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해안과 해양 최신기술동향
2022 July vol.12

<표 5> 수열에너지 국내 적용사례 <표 7> 서울시 수열에너지 공급계획

열원 시 설 명 소재지 설비용량 준공연도 항 목 조 건 항 목 조 건
부산 롯데타운 부산 중구 1,600 RT 2015 활용열원 광역상수도 원수 [한강취수장] 난방기간 11월~3월 [6개월]
여수엑스포 주제관 전남 여수 230 RT 2012 원수유량 50,000㎥/일 냉방기간 4월~10월 [6개월]
해수
해양과학기술원 연구센터 강원 고성 60 RT 2011 냉난방 부하량 10.42Gcal/hr [3,000RT] 연간 가동시간 연간 4,320시간
한국해양대 국제교류협력관 부산 영도 100 RT 2008 ※ 자료 : 서울시, 2020, 제5차 서울특별시 지역에너지계획 2020~2040
탄천물재생센터 서울 강남 9 Gcal/h x 7기 2015
서남 물재생센터 서울 강서 8 Gcal/h x 4기 2017
하수 난지 물재생센터 경기 고양 60 RT 2011 의 수열원으로 자연 난방하여 에너지 소모를 저감하는 수열에 4. 기대효과
휴다임타워 서울 강동 60 RT 2010 너지에 대해, 다양한 수열원을 고효율로 적용할 수 있는 기술 2050 탄소중립 및 ESG 실현 등 기후변화 대응을 위해 온실가
용인 하수처리장 경기 용인 6 Gcal/h x 1기 2009 등 향후 필요한 기술개발 목표는 다음과 같다.
롯데 월드타워 서울 송파 3,000 RT 2014 • 온도차가 대기보다 일정한 해수열, 하천수열, 호수열 및 지 스 감축과 신재생에너지 보급확대가 요구되는 상황에서 건물,
하천수
낙동강 화훼단지 부산 강서 4 RT 2000 농업 및 어업 등의 냉‧난방에 광범위하게 사용할 수 있는 수열
하수열을 복합적으로 활용할 수 있는 고효율 재생열 하이
※ 자료 : 환경부 보도자료 (2017.12) 에너지의 관심이 증가하고 있으며, 이와 같은 친환경 신재생에
브리드 냉난방 시스템 개발 등 시스템 효율을 높이기 위한
너지를 사용하는 경우의 기대효과는 다음과 같다.
연구개발
<표 6> 롯데월드타워 수열에너지 적용 사례 • 자연‧생태자원을 활용한 친환경 에너지 생산으로 탄소중립
• 경제성을 고려한 수열 활용 표준모델 개발
항 목 조 건 항 목 조 건 산업 구축
활용열원 광역상수도 원수 [한강취수장] 난방기간 11월~3월 [6개월] • 취수량의 100%가 다시 하천 및 지하수로 돌아가 수량의 손 기존의 태양광, 풍력 중심의 신재생에너지 공급체계 외에,
원수유량 50,000㎥/일 냉방기간 4월~10월 [6개월] 실이 없고 오염물질의 유입 및 지반침하 등의 영향이 없는
냉난방 부하량 10.42Gcal/hr [3,000RT] 연간 가동시간 연간 4,320시간 시스템 개발 계절별 변동이 적고, 자연 상태로 항상 일정하게 존재하는
※ 자료 : 서울시, 2020, 제5차 서울특별시 지역에너지계획 2020~2040 친환경 수열에너지를 활용하여, 4차 산업기술을 활용한 건
• 수열에너지 설비의 핵심기술인 히트펌프, 취수설비, 수열 회
물 에너지관리시스템 외에도 스마트팜 및 스마트축사 등으
수용 열교환기, 열 공급 및 회수시설, 축열 설비 등으로 구
활용하여 소양강댐 하류부 4km 지점에 약 24만 평 규모의 클 것으로 예상된다. 환경부에서는 수열에너지를 신성장동력 산 성된 종합설비에 대한 최적화, 모듈화 및 유지관리 기술개발 로 확대 적용하여 탄소중립 실현에 선도적으로 기여한다.
라우드 특화지구, 스마트 농업단지 및 주거단지에 수열에너지 업으로 육성하여 2025년에 250MW, 2030년에 500MW, 그 • 히트펌프 가동에 필수적으로 적용되는 냉매를 온실가스의 • 냉각탑 및 실외기 대체로 공간 활용성 개선, 안전성 제고 및
를 공급하는 계획으로, 공급규모는 현재 국내 최대규모인 롯 리고 2040년은 1,000MW의 전력생산을 목표로 하고 있고, 발생이 없는 친환경적인 재료로 개발 경제적 절감 효과

