무탄소 열에너지 이용률을 높이기 위해

탄소중립을 위해서는 전기에너지뿐만 아니라 열에너지 부문에서도 신재생에너지 이용률이 높아야 한다. 전기에너지에 비해 지역적·수송적 한계가 있는 열에너지는 사용에 어려움을 겪어왔다. 무탄소 열에너지를 확대하기 위해 국내외 전문가들은 지역난방 열수송망을 이용하여 도심의 폐열과 신재생 열에너지를 공급하는 ‘4세대 지역난방’을 도입해야 한다고 입을 모아 이야기하고 있다.

이에 한난에서는 ‘4세대 지역난방 시스템’ 도입을 위한 연구개발을 진행하였다. 4세대 지역난방의 개념은 공급온도를 낮춰 저온(70℃ 이하)으로 열을 공급하는 방법이다. 하지만 우리나라는 4계절이 뚜렷해 열수요 변화가 크고, 공동주택 생활 비율과 에너지 밀도가 높기 때문에 바로 국내에 도입하기에는 어려움이 있다.

한난에서는 ‘무탄소 열원 확대’와 국내 환경에 적합한 ‘스마트 열그리드’ 구성을 위해 태양에너지, 수소에너지 등 다양한 신재생에너지 열원 활용을 가능하게 해주며 냉난방을 위한 열품질을 높여주는 시스템으로 분산형 집단에너지를 정의하고 시스템 구현을 위한 플랫폼인 ‘그린허브’를 개발하였다.

한난이 개발한 분산형 집단에너지 플랫폼 ‘그린허브’

한난은 2017년부터 지난 5월까지 집단에너지와 연계된 분산에너지(재생에너지와 연료전지 등)의 비중을 높이는 ‘분산형 집단에너지 플랫폼’인 ‘그린허브’를 구축하여 실증하고 기술을 검증했다.

‘그린허브’란 신재생에너지의 활용도를 높이고, 사용 환경에 맞춰 에너지 품질 조절을 통해 사용자에게 에너지를 적절히 수송·분배하는 차세대 에너지 플랫폼이다. 실증을 추진한 한난 미래개발원 그린허브는 연료전지와 태양광으로 열과 전기를 생산하여, 지역 내에 공급하고 있다. 그린허브 내에서는 온도차·압력차 발전을 통해 소내 소비전력 사용을 최소화하고 있다. 또한 사용자에게 공급되는 지역난방수는 외기온도와 열사용량에 맞춰 공급온도를 조절하고 있으며, 50년 이상 사용 가능한 플렉시블 열수송관과 상시 온도측정이 가능한 광케이블 센서를 이용하여 열을 수송하고 누수를 감지하고 있다.

‘그린허브’ 실증을 통해 한난 미래개발원에서 사용하는 에너지의 95%를 신재생에너지로 대체하였는데, 이를 화석연료와 이산화탄소로 환산하면 연간 61TO^*, 745TC^**에 해당한다.
^*TOE 석유환산톤(Ton Of oil Equivalant), 다양한 에너지원의 발열량을 석유의 발열량으로 환산한 단위
^*C 탄소톤(Tonnes of Carbon) 온실기체의 용량 단위

<분산형 집단에너지 플랫폼 운영 원리>

‘그린허브’로 이뤄낼 탄소중립

한난은 앞으로도 ‘그린허브’를 활용한 연구에 매진할 계획이다. 분산형 집단에너지 보급을 위해 기술기준을 정립하고, 화학열저장을 이용한 분산형 축열시스템 기술도 확보해 잉여 에너지를 장기간 저장·사용하는 기술을 개발할 것이다. 친환경 에너지 공기업 한난은 저탄소 구현으로 따뜻하고 깨끗한 세상을 향해 오늘도 매진하고 있다.

“한난은 앞으로도 ‘그린허브’를 활용한 연구에 매진할 계획이다.

분산형 집단에너지 보급을 위해 기술기준을 정립하고,
화학열저장을 이용한 분산형 축열시스템 기술도 확보해
잉여 에너지를 장기간 저장·사용하는 기술을 개발할 것이다.”

분산형 집단에너지 플랫폼 시설