<칼럼>제3의 에너지인 미활용(未活用)에너지
<칼럼>제3의 에너지인 미활용(未活用)에너지
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  • 승인 2010.01.15 18:24
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박준택 박사(한국에너지기술연구원 태양열·지열에너지연구센터)

 지금 우리들의 지구는 여러 가지 과제를 안고 있다.  이것을 해결하기 위한 하나의 방법이 있다.  그것은 우리들 가까이에 있는 에너지, 즉 미활용에너지를 이용하는 것이다.

 미활용에너지(Unutilized Energy)란 글자 그대로 이제까지 활용하지 않았던 에너지라는 것이다. 바다·강·하수가 가진 열, 공장의 폐열, 지하철·변전소·발전소·쓰레기 소각장의 폐열 등 이들과 같이 도시 가까이에서 방치되거나 버려지고 있는 에너지는 전부 미활용에너지로 이용하는 것이 가능하다.  더욱이 미활용에너지는 우리들 가까이에 이와 같이 풍부하게 존재하는 에너지이다.

 환경과 에너지 소비 면에서 여러 가지 문제를 안고 있는 지구는 현재 추운 지역의 빙하가 녹아 내리 거나 기록적인 홍수와 가뭄이 발생하고 있다. 이러한 이상 기상은 사람들의 생활에 심각한 영향을 끼치고 있다.

이와 같은 것 중에 몇 가지는 지구온난화 때문에 일어나고 있다. 지구온난화는 지구 전체가 너무 더워지는 것이다.  이 지구온난화는 한정된 자원인 석유, 석탄 등의 화석 연료의 소비에 따른 이산화탄소(CO₂)가 대기 중에 증가하는 것이 가장 큰 원인인 것으로 분석되고 있다.

 한편 환경과 함께 우리들이 사용하는 에너지에 관해서도 에너지 절약의 필요성 등 여러 문제가 나타나고 있다. 이것은 에어컨이나 OA기기를 비롯하여 다양한 에너지를 사용하는 사회로 변하였기 때문이다.

 이런 환경과 에너지 면에서의 문제를 해결하기 위한 하나의 방법이 우리들 주위 가까이 있는 에너지, 즉 미활용에너지를 이용하는 것이다. 현재 미활용에너지는 지역 전체 건물의 냉난방 및 급탕용 에너지로 보내는 지역열공급시스템에서 이용되고 있다. 

 지역냉난방으로도 불리는 지역열공급사업은 한 개소 또는 수 개소의 집중 플랜트로부터 복수의 건물에 배관을 통하여 높은 효율로 냉수, 온수, 증기를 공급하는 것을 말한다. 이 지역열공급사업은 집중 플랜트에서 에너지 사용량을 컨트롤할 수 있기 때문에 에너지 낭비를 막을 수 있으므로 에너지 절약을 실현할 수 있다.

또 여러 건물에서 직접 화석 연료를 사용해 난방, 급탕을 제공할 필요가 없기 때문에 CO₂, SOx 유황산화물, NOx 질소산화물을 적게 발생시킨다. 이는 지구온난화 방지를 비롯한 환경 보전에도 큰 효과를 가져다준다.

각 건물의 옥상으로부터 냉각탑이나 열원시설이 필요없기 때문에 공간을 유효적으로 활용할 수 있어 아름다운 도시 만들기를 실현 할 수 있다. 또 각각의 건물에 개별적으로 냉난방을 할 필요가 없기 때문에 인재에 의한 화재가 거의 발생하지 않는다.

 이렇게 지역열공급사업의 장점을 더욱 높이는 시스템이 있다. 그것은 미활용에너지 이용시스템이다. 미활용에너지 이용시스템은 지금까지 사용하지 않았던 미활용에너지를 집중 플랜트로 도입하여 지역열공급시스템에 효율적으로 활용하는 것으로 에너지 절약효과와 환경보전 효과를 더욱 높일 수 있는 시스템인 것이다.

 미활용에너지 이용시스템은 크게 3가지 종류가 있다.  첫 번째는 온도차에너지 이용시스템으로 바닷물, 강물, 하수 등을 사용해 냉방, 난방을 공급하는 것이다. 어떻게 이런 물로 냉난방이 될 수 있는가 하면, 우리가 요즘 이용하고 있는 에어컨 시스템과 같이 밖의 차가운 공기로부터 열을 뺏어와 냉난방을 하는 것이다.

이와 같은 원리를 활용하면 바다나 강으로부터 열을 뺏어와 냉난방을 할 수 있다. 이 경우 공기에 비해 온도가 안정되어 있기 때문에 그 만큼 높은 효율의 냉난방을 할 수 있다. 

 두 번째는 폐기물에너지 이용시스템은 쓰레기 소각 시 발생하는 폐열 등을 이용하는 것이다. 소각폐열은 소각로에서 발생한 열을 보일러에서 흡수해 증기로 이용할 수 있다. 때문에 발전, 온열, 흡수식냉동기에 의해 냉열 제조 등 다용도로 활용할 수 있어 이용잠재력이 높은 도시의 귀중한 에너지자원이다.

 세 번째 시스템은 폐열 이용시스템은 주변에 있는 공장 등의 폐열을 이용해 냉난방을 하는 것이다. 우리나라의 총 에너지 소비량 가운데 약 45%가 산업부문에 소비되고 있다. 우리나라의 에너지 소비현상을 분석해 보면 석유를 중심으로 하는 에너지 소비량 가운데 유효하게 이용되고 있는 것은 40% 정도이며 나머지 60% 정도가 폐열로 배출되고 있는 것으로 알려져 있다.

산업부문에서의 에너지 사용증가와 막대한 폐열의 발생은 국가 경제에 커다란 영향을 미치게 될 뿐만 아니라 이산화탄소 농도의 증가 등 환경문제를 유발시킨다. 폐열의 회수이용이 어려운 이유로는 적당거리에 있는 열 수요처의 부족, 저유가에 의한 경제성 부족, 폐열회수 기술의 미흡 등이 있다. 

폐열의 보다 적극적 활용을 위해서는 위에 나열한 각종 요인들을 해결할 수 있는 방안들을 개발하고 이를 적극적으로 보급해 주는 것이 필요하다.

 기후변화 협약이 추진되면 우리나라도 에너지소비에 대한 규제가 불가피하다. 반면 국민생활의 쾌적성 지향에 따라 향후 냉난방과 급탕의 열수요가 급증할 것으로 전망되고 있다.

이러한 에너지 사정을 고려할 때 지역냉난방 열원으로 미활용에너지를 이용한 열공급부문에서의 에너지이용 효율화 대책이 절실히 요구되고 있다.


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