고 있으며 유럽연합(EU)은 재생에너지 비중을 2030년까지 40%로 확대하겠다고 발표했다. 중국에서도 재생에너지발전량 비중목표를 2027년까지 40% 이상 확대할 예정이다. NDC 달성을 위한 세계적인 추세에 따라 수열 등 재생에너지에 대한 수요와 기술개발은 더욱 가속화될 것으로 예상된다. 특히 수열은 풍부한 부존량과 도심 과밀지역에도 적용가능하다는 장점을 기반으로 건물부문 온실가스 감축을 위한 최적솔루션으로 평가받는다. 그러나 국내시장은 아직 초기단계에 머물러 있어 선진국 수준 수열생태계 조성을 위한 적극적인 투자와 연구가 시급하다. 수열시스템 문제해결 기술개발·실증 착수 현재 신재생에너지법상 인정되는 수열원이 한정적인 상황으로 다양한 수열원개발이 시급하다.
한국환경산업기술원은 지속가능한 사회를 위한 환경솔루션 전문기관으로 환경분야 R&D와 기획평가관리를 수행한다. 환경산업기술원 물토양기술실은 △수처리 △수자원 △수생태 △지하수토양 등 물과 토양관련 R&D를 담당하고 있다. 이번 수열에너지 활용기술 및 에너지믹스 R&D 과제 수행기관을 선정하고 연구목표 달성을 위한 관리업무를 담당한 송덕종 환경산업기술원 전문위원을 만나 과제 기획배경과 기대효과 등을 들었다. ■ 국내·외 수열시스템 동향을 평가한다면 전 세계적으로 탄소중립 온실가스 감축목표를 달성하기 위해 신재생에너지 사용비중을 증가시키고 있다. 태양광과 풍력 등 기존 에너지원 외에도 수열 등 활용가능한 에너지원을 총동원해야 한다. 최근 선진국에서는 그린딜, 청정에너지로의 전환 등 다양한 정책을 추진 중이며 이를 기반으로 중장기 산업구조 전환과 경제활성화를 위한 노력을 지속하고 있다. 앞으로도 세계적인 추세에 맞춰 수열 등 재생에너지에 대한 수요와 기술개발은 더 가속화될 것으로 예상되는 만큼 국내도 선진국 수준 수열개발·활용을 위한 적극적인 투자와 연구를 진행 중이다. 최근에는 수열시스템, 설비, 품목 등에 대한 국내기준을 마련해 시장조성을
한국에너지기술연구원(KIER)은 이번 과제 총괄주관기관으로 핵심적인 역할을수행하고 있다. 전체 기술시스템 방향을 설정하고 통합적 기술개발을 이끌며 실증과 정책연계를 유기적으로 연결하고자 노력하고 있다. 김종규 에너지기술연구원 신재생시스템실장을 만나 과제 개발방향 등을 들었다. ■ 컨소시엄을 소개하면 이번 과제는 수열에너지 변동성 대응과 효율적 활용을 위한 ‘대규모 중앙집중형 실증플랜트 기술’을 개발하고자 하는 국가 연구개발 과제다. 과제를 통해 건물부문 에너지절감과 탄소중립 실현을 위한 핵심인프라기술로서 수열원 변동에 대응할 수 있는 대용량 열에너지시스템 실증과 최적화 운영기술을 확보하고자 한다. 이러한 실질적이고 중장기적인 목표를 실현하기 위해 다양한 전문역량을 가진 기관들이 협력하는 형태의 대규모 컨소시엄을 구성해 기술개발부터 실증, 경제성평가와 제도화 연계까지 전 주기를 포괄하는 통합적 체계를 갖추고자 했다. ■ 과제 참여배경은 국내 에너지정책은 더 이상 전통적인 에너지자원에 의존할 수 없는 구조로 전환되고 있다. 이를 위해 다양한 재생에너지자원 발굴과 복합활용기술 개발이 중요한 국가 과제가 되고 있다. 이러한 흐름 속에서 수열에너지는 그동안 상대적으로