데월드타워의 5배 이상인 16,500RT로 계획되어 있다. 서울시는 2030년 신재생에너지 보급량 2,495MW 중 지하수 • 하천수를 활용하는 경우 계절별로 양상이 서로 다른 유속 1만 평 규모의 건물일 경우 약 22톤 정도의 냉각탑이 설치
열 및 수열이 37%인 905MW를 목표로 하는 등 점차 비중이 상황에 맞춘 설계로, 계절별 효율 저하 방지 및 현지 여건에 되는데, 수열에너지를 적용하게 되면 이 냉각탑을 설치할 필
증가할 것으로 전망된다. 최적화된 시스템 설계 구현 요가 없어서 옥상의 녹지화 및 공원화, 도시 미관 개선 등의
최근에 지자체들은 에너지 계획을 수립할 때, 수열에너지를 대 • 히트펌프 가동에 필수적으로 적용되는 냉매를 온실가스의 공간 활용성을 제고할 수 있고, 건물 하중 감소, 수처리 비

부분 포함하고 있는데, 서울시의 경우 2020년 지역에너지 계 발생이 없는 친환경적인 냉매 개발 용 및 동력 비용 절감 등의 경제적 효과를 기대할 수 있다.
획 중 상수열의 공급을 2040년에는 2020년 대비 약 50배 이 • 수열원별 열에너지 회수 시, 관로 및 정수장 특성을 고려한 • 안정적인 에너지 장점을 극대화한 지속적인 대규모 에너지
상 증가한 목표를 수립하고 있다<표 7>. 수온의 변화 및 환경영향에 대한 검토 공급원
국내 냉난방 에너지 비용은 총에너지 비용의 15% 정도로 신재 태양광이나 풍력처럼 날씨나 환경에 따라 전력 생산량이 달
구 분 영 향
생에너지의 적극적인 활용이 강조되고 있으며, 2017년 신재생 회수 후 수온 등 수질인자 변화에 따른 환경문제 검토 라지지 않고 자연상태에 존재하는 무한한 부존량으로 쉽게
하천수 이용할 수 있기 때문에 안정적이고 지속적인 대규모 공급이
에너지원별 생산량 포지셔닝을 살펴보면, 태양광과 바이오가 필요
높은 성장성을 바탕으로 신재생에너지 시장 확대를 주도하고 정수 열 회수 후 재가열을 위해 에너지 추가 사용 여부 검토 가능하여, 항상 일정하고 많은 에너지를 필요로 하는 공장
<그림 4> 소양강댐 심층수 활용사례 [출처 : K-water 자료]
있지만, 하천수열 또는 지하수열의 기술개발 및 활용은 상대적 지하수 열 회수 후 배출 시 수온 변동에 의한 표층수 수질인자 이나 농가, 온실 또는 수산양식장 등의 고부가가치 농‧어업
변동 검토 필요
생산에 활용이 가능하다.
3. 시장전망 및 기술개발 목표 으로 취약한 것으로 검토되고 있다. ※ 출처 : 서울시, 2020, 서울시 수열에너지 이용 확대 전략 • 에너지 절감, 온실가스 감축, 일자리 창출 및 기술 수출 효과

3.1 향후 시장전망 3.2 기술개발 목표 • 수열에너지 전체 시스템의 열전달 및 효율에 대한 HPC[High Per- 수열 에너지의 경우 청정에너지이면서 고갈되지 않는 에너
formance Computing] 등의 Large-Scale Simulation의 적용
수열에너지는 국내 그린뉴딜 정책의 5대 선도 녹색사업 분야 사계절 연중 강제 운전하는 기존의 냉난방 방식에서, 하절기에 지원이기 때문에, 기존 화석연료 대비 20~50%의 에너지 비
중 하나로, 에너지 사업의 방향 및 시장의 관심이 점차 고조될 는 저온의 수열원을 이용하여 자연 냉방하고, 동절기에는 고온 용 절감할 수 있고, 연료 미연소로 온실가스 배출량 대거 감