"건물부문 에너지 소비구조 혁신" 토론회 주요귀빈들이 기념촬영을 하고 있다.(좌부터 한국에너지공단 고재영 수요관리이사, 동국대학교 양인호 교수, 서강대학교 정시영 교수, 연세대학교 이승복 교수, 한국에너지공단 이상호 부이사장, LG전자 남상철 실장, KT 이기욱 상무, 한양대학교 안용한 교수, 에너지기술연구원 조수 박사, 산업부 에너지수요관리과 이경훈 과장)  

 

 

산업통상자원부는 지난 22일 서울 엘타워 골드홀에서 에너지 소비구조 혁신 방안 등을 포함하는 “국가 에너지효율 혁신전략” 마련을 위해 “에너지 소비구조 혁신” 3차 토론회를 개최하였다.

 

이번 3차 토론회에서는 산업부, 한국에너지공단, 산학연 전문가 및 시민단체 등 150여명이 참석하였으며, 동국대학교 양인호 교수의 ‘ICT 기반 에너지관리 솔루션 등을 통한 건물부문 에너지효율 혁신 추진방안’과 에너지기술연구원 조수 박사의 ‘냉·난방에너지원 다양화 방안’으로 주제 발표가 진행되었다.

 

한국에너지공단 이상호 부이사장은 인사말에서 “우리나라 건물부문의 최종에너지 소비는 90년 이후 연평균 2.5% 증가하고 있으며, 이중 산업용이 연평균 5% 증가로 급증 형태를 보이고 있다. 특히 ‘90년대 난방 및 온수 급탕을 위해 소비되는 석유와 전기 이용 냉난방 설비로 대체됨에 따라 전력소비가 급증하는 추세를 보이고 있어 에너지 효율혁신이 더욱 필요해지고 있다. 이러한 건물부문의 에너지 절약을 위하여 미국, 영국 등 주요 선진국에서는 건물에너지관리시스템과 같은 ICT를 활용한 에너지 솔루션 정책을 도입하고, 4차 산업혁명 기술개발에 스마트에너지 시티를 핵심전략으로 강화해 나가고 있는 시대적 흐름속에서 우리도 주요선진국 사례를 바탕으로 체계적인 전략을 수립해야 할 것이다. 이번 토론회가 우리나라 에너지 소비구조를 보다 고효율 저소비용으로 전환하고 지속가능한 방향으로 개편시키는 중요한 출발점이 되기를 기원한다.”라고 말했다.

 

‘ICT 기반 에너지관리 솔루션 등을 통한 건물부문 에너지효율 혁신 추진방안’에 대하여 발표한 동국대학교 양인호 교수는 “에너지 부문 효율화 핵심전략의 기본 방향은 건물(BEMS), 편의점(REMS), 가정(HEMS) 에너지관리시스템을 적용하는 ICT 기반 에너지 관리 솔루션 보급 및 확산과 건물 에너지 효율화 대상을 확대하는 방안이다."라고 발표했다.

양인호 교수는 “건물설계 및 시공이 에너지 효율적으로 뛰어나다 하더라도 실제로 에너지를 사용하는 단계에서 효율적으로 운영이 되지 않는다면 에너지 절약을 할 수 없다. 운영은 기존 건물에도 적용하기 쉬우며, 건축적인 측면이나 시스템적인 측면에 비해서 투자대비 효과가 크기 때문에 제대로 된 운영관리가 필요하다. 

EMS 보급 활성화를 위해서는 ‘EMS 보급 중장기 계획’을 수립해야 할 것이며, 현재는 공공부문만 시행하고 있지만 ’22년부터는 일정규모의 민간 신축건물부터 BEMS 설치를 의무화하는 맞춤형 보급전략을 추진해야 할 것이다. 비지니스 모델 개발 및 EMS 사업자 전문성 확보를 위한 등록제도를 도입해야 하며 ICT, 엔지니어링, 빅데이터 및 에너지기술 등의 융합형 전문인력을 집중 양성해야 할 것이다. 

