에너지경제연구원(원장 김진우)이 지난달 30일 서울 코엑스에서 개최한 ‘녹색성장 대응 집단에너지 정책세미나’는 집단에너지가 향후 나아가야 할 방향과 녹색성장에 기여하는 바를 한눈에 알아볼 수 있는 의미있는 자리였다.
기후변화협약에 능동적으로 대응하기 위한 집단에너지 정책의 추진방향을 논의하고 집단에너지의 공급확대 및 집단에너지사업의 녹색화를 도모하기 위한 이날 행사를 통해 효율적인 집단에너지 시설의 설치, 운영방안은 물론 지원정책 제고를 통한 Eco-City 구현, 나아가 에너지 강국으로 도약할 수 있는 방안이 모색됐다.
이날 조영원 지식경제부 사무관은 ‘녹색성장과 집단에너지 정책’ 발표를 통해 “집단에너지 효율성을 제고하기 위해서는 최적 열원 구성, 사용자측 설비효율성 제고, 사업자간 열거래 시스템을 구축하는 방안 즉 광역화가 필요하다”라며 “이와 함께 열요금상한 현실화 및 요금제도 개선, 원가절감, 적정수익을 보장하는 합리적 요금제도 마련 등 열요금제도 개선방안도 고려해야 한다”고 밝혔다.
그는 특히 “집단에너지는 지구적 관점에선 국제온실가스배출 저감에, 국가사회적 관점에선 에너지안보, 대기오염 개선, 에너지복지에, 기업의 관점에선 새로운 이익창출, 기업이미지 제고에, 열원설비적 관점에선 에너지이용효율을 높이는데 모두 기여할 수 있다”며 “집단에너지의 발전을 위해서는 이같은 집단에너지의 장점을 포괄적으로 알려 인식을 제고하고, 정책적 협력 강화, 정책분석용 기초 인프라 구축, 집단에너지 공급 목표 설정이 돼야 한다”고 강조했다.
김래현 에너지공학회 회장(서울과학기술대학교 교수)은 ‘광역에너지네트워크 운영 효과’ 발표를 통해 “광역에너지네트워크는 냉난방 열원기기, 공급망 설계 및 제어, 열수송 최적설비 구축 등 집단에너지시스템과 신재생 및 미활용 에너지를 활용한 통합적인 네트워크 제어기술 및 관리기술”이라고 말하고 “에너지 네트워크 모델 및 최적화 원천기술 확보를 통한 수입대체효과 및 기술수출이 기대되고 최적화를 통한 대상지역의 에너지이용합리화로 생산단가의 3∼5% 절감이 가능하다”고 밝혔다.
왕광익 국토연구원 녹색성장국토전략센터박사는 ‘저탄소 녹색도시와 집단에너지’ 발표를 통해 “미래 저탄소 녹색도시의 모습은 신재생에너지, 에너지효율 및 건물에너지 기술의 융합을 통해 주택 및 단지규모의 에너지 및 탄소제로를 통한 친환경적인 도시를 추구하는 것”이라며 “마이크로 CHP를 단위 건물이나 단지 차원의 신재생과 연계된 소형 열병합발전 시스템 기술을 도입하는 등 열병합발전을 포함한 신재생 발전까지도 고려한다면 국내외적인 에너지 자립형 도시조성이 가능하다”고 말했다.
이유수 에너지경제연구원 에너지정책총괄연구실장은 ‘집단에너지사업에서의 신재생에너지 활용 정책’ 발표를 통해 “집단에너지사업과 관련된 신재생에너지의 연료 잠재량을 살펴보면 바이오매스는 기용 잠재량과 기술적 잠재량이 너무 낮지만 부족 잠재량 및 가용 잠재량을 비교하면 미래의 이용 가능성은 높다”고 말하고 국내의 대표적 신재생에너지 활용 열병합발전의 예로서 우드칩을 활용한 한난 대구지사, 서대구 열병합발전, 엘콘파워 등의 예를 들었다.
그는 특히 “신재생에너지를 활용한 집단에너지 사업 문제는 연료공급의 확보가 중요한데 물질 재활용과 에너지원간의 균형을 고려한 제도의 정비가 필요하다”고 지적했다.
조영원 지식경제부 사무관
녹색성장과 집단에너지정책
집단에너지 분야의 정책과제는 집단에너지 사업경쟁여건 조성 및 활성화, 집단에너지 연료 공급체계 개선, 지역냉방 확대 보급 기반 구축 등 다양하다.
집단에너지 사업경쟁여건을 조성하고 활성화를 꾀하는 것은 민간의 책임성을 확보하고 공급대상지역 외 집단에너지공급을 합리화하는 것을 말한다. 또 CHP 생산전력의 판매여건을 어떻게 개선하는가 하는 방안도 강구해야 한다.
