[국토일보 조성구 기자] 미래 환경 변화에 대응해 분산형 집단에너지 플랫폼 개발로 기후 위기를 극복하고 에너지를 효율적으로 사용하는 기술 개발이 주목된다.

한국지역난방공사(사장 황창화, 이하 ‘한난’)는 글로벌 기후위기 극복과 정부의 ‘2050 탄소중립’ 정책에 발 맞춰 따뜻하고 깨끗한 에너지 세상을 만든다는 목표를 세웠다. 이를 실현하기 위해 다양한 신기술을 개발하고 온실가스를 효율적으로 저감할 수 있는 방안을 모색한다.

기업부설 연구소인 한난 미래개발원은 미래 먹거리가 될 탄소중립 달성을 위한 기술 개발에 매진하고 있으며, 미래개발원 ‘열수송관 성능시험센터’는 지역난방의 효율적 실증연구 기반 마련에 역할을 다하고 있다. 한난 미래개발원은 정부 집단에너지(열에너지) 분야의 정책방향과 연계, 탄소중립과 그린뉴딜을 위한 신기술 개발은 물론 안정적인 열공급, 사용자의 편의성 강화 및 원가 인하를 위한 연구개발을 진행하고 있다.

미래개발원은 집단에너지 전문 연구기관으로서 집단에너지 보급 확대를 위한 핵심 전문기술 개발을 선도한다. 미래개발원은 그동안 집단에너지 분야의 새로운 아이디어를 찾고 융복합 기술을 통해 집단에너지 기술의 혁신을 도모했다. 집단에너지 설비 효율향상은 물론 열원, 열수송 및 열사용 시설의 안전한 환경을 위한 수명진단, 수명평가 기술 및 작업자 안전환경 구축을 위한 기술을 확보하는데 주력했다.

미래개발원은 2019년 12월 국내 최초의 열수송분야 전문시험소인 ‘열수송관 성능시험센터’를 개관했다.

센터는 열수송관의 ▲잔여수명평가를 위한 ‘가속노화 시험장치’ ▲운영 중 열손실 진단을 위한 ‘열전도율 시험장치’ ▲연결부 안전 검증을 위한 ‘모래응력 시험장치’ 등, 열수송관의 품질 및 안전 관련 핵심 성능에 대한 7종 전용 시험장치를 구축하고 안전하고 품질 높은 열 관리에 나서고 있다.

미래개발원은 지난해 11월 GS파워, 한양대학교 대학원 등 집단에너지 산업 종사자와 유관 기관들을 대상으로 열수송관 이론 및 실무교육, ‘2020년 집단에너지 컨퍼런스’ 등을 추진했으며, 올해도 대외개방 사업을 지속적으로 추진해 이를 기술 교류의 장으로 적극 활용할 계획이다.

또한 미래개발원은 탄소중립을 위해 이산화탄소를 분리 및 포집하는 것 뿐만 아니라 효율적으로 변환해 새로운 산업에 활용하는 기술개발에도 매진하고 있다. 이산화탄소를 활용한 수익창출을 통해 환경과 경제성을 고려한 기술이다.

1월에는 고려대학교 산학협력단, 클라우드에어와 ‘미세조류 활용 CO2 저감 및 고가물질 사업화’를 위한 공동 협력 협약을 체결했다. ‘미세조류 활용 CCUS(탄소 포집, 이용) 기술’은 발전소나 지역난방 열원에서 배출되는 이산화탄소를 미세조류(미생물)의 광합성작용을 이용해 처리하고 증식된 미생물로 다양한 고가물질(의약품, 건강식품, 사료, 바이오디젤 등)을 생산하는 친환경 저탄소 기술이다.

한난은 향후 미세조류 활용 CCUS 기술의 상용화를 통해 혁신적인 친환경 온실가스 사업 추진이 가능할 것으로 기대하고 있다.

한난 관계자는 “한난 미래개발원은 글로벌 TOP 집단에너지 연구기관을 목표로 집단에너지 효율향상, 온실가스 저감, 신에너지 개발, 수소에너지 및 환경오염저감을 위한 기술 사업화를 위한 연구에 박차를 기울이고 있다”고 밝혔다. 

■ 분산형 집단에너지 구축 ‘열에너지 탄소중립’ 실현
■ 그린허브, 스마트열그리드 등 친환경 플랫폼 개발

한난은 기존 집단에너지 사업에 신재생에너지를 융합해 ‘분산형 집단에너지’ 구축을 진행하고 있다. ‘분산형 집단에너지’는 기존 장거리 송전망과 원자력 발전소 등 기저 전원 중심의 에너지 정책이 아닌, 신재생에너지, 열병합발전 등 중·소규모 전원이 전력 수요처 인근에 위치하는 방식으로서 송전 손실, 장거리 송전설비 회피 등의 편익이 있다.