장한기술은 신재생에너지기반 축열냉난방·열교환시스템을 개발해 지속가능한 에너지기술을 선도적으로 보급하고 있다. 밀폐식팽창탱크, 부스터펌프, 판형열교환기, 냉난방 순환펌프, 축열시스템 등 다양한 요소기술을 바탕으로 하이드로닉스와 열에너지연계·에너지믹스 최적화 관련기술을 보유하고 있다. 이번 과제 세부과제 연구책임자인 박형준 장한기술 상무를 만나 컨소시엄 소개와 기술개발 방향 등을 들었다. ■ 과제 참여배경은 우리나라는 2050 탄소중립 목표달성을 위해 재생에너지자원 발굴과 복합활용기술 개발을 통한 에너지전환기술·AI기술 확보를 중요한 국가과제로 삼고 있다. 이러한 기술과 시장흐름 속에서 높은 활용가능성이 있는 수열에너지와 HVAC 지능화는 그동안 외면됐던 경향이 있다.장한기술은 이번 과제를 통해 수열원을 포함한 다양한 열원을 통합해 에너지믹스와 수열에너지 안정적 운영을 지능화함으로써 우리나라 탄소중립에 기여하고자 과제에 참여했다. ■ 담당역할과 개발방향은 장한기술은 세부과제 ‘동절기 저수온수열원대응 안정적 운영과 AI기반 시스템 최적운영 기술개발’ 주관기관으로서 역할을 수행한다. 세부과제에서는 수열열교환시스템 동결예방기술과 겨울철 안정성·성능향상을 위한 재생에너
한국수자원공사(K-water)는 국내 재생에너지 1위기업으로 다양한 신재생에너지 개발을 통해 탄소중립 실현을 위한 사업을 수행하고 있다. 특히 하천수와 댐 심층수를 활용한 수열에너지연구를 적극 수행하며 정부 친환경정책과 탄소중립 목표달성을 위해 노력하고 있으며 수열과제에 참여하고 있다. 수자원공사는 자체건물과 사업장에 2,094RT급 수열에너지 냉난방시스템을 구축·운영하고 있다. 특히 한강유역본부 사옥에 500RT급 수열냉난방 실증플랜트를 구축해 성능계수(COP) 5 이상인 고효율 운전을 통해 에너지절감 효과를 얻고 있다. 수요처 최적화 맞춤솔루션 제공 수자원공사는 수열에너지 설계·시공·운영·성능분석기술과 수열시스템 실증역량을 기반으로 이번 과제에 참여해 수열원 공급관로 내부유동과 수충격 예측기술을 개발할 예정이다. 또한 참여기관과 협업으로 △정수·유출지하수 등 수열원 확대관련 기술검토 △수열에너지 확대보급방안 검토 △수열원 내 이물질제거·열교환기 성능개선관련 기술검토 △대형 수열히트펌프시스템 개발·신재생에너지인증 추진 등에 참여할 예정이다. 1차연도에는 수열원 공급시스템 현장자료조사와 공급관로 분기·회수지점에서 기초 유동해석(CFD)을 실시할 예정이며 2차
신성이엔지는 청정환경기술분야에서 지속성장하고 있는 클린룸산업 대표기업이다. 차별화된 공기조화기술을 기반으로 팬필터유니트(FFU)를 국내 최초로 국산화했으며 지속적인 기술혁신을 통해 현재 세계 클린룸시장에서 약 60%의 점유율을 기록 중이다. 운전특성·부하조건 반영 수열시스템설계 신성이엔지는 수열원시스템에 효과적으로 적용할 수 있는 △고효율 공조기술 △환경제어기술 △에너지최적화 제어기술 △예지보전기술 등을 활용해 수열원시스템 실제운전데이터를 확보해 이를 활용한 AI 예지보전과 실시간 최적제어기술 실증·고도화를 진행할 예정이다. 이번 과제에서는 수열원시스템 운전특성과 부하조건을 반영해 에너지효율을 극대화할 수 있는 최적운전·제어구조를 설계하며 실증환경에서 안정적 운영을 통한 기술효과를 입증하는 것이 목표다. 또한 설비운전데이터를 기반으로 AI기술을 보조활용한 예측형 제어전략을 접목해 보다 정밀하며 효율적인 시스템을 구현할 예정이다. 특히 고장예측·무선센싱기반 통합제어를 통해 수열원시스템의 안정적 운영기술개발을 중심으로 과제를 수행할 예정이다. 주요 역할은 △데이터기반 모터 고장예측 알고리즘개발과 시스템 실증평가 △불리한 설치환경 대응을 위한 저전력 무선센싱시스템
