4세대 지역난방, 서울 마곡지구에서 실증…2023년 본격 운영

[서울=뉴시스] 배민욱 기자 = 서울시가 마곡지구를 친환경 스마트에너지시티로 조성 중인 가운데 신재생에너지와 4차산업혁명 기술을 기반으로 안전성·에너지 효율성을 높인 '차세대 지역난방(4세대)' 실증을 시작한다.

2일 서울시에 따르면 시는 마곡지구 내 신축 예정인 '(가칭)농업공화국'에 2021년 11월 설치를 완료하고 실증에 들어간다. 마곡지구 전체에는 2023년 본격 운영될 예정이다.

시는 마곡지구를 서울의 대표적인 스마트에너지시티로 조성하기 위해 각종 4차산업 기술을 활용·시험하고 있다. 이번 4세대 지역난방은 정부 '스마트제로에너지시티 개발 R&D(연구개발) 사업'의 하나로 추진된다.

4세대 지역난방은 40~70도의 저온수를 공급하고 태양광 등 열수송관 주변의 신재생에너지도 함께 활용해 다양한 열원을 이용할 수 있다는 장점이 있다. 현재 지역난방(3세대)에 비해 한단계 진화된 방식이다.

3세대 지역난방은 열병합발전 같이 지역거점의 대형 열생산 설비에서 100도 내외 고온·고압수를 만들어 장거리 열수송관을 통해 각 가정과 건물에 일방적으로 공급한다.

최근 덴마크, 독일, 영국 등에서도 탄소 배출을 줄이기 위해 단열성능을 높인 패시브 주택 단지에서 4세대 지역난방을 시범 적용·운용하고 있다.

시는 4세대 지역난방에 '스마트 열 그리드'를 구축한다. 전력망(전기 등 공급용 배급망)에 인공지능(AI), 사물인터넷(IoT) 같은 4차산업 기술을 적용해 난방열 공급·사용 정보를 실시간 수집하고 열 생산자와 사용자가 정보를 주고받는 방식이다.

난방열 사용 현황을 실시간 파악할 수 있기 때문에 생산자는 난방생산을 효율적으로 조절할 수 있다. 소비자는 남는 열을 팔 수 있어 생산자와 사용자 간 열을 사고파는 '스마트 열 거래'가 가능해진다.

4세대 지역난방은 현재보다 낮은 40~70도의 저온수를 이용한다. 만일의 누출사고가 발생할 경우 100도 내외 고온수에 비해 사고 피해를 줄일 수 있어 안전성이 강화된다.

사용할 수 있는 열원도 다양해진다. 기존 고온수를 사용하는 방식에선 재사용이 불가능했던 지역난방 회수관 온수(50~55도)를 다시 사용하고 태양열·연료전지와 같은 신재생에너지를 활용할 수 있다. 이렇게 되면 연료 사용량이 줄어 온실가스와 미세먼지 저감에 효과가 있을 것으로 기대된다.

'스마트 열 그리드' 구축으로 에너지 프로슈머 간 열 거래가 가능해져 에너지산업 활성화에도 기여할 것으로 보인다. 별도 설비를 갖출 필요 없이 기존 열 공급망을 그대로 이용할 수 있어 경제적이다. 고온수와 달리 열수송 과정에서 열 손실이 적어 발전효율이 향상된다. 기존 3세대 지역난방 방식에서는 고온수를 장거리로 보내는 과정에서 약 10~30% 열손실이 발생했다.

실증은 강서구 마곡지구 내 농업공화국 건물(2022년 신축 예정) 일부 공간(500㎡)에서 이뤄진다. 시는 4세대 지역난방을 실제로 가동하면서 열원을 원격으로 실시간 최적 제어하는 '스마트 에너지 시스템'과 4세대 지역난방이 현실적으로 사용 가능한지, 효과가 있는지 살펴볼 예정이다.

스마트 에너지 시스템은 농업공화국으로 들어오는 기존 지역난방 회수열을 측정해 열이 부족하면 건물 내 분산 소규모 태양열, 연료전지 등 열원을 끌어다 쓰는 원격 제어 장치다.

시는 농업공화국에 5월 중으로 설비 시공에 들어가고 2021년 11월 시공이 완료되면 2~3년간 실증할 계획이다. 이곳에서 실증 결과를 바탕으로 마곡지구 전체애는 2023년부터 본격 4세대 지역난방 보급이 이뤄질 것으로 전망된다.

김호성 서울시 녹색에너지과장은 "도시에서 난방은 많은 에너지가 소비되는 분야로 미세먼지와 온실가스 발생비중도 높다. 이를 줄이기 위해 난방에너지 이용 효율 향상은 시의 중요한 과업"이라며 "4세대 지역난방 도입 확대는 도시 난방에너지 이용에 혁신을 가져올 수 있어 마곡지구의 상용화 기반 마련을 통해 보급 활성화를 이끌도록 하겠다"고 말했다.


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