집단에너지 효율성을 제고하기 위해서는 최적 열원을 구성하고 사용자측 설비효율성을 제고하는 한편 사업자간 열거래 시스템을 구축하는 방안 즉 광역화가 필요하다.
열요금제도 개선방안도 강구하는데 열요금상한 현실화 및 요금제도 개선, 원가절감, 적정수익을 보장하는 합리적 요금제도 마련이 필요하다.
에너지복지 강화를 위해 저소득층 난방요금을 지원하며 인접 집단에너지사업자간 열배관 연계 등 사업자간 열거래시스템 구축도 중요한 정책과제다.
집단에너지의 발전을 위해서는 집단에너지에 대한 포괄적 인식 제고, 정책적 협력 강화, 정책분석용 기초 인프라 구축, 집단에너지 공급 목표 설정이 필요하다.
집단에너지는 지구적 관점에서 국제온실가스배출 저감에 기여하며 국가사회적 관점에서는 에너지안보, 대기오염 개선, 에너지복지에도 보탬이 된다. 기업도 새로운 이익창출, 기업이미지 제고의 효과가 있고 열원설비적 관점에서도 에너지이용효율을 높일 수 있는 장점이 있다.
이같은 집단에너지의 장점을 포괄적으로 알려 인식을 제고할 필요가 있다.
정책적 협력을 강화하는 것은 환경관련 부처와 산업관련 부처간의 공조와 지방정부로 사업확대와 자원활용을 위한 인허가 사항을 이관함으로써 유연한 정책 기반을 마련하는 것이다.
정책분석용 기초 인프라를 구축하기 위해서는 열지도(Heat Map) 작성, 집단에너지 관련 통계 구축, 기술개발 가능성 검토안 정책분석 모형의 개발이 필요하다.
집단에너지 공급 목표 설정은 전기, 천연가스, 신재생에너지와의 연과성과 녹색성장 전략에서의 집단에너지 역할을 고려해야 한다. 정책 추진을 위한 분명한 목표설정이 필요한 것이다.
김래현 에너지공학회 회장(서울과학기술대학교 교수)
광역에너지 네트워크 운영효과
광역에너지 네트워크는 냉난방 열원기기, 공급망 설계 및 제어, 열수송 최적설비 구축 등 집단에너지시스템과 신재생 및 미활용 에너지를 활용한 통합적인 네트워크 제어기술 및 관리기술을 말한다.
성장거점 8개 혁신도시와 행복도시에 집단에너지 시스템을 도입함에 따라 에너지낭비 없이 합리적 사용이 가능한 광역에너지 네트워크 구축 기술의 개발이 절실해졌다.
개발이 필요한 핵심기술 분야는 IT기술과 접목한 광역 네트워크 열공급 최적화 통합시스템 구축 기술, 발생되는 배열을 이용한 미활용에너지 이용기술, 다양한 열원을 이용한 열수송 및 축열 기술이다. 또 사업화를 위한 비즈니스 모델 시범사업 선정 및 구축이 필요하고 현장적용을 통한 핵심기술 개발 및 상용화 모델을 도출해야 했다.
시스템을 개발해 지역난방공사의 지사에 실제 적용해 봤는데 이를 통해 에너지 네트워크 모델 및 최적화 원천기술 확보를 통한 수입대체효과 및 기술수출이 기대되고 최적화를 통한 대상지역의 에너지이용합리화로 생산단가의 3∼5% 절감이 가능하다.
시스템 개발을 통한 수입대체 효과는 2012년 기준으로 연간 752억원이며 수출효과도 세계 시장의 5%를 점유할 경우 연간 738억원에 달할 것으로 기대된다.
이와 함께 국가 기간산업의 외국 의존도를 탈피하고 장치산업의 모델링 및 최적화 기술로 쉽게 전이 가능할 뿐 아니라 광역에너지 이용활성화를 통한 국가 기간산업의 외국 의존도 탈피가 가능하다.
이 시스템은 열에너지기술과 IT 기술이 융복합된 것이다.
열에너지 생산-분배-소비의 통합 환경에서 최대 효율이 가능한 시스템이며 외기온도, 요일, 계절 등에 따라 열에너지 수요 예측을 통한 최적의 열에너지 생산 시스템이다.
통합 환경은 도시 전체의 EMS에서 관리 및 제어가 이뤄지고 Auto Billing까지 통합 연계가 가능하다.
또 최대수요전력 발생 주원인인 냉방 장비를 도시급 EMS에서 운영이 가능하므로 도시 전체의 Peak Cut 또는 Peak Shift 운영도 할 수 있다.
이와 함께 다양한 시나리오 구축으로 도시급의 전기-열 에너지를 통합 관리할수도 있다.