 

   

 

또한 태양광, 연료전지를 중심으로 공급시스템을 구축하고, 전력피크 관리를 위한 ESS설치를 병행하여 에너지 자립률을 높이고, 커뮤니티별 차별화된 효율 향상 기술을 종합적으로 특성에 맞게 적용하고, ICT 기술을 이용한 BEMS와 함께 통합운영 및 관리체계를 구축할 수 있는 통합관제센터(TOC)를 통해 스마트 에너지 커뮤니티 조성을 해야 할 것이다. 

국내 건물중 약 58%가 2000년대 이전에 지어진 건물로 이러한 노후 건물 어떻게 관리할 것인가 관건이며, 기존건물에 대하여 에너지사용수준을 관리할 수 있는 효율지표가 없기 때문에 ‘건물에너지주치의 플랫폼’을 구축 및 운영할 수 있는 건물에너지 효율 벤치마크 프로그램 도입해야 한다. 미국은 ENERGY Star Portfolio Manager, 호주는 Commercial Building Disclosure 등 주요 선진국들은 기존 건물의 에너지사용 수준을 비교 및 관리 할 수 있는 표준 원단위 제도를 운영되고 있다.”라고 설명했다.

또한 양인호 교수는 “건물에너지 효율화 추진을 위해서는 다양한 형태의 실증으로 에너지 절감효과가 검증되어 실질적으로 에너지 효율을 향상시킬 수 있는 절감 시스템을 마련해야 하며, 수요자나 현장의 철저한 needs를 파악하고 그 내용을 반영한 기술과 정책을 개발하여야 한다. 개별주택이나 신축위주가 아닌 군단위로 관리를 해야 하며, 스마트에너지 시티, 기존건물 대응 등으로 효율적인 관리의 대상을 확대해야만 한다. 이러한 정책이 수립된다면 거주자들에게 쾌적하고 편리한 환경을 제공할 수 있을 것이며, 에너지 절약을 통한 환경보호가 가능할 것이다. 또한 4차 산업혁명의 선제적 대응으로 기술 경쟁력이 강화되어 신시장을 창출하길 기대한다.”라며 발표를 마쳤다.

 

‘냉난방에너지원 다양화 방안’에 대하여 발표한 에너지기술연구원 조수(趙秀) 박사는 “세계적인 에너지원 다양화 흐름에 따라 OECD 국가들은 석탄 발전을 줄이고 신재생에너지를 늘려 에너지믹스(Energy Mix)를 재편하고 있으며, 2030년에는 신재생 에너지의 비중이 전 세계 전력 생산 능력 대비 40% 가량을 차지할 것으로 국제재생에너지기구(IRENA)에서 예측하고 있다. 세금이 거의 없는 전기의 소비량이 증가하고 있는데 우리나라는 전기가 석유보다도 싸기 때문에 전력난이 반복되고 있다. 이러한 전력난의 해법은 경제적인 에너지믹스 구축이다. 

건축물의 냉난방 에너지원 다양화를 위해서 미활용 에너지원을  활용해야 하고, 전력 사용량 감소를 위하여 지역 냉방, 가스 냉방에 활용하도록 노력해야 할 것이다. 현재 지열원, 태양광, 태양열, 바이오매스 등 다양한 신재생에너지원을 활용하기 위하여 노력하고 있지만, 고비용 및 유지 관리의 부족 등으로 보급이 어려운 상황이다. 이러한 해결을 위해서 정부의 노력이 필요하다. 태양광 발전 시스템은 현재 가장 활발하게 기술의 개발과 보급이 이루어 지고 있으며, 다양한 BIPV의 개발로 건축물에 적용이 쉬워 보급이 용이한 상황이다. 진천에 태양열 단지를 계획하여 실시하고 있듯 국외 대규모 온수 공급 단지 모델을 참고하여 계획적인 에너지원 분산에 대하여 계획이 가능하다. 높은 초기투자비와 비효율적인 운영으로 방치되고 비효율 운전이 대다수인 지열원 히트펌프 시스템은 설치를 위한 보조와 지원이 아닌 운영에 용이하도록 인력 및 관리기술을 지원해야 한다. 

