Page 34 - 2022 한국해안해양공학회
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해안과 해양 최신기술동향
2022 July vol.12
수열에너지 기술동향 <표 1> 수열원별 특성 및 활용방안
구분 하천수 정수 지하수
• 하천 내 열교환기 설치 • 정수장, 배수지 등에 히트펌프 설치 • 유출지하수 관거 내 열교환기 설치
공급방식
• 하천수 취수 후 열교환
온도조건 • 온도차 5도 내외 • 온도차 3~5도 내외 • 온도차 10도 내외
적용대상 • 하천주변 시설물 • 원수관로 인접 시설물 • 인접한 모든 수요처
• 유량이 풍부하고, 수온 회복에 유리 • 수질이 좋고 급수량이 풍부하며, • 발생지와 수요처가 가까워 높은 경제성
윤 수 호 장점
㈜이아이알앤씨 대표이사 수온변동이 작음
(yoonsuho2020@gmail.com) • 수심에 따라 상이한 온도 고려 • 겨울철 열에너지 회수 후 수온의 변동 • 일정이상의 유량확보가 가능한 지점에
고려사항
가능성 서 활용
• 접근성이 양호한 중대형 수요처 • 정수지 및 배수지 주변 업무용 우선 • 지하철역 등 우선 활용, 기존 설비 연계
활용방안
적용
※ 출처 : 서울시 수열에너지 이용 확대전략 (2020, 서울시)
1. 개요 만 수열원으로 인정되었으나, 2019년부터 신재생에너지법의
개정으로 하천수가 신재생에너지에 포함되면서 수열에너지의 1.3 기술개발 배경 및 필요성 데, 이중 물에너지 확대 분야에 수열에너지의 보급‧확대를 포
1.1 정의 및 기준
신재생에너지확대 기반을 마련되었다. 수열에너지는 자연 상태에 존재하는 자연 그대로의 에너지원 함시켰고, 환경부에서는 '20년 친환경 수열에너지 산업 육성을
수열에너지는 물의 온도가 여름에는 대기보다 낮고, 겨울에는 신재생에너지법에 의하면 수열에너지는 물의 열을 히트펌프를 이기 때문에 사용할 수 있는 양이 거의 무한하므로 대규모의 위한 활용방안에 대해 발표하였다.
온도가 높은 물의 비열특성을 이용하여, 냉방 시 시설물의 열 사용하여 변환시켜 얻어지는 에너지로, 범위는 해수의 표층 및 열 수요를 충족할 수 있으며, 열을 이용할 때 연료의 연소과정 2050년 탄소중립 및 ESG실현 목표 달성 및 에너지 수급 안정
을 물을 통해 방출되고, 난방 시 물에서 열을 얻어 시설물에 공 하천수의 열을 변화시켜 얻어지는 에너지를 말한다. 이 필요 없으므로 친환경적이고 화석연료를 사용하는 기존 성 확보를 위해 그동안 기술개발이 많이 진행되어 왔던 태양
급하는 에너지로 건물, 공장, 농업 및 수산양식장 등에 다양하 광, 풍력 등의 친환경 전력 생산 이외에도, 그동안 상대적으로
냉‧난방시스템 대비 약 20~50%의 비용 및 전력 에너지를 절
게 활용이 가능하다. 여기서 수열원은 해수, 하천수, 호수, 지 1.2 수열원별 특성 감할 수 있다. 이와 같이 무한한 비고갈성 에너지라는 장점과 활용이 미흡했던 수열 재생 열에너지 활용의 중요성이 증대되
하수 및 발전소 온배수 등으로 다른 에너지보다 다양하게 활 고 있고, 이러한 동향에 대처하기 위해 쾌적한 생활환경 조성
수열에너지는 수열원별로 공급방식과 온도조건이 다양하고, 다른 연료의 연소가 필요 없는 청정에너지라는 점, 그리고 수
용할 수 있다는 장점이 있다. 과 에너지 절약, 지구환경 보호라는 목표를 동시에 만족할 수
사용 위치와 유량에 영향을 많이 받기 때문에 수열원별로 활용 열원별로 다양하게 사용할 수 있는 수열에너지에 대해 다음과
수열에너지는 2014년에 「해수온도차(수열) 에너지설비기준」 있는 수열에너지의 효과적인 활용이 시급한 과제로 대두되고
방안과 적용의 우선순위를 검토하여야 한다. 하천수는 상대적 같이 다양한 활용방안을 모색할 필요가 있다.