이젠엔지니어링은 세계 최고수준 친환경·신재생에너지산업을 선도하는 토탈에너지솔루션 전문기업을 목표로 국내 최고 수준 에너지절약과 비용절감을 실행하고 있는 엔지니어링기업이다.롯데월드타워에 5,000RT급 대용량 축열식 시스템의 △설계 △시공 △운전 △유지관리 등을 수행했다. 이번 과제에서는 수열원분석과 변동성대응 수열원 믹스·수열시스템에 대한 최적설계안을 도출할 예정이며 도출된 설계안을 기반으로 현장시공·시운전을 진행해 수열이 최대효율로 운전될 수 있는 최적안을 도출하는 것이 1차목표다. 이후 시운전을 통해 개선사항을 도출하며 수열원·에너지믹스시스템을 설계하고 시공·유지보수에 관한 표준매뉴얼을 작성할 예정이며 시스템제어 부분에 대한 자동제어로직 개발 역할을 수행한다. 수열원 변동성문제 해결 설계방안 구축 1차연도에는 수열원 변동성 에너지믹스 수열시스템과 수열시스템 설계안을 정립할 예정이다. 이를 위해 수열원 시스템을 구성하는 △수배관 △부속류 △팽창조 △열교환기 △TES △수축열냉조 등을 검토할 예정이다. 다양한 수열원 검토를 위해 현장 유출수량과 수질을 검토하고 대용량에 사용될 최적 히트펌프를 선정할 계획이다. 2차연도에는 1차연도와 동일한 방향성으로 수열시스
SM이엔지는 냉동공조·신재생에너지 전문기업으로 △수열시스템 보급사업 설계·시공 △지열시스템 운영현황 조사 △수열원 히트펌프시스템 에너지절감사업 수행 △수열시스템 설계지침 및 공사시방서 수립·지원 등 기술을 보유하고 있다. 국내 재생에너지시스템 도입 초기부터 수행한 설계·시공경험과 현장노하우 등 기술력을 기반으로 이번 과제에 참여해 사용자측면 에너지절약 최적화솔루션을 구축할 예정이다. 수열부문 우수기술력 활용 SM이엔지는 이번에 구축될 시스템과 유사한 시스템을 기본계획부터 △설계 △시공 △운영 등까지 진행한 바 있다. 이를 바탕으로 유지관리기술을 연구개발에 반영해 최적화된 시스템을 구현·개발하고 기술적·기능적 우수성을 갖추면서도 가격경쟁력을 갖춘 수열시스템을 개발할 방침이다. 주요 역할은 수열에너지 취수시스템 안정화기술을 확보하는 것으로 수열원시스템을 분석하고 원수처리 최적화계통을 검토해 원수에 포함된 이물질을 효과적으로 제거함으로써 열교환기 성능 개선을 이뤄 에너지절감효과를 확인할 예정이다. 과제 수행을 위해 수열원시스템 검토와 현장조사를 통해 이물질분리 수처리 최적화 계통수립과 이물질 자동분리 최적화설계를 실시한다. 시스템을 제작·설치해 성능시험과 데이터분
신현상 서울과학기술대학교 교수의 연구실은 유역모니터링과 수질개선사업분야 전문인력들이 포함된 전문 연구팀이다. 주요 연구분야는 △미량 오염물질 분석·수질모니터링방법 개발 △신규화학물질·미세플라스틱 등 흡착·고도산화 처리기술 개발 △동식물 바이오매스 환경소재 전환 등이다. 이번 과제를 통해 하천수와 정수 및 지하유출수 등 열원을 대상으로 수질모니터링과 해석기법을 개발하며 안정적이고 친환경적인수열에너지시스템 개발에 필요한 신뢰성있는 데이터와 해석자료를 제공할 예정이다. 안정적 수열원운영방안 도출연구진들은 △온도 △탁도 △산도(pH) △용존산소량(DO) 등 현장중심 실시간 모니터링데이터를 확보하며 수열원과 유출경로를 고려한 유입·유출수 화학성분 분석을 통해 시스템성능 극대화와 안정적 운영방안을 제시할 예정이다. 과제를 수행하며 열원수 수온·수질모니터링을 통해 수열시스템의 안정적 성능유지와 신뢰도를 향상하며 열원수 내 수열시스템 성능저하인자를 파악해 수열시스템 설계에 반영할 예정이다. 특히 정수 열원수시스템에서 배출수 안정성을 확인하는 데 중점을 둘 계획이다. 올해는 K-water 정수장과 환경유역본부를 중심으로 다양한 열원수 수온과 수질데이터 수집을 위해 실시간으로