기존 에너지원을 활용하는 건축물 냉난방 설비와 신재생에너지원의 매개 기술이 필요하며 이를 해결하기 위해 국가적인 매개 기술 개발과 유지 관리 인력의 교육이 필요하다. 또한 매개 기술 개발에 대한 연구 지원과 유지 관리 전문 인력 양성 등의 국가적인 노력도 필요하다.”라고 말했다.

 

                                 

 

또한 조수 박사는 “건축물 단위의 신재생에너지원 활용 증대를 통해 소비자가 에너지를 직접 생산하고 판매할 수 있도록 소비자 중심의 에너지원 다양화를 기대하며, 신재생에너지의 사업자 중심의 에너지 생산도 꾸준히 증가함으로 에너지 분산 효과를 기대해 볼 수 있을 것이다. 또한 기존 건축물 에너지원과 에너지원 다양화에 따른 접합 기술 연구에 대한 정부의 지원이 필요하며 ‘비전기식 냉방방식 의무화’ 관련 법과 제도도 정비하여야 할 것이다. 이를 통해 ‘30년까지 가스냉방을 현재의 3배 수준인 1,270만RT로 확대할 필요성이 있다.”라고 강조하였다. 

 

이날 토론회에서의 마지막 순서인 패널토론에서는 좌장으로 연세대학교 이승복 교수가, 한양대학교 안용한 교수, KT 이기욱 상무, 서강대학교 정시영 교수, LG전자 남상철 실장이 패널로 참가하였다.

                         

 

한양대학교 안용한 교수는 “4차산업혁명시대는 IoT와 직접적으로 연관되는 부분인거 같다. 에너지 소비나 탄소배출 저감 측면에서 살펴보면 BEMS가 새로운 기술을 접목했을 때 실질적으로 에너지 절감이 가능하며, 새로운 일자리를 창출할 수 있는 부분이다. 근래 센서가 발달하면서 이용자의 행동패턴이나 온도, 습도 등이 연계되어서 냉난방 시스템, 에너지까지 연결되고 그것을 다시 딥러닝 등의 기술측에서 새롭게 최적화하여 나갈 수 있는 방향으로 기술 발전이 되고 있다. 이러한 부분에 대응하기 위해서는 BEMS를 전문적으로 구동할 수 있는 교육이 필요하다. 또한 웰빙 또는 생산성과 연결할 수 있는 연구와, 이와 함께 BEMS의 연결 기술이 필요한 것 같다. 이렇듯 하나의 분야가 아니라 여러 분야가 함께 연동되어서 실제적으로 건물안에 쾌적하게 제공하면서도 에너지를 줄일 수 있는 노력이 필요하다.”라고 전했다.

 

KT 이기욱 상무는 “최근에는 ICT 기반으로 스마트솔루션이 급격하게 건물에너지관리 분야에서 등장하고 있는데 그 대표적인 주체가 KT인것 같다. 생산에서 태양광으로 부족했던 부분을 연료전지에서 커버할 수 있게 되었으며, 미활용. 폐열회수 기술도 많이 발전하여 올해부터는 연료전지가 활성화 될 것이라고 예상한다. 전체적인 분야에서 각각의 발전원들, 각각의 지역별로 융합적인 시스템적으로 운영할 수 있는 방법이 필요하고, 그 역할을 하는 부분이 KT와 같이 플랫폼을 제공하는 회사가 될 것이다. 다만 실제적으로 각 빌딩 수요자들에게 접근하기 위해서는 안정성이 중요하기 때문에 지금 많이 발전된 블록체인 등의 거래시스템이 진행될 것 같다. 국내에 다소비 사업장, 건물, 실제로 에너지를 많이 쓰는 사업장에 소프트웨어적인 BEMS 등의 기술을 적용하면 현재보다 많은 에너지 절감이 가능할 것이다. 정부에서 하는 역할, 지자체에서 하는 역할, 플랫폼에서 하는 역할, 실제 제조사가 하는 역할 등 역할 구분을 명확하게 진행할 수 있다면 단시간내에 글로벌하게 경쟁할 수 있는 체제로 접근할 수 있을 것이다.”라고 전했다.