이 제정되어 제도적 기반이 마련되었고, 2015년부터 「신에너 있다.
으로 유량이 풍부하고 수온회복에 유리하며 하천 주변의 중‧
지 및 신재생에너지 개발‧이용‧보급 촉진법」(이하 신재생에너
대규모 수요처에 적용이 가능하다. 정수는 관로 내로 흐르는 1) 탄소중립 목표 달성 및 신재생에너지 활용 증대
지법) 제2조에 의해 신재생에너지로 인정되어 해수의 표층수
물의 특성으로 수온변동이 적고, 수요처에서 관리되는 물로 수 기후변화 대응을 위한 온실가스 감축을 위해 정부는 2030년 2) 초기 단계인 수열에너지 기술의 적극 개발
질이 유지되고 있기 때문에 수열원으로써 활용이 용이하며, 풍 신재생에너지 발전량 비중 20%를 목표로 하고 있으며, 서울 건물용 냉난방은 물론 최근에 수요가 늘고 있는 스마트팜 또
부한 급수량으로 공급 안정성이 높다는 장점이 있다. 또한 유 시도 2040년 온실가스 배출량 70% 감축과 신재생에너지 보 는 데이터센터에 지하수열을 활용하는 기술이 해외에서는 예
출 지하수는 연중 수온이 15℃ 내외로 일정하고 도심 여러 곳 급률 17%를 목표로 설정하였다. 특히 2050 탄소중립 달성을 전부터 개발되어 왔으나, 국내에서는 2019년 하천수를 신재생
에서 발생하므로 활용이 용이하고 경제성이 높으며, 발생 사업 위한 한국수자원공사 로드맵에 의하면, 2050년 780만 톤의 에너지에 포함시키는 등 최근부터 개발이 시작되어 기술보급
장에서 유출지하수로 생산한 열에너지를 바로 이용할 수 있다 온실가스 감축을 위해 4대 전략 및 12대 이행과제를 선정했는 및 적용이 아직은 저조한 실정이다.
는 장점이 있다. 수열원별로 모두 열교환기나 히트펌프에 의한
공급 방식이고, 온도 차가 5도에서 10도 내외로 일정하며, 수
열원을 유입하기 위한 인프라 시설이 기본적으로 필요하기 때
문에 지리적으로 수열원이 얼마나 가까이 있느냐가 활용성에 탄소 zero 물관리 물에너지 확대 그린수소 활성화 흡수원 조성
중요한 요소로, 인근의 수열원을 이용할 경우 효율성을 높일 ▼ ▼ ▼ ▼
수 있는 장점이 있다. 수열원별 주요 특성 및 활용방안에 대한 ① 광역상수도 탄소중립 ① 태양광 발전시설 확대 ① 그린수소 개발 ① 유역 흡수원 조성
② 지방상수도 탄소중립 ② 수열에너지 보급 확대 ② 그린수소 확대 ② 그린도시 흡수원 조성
주요 내용은 다음과 같다.
③ 수송건물 탄소중립 ③ 친환경 수력발전 확대 ③ 기술확보 및 상용화 ③ 신규 흡수원 조성
<그림 1> 수열에너지 개념도 [출처 : K-Water] <그림 2> 한국수자원공사 2050 탄소중립 로드맵 (자료 : K-water 자료)