김용찬 고려대학교 교수가 이끄는 ‘냉동공조 및 이상유동연구실’은 수열에너지를 포함한 신재생에너지 히트펌프 기술개발과 에너지효율 최적화를 통해 지속가능한 에너지시스템 구축을 목표로 연구를 수행하고 있다. 복합수열원 HP시스템 전력절감방안 구현 연구진들은 이번 과제로 복합수열원시스템 동적시뮬레이션 모델을 개발한다. 이를 기반으로 시스템 성능평가와 최적운영방안을 정립할 예정이다. 시뮬레이션 모델 구축 시에는 실제 수열원시스템 열계통도를 기반으로 모델링한 뒤 실증결과를 기반으로 검증하는 작업이 이뤄진다. 이를 통해 수열원히트펌프시스템 성능을 정확하게 예측할 수 있는 신뢰성 높은 모델이 구현될 것으로 기대된다. 1차연도에는 복합수열원 히트펌프시스템 동적시뮬레이션 개발을 통해 다양한 수열원특성을 반영한 히트펌프시스템 모델링을 수행한다. 연중 온도변화가 적다는 장점을 활용한 예측모델개발을 통해 에너지믹스를 위한 연계방안도 도출할 예정이다. 2차연도에서는 건물특성에 따른 수열시스템 성능결과를 도출해 결과를 기반으로 수열시스템 데이터베이스 구축과 에너지믹스 적용 시 필요한 기초자료를 확보할 예정이다. 2차연도까지 수행한 데이터를 활용해 3차연도에서는 복합수열원 히트펌프시스템
경북대학교 방재연구실은 댐별 유입량과 이용가능수량 산정을 통한 잠재 수열에너지 산정과 가치평가기술을 구축하고 있다. 또한 △기후데이터 △수문학(물의 지역적 분포·이동을 연구하는 학문)적 모델링기술 △인프라 연계기술 등 다양한 분석기술능력을 보유하고 있다. 최근 기후변화로 인한 강우량과 강우특성 변화로 대형 수열공급원 수문학적 변동성이 발생하고 있으며 수열에너지를 통한 건물냉난방 시 발생하는 온실가스 저감량을 정량화하며 관련기준을 수립해야 한다. 경북대는 수열에너지의 계절·기후변화에 따른 수문학적 안정성과 온실가스 저감 등에 대한 평가 및 사회·경제적 효율성 평가기술개발을 위해 이번 과제에 참여했다. 과제 수행을 통해 유역·격자단위 수문학적 평가와 수자원부문 경제성평가경험을 기반으로 대형 수열공급을 위한 수문학적 안정성평가기술을 개발하며 수열에너지 공급에 대한 경제성분석을 실시할 예정이다. 대형 수열원별 운영가이드라인 제시 경북대는 이번 R&D를 통해 수열에너지와 관련된 기후변화와 물리변화 시나리오를 활용해 수량을 확인하며 댐공급량과 하천유량 변화에 따른 수문학적 안정성 평가지표를 개발함에 따라 수열시스템 유지관리계획 수립에 활용가능한 평가기술이 개발될
국립한밭대학교 첨단에너지환경실험실은 지난 20여년동안 △수열 △지열 △히트펌프 유니트 등에서 시스템 최적화와 성능향상에 대한 연구개발을 수행하고 있는 재생열부문 전문연구실이다. 수열에너지시스템에 대한 다양한 기술개발과 정책수립 등에 대한 용역을 수행한 바 있으며 수열에너지 △설계 △시공 △운영 등 전 부문에 대한 전문지식을 보유하고 있다. 다양한 사업경험을 바탕으로 수열에너지시스템 성능향상과 보급활성화를 위한 기반구축에 기여하고자 이번 과제에 참여했다. 고효율·고성능 수열시스템기술방안 마련 연구진들은 과제를 수행하며 대용량 수열에너지시스템 현안을 분석해 도출된 문제점을 해결하기 위한 기술적 대안을 제시하고 검증할 예정이다. 또한 수열에너지시스템 신뢰성 확보를 위한 수열원 안정성과 연간성능 향상을 위한 히트펌프유니트 성능지표를 도출한다. 이를 통해 수열에너지시스템 성능과 신뢰성을 높일 수 있는 기반기술을 제시한다. 1~3차연도에는 수열에너지시스템 대용량화에 따른 현안분석과 문제해결을 위한 시스템구조·운전방안 도출이 이뤄질 예정이며 핵심기기인 히트펌프 유니트의 기술수준과 인증기준을 분석해 개선방안을 제시할 예정이다. 4~5차연도에는 수열에너지시스템 수열원 안정성