왕광익 국토연구원 녹색성장국토전략센터장
저탄소 녹색도시와 집단에너지
저탄소 녹색도시는 온실가스 배출에 따른 지구의 기후변화 문제에 적극적으로 대응하기 위해 탄소완화를 위해 가능한 발생되는 탄소를 저감시키고 발생된 탄소를 최대한 흡수하고자 하는 신개념 도시다.
평택 소사벌 신택지개발을 살펴보면 세계 최대규모의 신재생에너지 도시로 추진되며 단지 전체 에너지의 5%이상을 신재생에너지로 공급한다.
에너지순환체계도 구성했는데 소각시설에서 발생되는 폐열과 음식물쓰레기 자원화 시설의 바이오가스 및 하수처리수의 폐열 등을 회수해 동일 섹터내 집단에너지시슬에 공급, 주거지역 냉난방열원 등으로 활용했다.
마곡지구의 경우 신재생에너지 도입을 극대화했고 세계최대의 하수열에너지를 도입했다. 서남권물재생센터와 한강을 이용해 열교환시스템과 히트펌프를 이용해 CES를 구성하고 수용가에 공급하는 것이다.
또 단일규모로는 세계 최대의 연료전지발전을 통해 전력수요의 10%를 공급한다.
미래 저탄소 녹색도시의 모습은 신재생에너지, 에너지효율 및 건물에너지 기술의 융합을 통해 주택 및 단지규모의 에너지 및 탄소제로를 통한 친환경적인 도시를 추구하는 것이다.
마이크로 CHP를 단위 건물이나 단지 차원의 신재생과 연계된 소형 열병합발전 시스템 기술을 도입한다.
결론적으로 신재생에너지 적용효과를 살펴보면 도시 전체에서 사용되는 열에너지의 대부분을 신재생에너지로 공급함으로써 국가적인 차원에서 에너지절감이 가능하다.
열병합발전을 포함한 신재생 발전까지도 고려한다면 국내외적인 유일의 에너지 자립형 도시조성이 가능하다.
신재생에너지를 사용함으로써 CDM 사업화도 가능하며 지역에서 배출되는 폐기물에너지와 재생에너지를 활용한 다양한 종류의 신재생시스템을 총합한 열병합발전으로 국내외적인 신재생에너지의 메카로 홍보 및 파급효과가 클 것으로 예상된다.
이유수 에너지경제연구원 에너지정책총괄연구실장
집단E사업에서의 신재생 활용 정책
신재생에너지 활용 집단에너지 사업은 천연가스 사용위주의 열병합발전이 천연가스 가격상승과 환경문제로 인해 대체연료의 개발이 필요하고 친환경적 에너지자원 및 폐기되는 에너지자원의 발굴이 필요함에 따라 부각되고 있다.
바이오매스의 가연성 폐기물 중 건설 폐기물이 약 50%로 가장 큰 비중을 차지하는데 가용 잠재량에 비해 에너지화 가능 잠재량이 너무 낮으며, 바이오가스는 시설규모가 소규모고 가스 생산량도 적어 국내 열병합발전 시설 운영에는 부족한 실정이다.
우드칩 또는 우드펠릿 등 목질계 바이오매스를 살펴보면 우드침은 대용량 열병합발전에, 목재 팰릿은 열생산에 많이 활용된다.
국내의 대표적 신재생에너지 활용 열병합발전이 우드칩과 연관돼 있는데 한난 대구지사, 서대구 열병합발전, 엘콘파워 등을 예로 들 수 있다.
고형폐기물(RDF)는 현재 국내에서 상업적으로 원주시와 수도권 매립지에 가동중이지만 집단에너지에는 아직 적용되지 않았다.
국내 사업의 문제점을 살펴본다면 바이오 및 폐기물 에너지는 자원의 가용 잠재량에 대한 실제 에너지화량이 저조하고 폐기물의 위생적 처리 또는 재활용 정책이 우선돼 이들 에너지화 사업은 확대되지 못했다.
신재생에너지 활용 집단에너지사업은 주로 바이오 및 폐기물 연료와 관련돼 있다.
직접적 연소, 전환, 바이오가스 생산 등을 통한 집단에너지사업에 활용 기회 확대, 바이오 폐기물 연료 활용의 집단에너지는 효율적 에너지 이용에 기여한다.
신재생에너지 활용 집단에너지사업의 활성화를 위한 여건을 검토하면 바이오 및 폐기물을 활용한 연료공급의 안전성과 지속성, 가격조건 등이 관건이며 바이오매스 등을 활용한 물질재활용과 기타 산업체 등의 활용 등 타용도 사용과의 경합관계에 따른 수요증가와 가격상승의 문제가 있다. 또 2012년부터 시행되는 RPS와 경합관계가 불가피하다.