 

서강대학교 정시영 교수는 “냉난방 에너지원 다양화의 근본적인 목표는 냉난방에서의 피크를 완화시키는 것으로, 어느 분야이든지 에너지 수급에서도 냉난방 에너지원별 기본적인 특성에 맞게 국가 에너지 수급계획이 수립되어야 한다. 전기에너지는 굉장히 편리하고 다양하게 사용할 수 있는 고급에너지이다. 다만 전기에너지는 저장이 용이하지 않으며, 필요할 때 즉시 발전소를 기동시켜서 공급할 수 없다는 점이 전력피크 대응에 상당히 어려움을 겪을 수 밖에 없다. 이에 대안인 가스냉방은 흡수식냉동기나 GHP는 폭염이 왔을때 가스의 공급을 받아 즉시 대응이 가능하여 부하 대응성이 뛰어난 것이 큰 장점이라고 할 수 있다. 

또한 전력피크를 담당하는데 있어서는 가스에너지의 기본적인 특성상 유연성이 크다. 다만 가스냉방은 사용자 편리성이 전기냉방보다 불편하며, 보수 유지 문제에 있어서도 전기냉방보다 어려움이 있다.

지금은 이중효용 흡수식 냉방기를 보편적으로 사용하고 있는데 현재 삼중효용 흡수식 냉방기를 연구중에 있다. 일본에서는 앞서서 개발했고, 우리는 지금 국가 과제로써 삼중효용 흡수식 냉방기의 COP 1.6을 목표로 하고 있기 때문에 굉장히 큰 효율향상이 기대되고 있다. 

재생에너지 중에서 태양열은 상당히 손쉽게 난방부하를 절감하는데 큰 기여를 할 수 있을 것이다. 태양열도 유지보수, 동파 문제만 해결된다면 널리 보급이 되어야 될 재생에너지 중 하나이다.  

재생에너지에서 태양광을 통해서 전력을 생산하더라고 저장문제가 따르기 때문에 재생에너지를 가지고 냉방에 적극적으로 활용하는 것은 한계가 있다. 어느정도 규모까지는 저장이 가능하겠지만 냉난방 부하로써 필요한 에너지를 감당할 정도로 많은 전기를 저장하기에는 무리가 있기 때문에 면밀한 검토가 필요할 것이다. 국가 에너지수급계획은 장기적이고 면밀하게 수립이 되어야 할 것이다. 기본적으로 각 에너지의 에너지 기본적인 특성에 부합해서 적재적소에 적당한 냉난방 방식이 적용이 된다면 에너지 절약 및 온실가스 방출에 큰 기여를 할 수 있을 것이다”라고 기대하였다. 

 

LG전자 남상철 실장은 “가스냉난방 기기를 보급 확대해야 한다. 가스냉방기기가 에너지원 다양화에 큰 포지션을 차지하고 있기 때문에 전체적으로 예산을 확대해가는 방안이 필요할 것 같다. 현재 흡수식 냉방기는 표기치보다 냉난방 효율이 낮고, AS의 불편함이 있기에 시장이 성장하지 못하는것 같지만, 이러한 점을 참고하여 품질을 높이기 위한 제조사의 노력과 더욱 철저한 사후관리가 필요해 보인다.”라고 전했다.