나인와트는 기후테크 스타트업으로 건물에너지 분석·진단·최적화플랫폼 개발을 주요 사업으로 건물부문 탄소중립 가속화와 에너지효율화에 기여하고 있다. 건물에너지 R&D역량을 기반으로 △도시단위 그린리모델링(GR) 대안평가 자동화플랫폼 △신재생·ESS연계 건물운영 최적화플랫폼 △건물에너지 분석·진단보고서 생성자동화플랫폼 등 IT솔루션을 자체 개발했다. 수열E시스템 사용자경험 개선 나인와트는 보유 중인 AI·데이터·건물에너지 연계기술을 적극 활용해 AI기반 수열원에너지시스템 보급·확산에 기여하기 위해 이번 과제에 참여했다.이번 과제에서는 수열원에너지시스템 AI플랫폼개발을 담당하며 참여기관들의 연구개발 성과가 수열원에너지시스템에서 작동할 수 있도록 IT인프라를 구축할 예정이다. 또한 AI플랫폼에 검색증강생성기법을 도입해 수열원에너지시스템 운영현황과 자율제어맥락 정보를 직관적으로 확인할 수 있는 대화형 인터페이스를 개발했다. 이를 통해 수열원에너지시스템 AI플랫폼에 대한 사용자경험을 개선할 방침이다. 1~3차연도는 수자원공사의 사전검증현장을 활용해 AI플랫폼을 개발할 예정이며 4~5차연도에는 AI플랫폼을 실증지에 적용한 후 최종검증을 실시한다. 수행기간동안 △AI
미래에셋자산운용은 글로벌 투자전문그룹으로 16개지역 글로벌 네트워크에 378조원 규모 자산을 운용하고 있다. 이번 과제 실증지인 성수동 K-PROJECT를 시행한다. K-PROJECT는 성수동 이마트부지를 전체 23만㎡(7만평) 업무·판매복합시설로 재건축하는 사업으로 국내·외 최상위권 설계·시공사가 참여한다. 수열시스템으로 건물냉난방을 100% 소화하는 것을 목표로 지난해 수열에너지 열원 우선공급대상지에 선정됐다. K-프로젝트 내 수열 적극 도입 미래에셋은 실증대상사업 시행자로서 연구과제에 필요한 시스템을 구축하기 위해 연구참여기관과 △시공사 △설계사 △컨설턴트와 업무를 조율하는 역할을 수행한다. 수열원인입관련 업무를 수행하며 △서울아리수본부 △한강유역관리청 등 관계기관들과 대관협의업무 등도 수행할 예정이다. 1차연도에는 수열에너지시스템 설계를 확정할 예정이며 2차연도에는 수열인입공사를 수행한다. 3차연도에는 수열에너지시스템 설치·시운전이 진행될 예정이다. 4~5차연도에는 수열에너지시스템 안정화와 개선방안을 도출해 이를 적용하고 유지관리를 실시할 예정이다. 미래에셋의 관계자는 “이번 개발사업 진행과정에서 수열에너지시스템의 다양한 가능성을 테스트할 것”이라며
한국건축친환경설비학회는 2007년 설립된 비영리 학술단체로 올해 설립 18주년을 맞이했다. 건축환경 및 설비분야 기술발전과 제도개선을 통해 관련분야 학술발전을 도모하고 관련 산업과의 협력을 통해 지속가능한 친환경 건축설비기술 개발과 보급을 목표로 활동하고 있다. 건축친환경설비학회는 건축환경 및 설비분야 기술발전과 제도개선을 위한 연구 및 심포지엄을 지속적으로 개최하고 있으며 매년 3월 기술강습회와 11월 추계학술발표대회를 통해 학회 회원들의 학술적 성과를 대외적으로 발표하고 공유하는 장을 마련하고 있다. 또한 해마다 전국의 건축관련 학과가 설치된 대학 재학생들을 대상으로 건축친환경설비기술공모전을 개최해 관련분야를 공부하는 학생들의 창의력과 건축환경 및 설비분야에 대한 관심을 유도하고 있으며 매년 학회 차원에서 관련 업계와 기술현장에서 시급하게 요구되는 기준·표준 제정사업을 수행해 핵심 요소기술들의 상용화와 표준화를 지원하고 있다. 이와 함께 학회활동의 국제화를 위해 미국 공기조화냉동공학회(ASHRAE) 한국지회를 산하기관으로 설치해 북미 및 동아시아 지역 ASHRAE 지회들과 적극적인 국제교류 활동을 수행하고 있다. 건축친환경설비학회 설립이후 지속돼 온 핵심
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