한난은 ‘분산형 집단에너지’ 구현을 위해 ▲신재생에너지 이용률 제고를 위한 그린 허브(Green Hub) ▲차세대 지역냉난방 기술인 스마트 열그리드(Smart Heat Grid)▲혁신적인 사업모델 개발을 위한 디지털 전환 등의 플랫폼 기술 개발에 매진하고 있다.

‘분산형 집단에너지 플랫폼’는 신재생에너지, 수소에너지, 저온 미활용열 등의 분산에너지와 안정적으로 에너지를 공급하는 집단에너지를 융합해 에너지 사용 환경에 맞춰 에너지를 전달해주는 시스템이다.

‘분산형 집단에너지 플랫폼’은 제3차 에너지기본계획과 제5차 집단에너지 공급 기본계획에 따라, 친환경, 안전한 에너지로의 전환을 위해 신재생에너지를 기반으로 하는 집단에너지 산업의 중요성이 증대됨에 따라 전략적으로 추진됐다.

우선 한난은 2020년 10월 한난 미래개발원 내에 ‘그린 허브(舊 스마트변온소)’ 실증설비를 구축하고 다양한 시스템을 연구하고 있다. 또한 스마트 그리드를 열부문으로 확장한 개념인 ‘스마트 열그리드’를 개발하고 있다.

이는 디지털 기술을 활용해 열수송관망을 지능화, 고도화해 고품질의 에너지를 제공해 분산에너지 이용 효율을 극대화하는 기술이다. 이 기술은 ▲저온·저압의 열수송을 통한 안전한 열네트워크 시스템 ▲양방향 열공급 기반의 에너지 공유 시스템 ▲열수송 상태 진단 시스템 등으로 구성돼 있다. 

이어 한난은 전 사업분야에서 ‘디지털 전환’을 통해 전통적인 집단에너지 사업 구조를 혁신할 수 있는 운영방식과 서비스를 제공하고자 노력하고 있으며, 이를 위해 가상발전소(VPP)와 섹터커플링 기술을 개발하고 있다. 분산에너지 제원을 하나의 발전소처럼 운영하고 빅데이터를 분석해 분산에너지 발전량과 재생에너지의 잉여전력을 열로 전환·저장을 통해 재생에너지의 불확실성을 최소화해 전력계통을 안정화하는 기술이다.

한난은 세가지의 ‘분산형 집단에너지 플랫폼’ 핵심 기술을 활용해 미래 에너지 산업환경의 ‘메가 트렌드’인 친환경·분산화·그리드화를 선도하고 있다.

한난은 최종적으로 소비자가 ICT를 기반으로 서로 연결돼 신재생에너지 등 분산전원에서 생산된 미활용 잉여열을 상호 거래하는 ‘에너지 프로슈머 생태계’를 조성할 계획이다.

동시에 ▲데이터센터, 냉동창고, 대형쇼핑몰 등에서 발생된 폐열 ▲하천수, 광역원수 등 미활용열 ▲발전배열, 소각열과 같은 기존 열원 등 도심 내 산재된 다양한 열에너지를 활용하기 위해 국가열지도를 기반으로 하는 열에너지 거래 플랫폼도 구축한다는 목표다.

마지막으로 IOT 지열센터, 드론 등 4차 산업혁명 기술을 기반으로 스마트 수송·분배 시스템을 구축해, 시설노후화 문제 등 수송·분배 과정에서 발생하는 효율 저하 문제를 해결해 열손실 감축과 온실가스 유발을 최소화한다.

한난 관계자는 “지구온난화, 기후변화 등 시대적 사명으로 떠오른 환경문제 해결을 위해 한난은 앞으로도 친환경 에너지공기업으로서 지속적인 친환경 신기술 개발과 설비 개선 등의 과제들을 체계적으로 추진해 탄소배출 제로 달성에 기여할 것”이라고 말했다.

한난은 2020년 9월 단순 냉·난방 공급자가 아닌 미래 스마트 시티 인프라 전반을 친환경 에너지로 공급하는 ‘그린에너지 종합 플랫폼’으로 전환하고자 하는 의지를 내포한 ‘한난형 그린뉴딜 그랜드플랜’을 공개했다. 한난은 2050년까지 16조3,000억원을 그린에너지 인프라에 투자하고 14만6,000개의 그린일자리 창출과 탄소배출 넷제로(Net-Zero)를 실현할 계획이다.

한난은 이 같은 목표 달성을 위해 신성장본부장이 중점 관리하는 그린뉴딜사업부를 구성, 조직을 상설화했다.