[지금은 기후위기] 마이너스 아닌 플러스에너지건물 나온다

[아이뉴스24 정종오 기자] 전 세계적으로 탄소 중립이 화두이다. 탄소 중립은 에너지자립을 이룰 때 달성된다. 내가 사는 집에, 내가 일하는 건물에 사용되는 에너지를 스스로 만들어 소비할 때 가능하다. 지금의 중앙집권식 에너지시스템으로는 불가능하다. 분산 전원시스템이 필요한 이유이다.

여기에 최근 에너지자립도를 더 높여 ‘플러스에너지건물’을 만들겠다는 사업이 추진되고 있다.

스스로 만든 에너지를 소비하고도 남는다는 의미이다. 에너지가 남아돌 때 에너지저장장치(ESS)에 저장했다 필요할 때 사용하거나 넘치는 에너지를 부족한 옆 건물이나 주거에 제공해 주는 시스템이다.

탄소 중립 실현을 위해 과거 에너지 소비만 하는 공간이었던 건물이 에너지를 생산하고 남는 에너지를 외부에 공급할 수 있는 ‘에너지 프로슈머’로 거듭나고 있다.

에너지 프로슈머로서의 건물로 탈바꿈하기 위해 신규 건축물뿐 아니라 노후화된 기존 건축물, 도시 단위의 커뮤니티 에너지 공유를 위한 플랫폼 개발에 국내 연구팀이 박차를 가하고 있다.

한국에너지기술연구원(김종남 원장)은 도시형 신재생에너지 플러스에너지커뮤니티 에너지 공유 플랫폼(K-PEC, KIER Plus Energy Community) 개발을 위해 대전 본원 내 기존 노후 건축물 4개를 리모델링했다. 신재생에너지 융복합(태양광, 태양광·열, 연료전지, 에너지 저장 등) 기술을 적용해 실증한 결과 144%의 높은 에너지자립률을 나타냈다.

에너지연은 ‘도시발전을 위한 신재생에너지 기반 플러스 에너지커뮤니티 플랫폼 개발’ 사업의 소규모 에너지 공유 커뮤니티 실증 대상인 원내 건물 4채(주거용 2채, 비주거용 건물 2채) 중 제로에너지하우스인 주거용 건물 2채에 태양광(PV), 태양광·열(PVT), 고분자 연료전지(PEMFC), 에너지저장장치 등 신재생에너지 최신기술을 접목했다.

연구팀은 1차 연도(2020년)에 리모델링한 주거용 건물 ‘KePSH-1’과 ‘KePSH-2’를 올해 1월부터 4월까지 시범 운전해 일반 가구의 소비량 기준으로 144%의 에너지자립률을 실증했다. 이는 건축물 에너지효율등급 인증평가 프로그램(ECO2)을 이용해 시뮬레이션했을 때 연간 에너지자립률 166.3%에 이르는 수치이다.

연구팀은 에너지 공유 커뮤니티 실증 대상인 원내 건물 4채 중 비주거 건물 2채에 대해서도 2021년 8월까지 리모델링을 완료해 에너지자립과 자가소비에 대한 시험 운전을 시작할 계획이다.

이를 통해 주거 건물(KePSH-1 & 2)과 비주거 건물(KPEB-1 & 2) 총 4채로 이뤄진 소규모 커뮤니티에서 전체 에너지자립률 100% 달성을 목표로 하고 있다. 2단계(2022~2023년)에는 에너지 공유 통합 운영시스템을 구축해 최적화 실증을 추진할 계획이다.

연구팀은 앞으로 ‘솔라스킨’을 비롯해 적용된 건물에너지 요소기술들의 내구성과 에너지 발전성능 등 장기 성능평가를 진행한다.

에너지연은 플러스에너지커뮤니티 플랫폼 연구결과를 활용해 앞으로 도시재생을 통한 ▲에너지자립률 향상 ▲공공부지 또는 노후 캠퍼스를 활용한 도시 에너지공급 플랫폼 구축 ▲리모델링을 통한 건축 시장 활성화 ▲신도시 에너지 자립화 등에 활용할 수 있을 것으로 기대하고 있다.

김종규 에너지연 책임연구원은 “이번 과제를 통해 커뮤니티 단위 제로 에너지 1등급 설계, 전기·열 복합에너지 공유 플랫폼 설계 등을 적용해 구현 중”이라며 “소규모 커뮤니티에서 확보되는 핵심기술들은 실제 도시 단위의 스마트 빌리지 실증을 통해 검증되고 활용될 수 있도록 대내외 관련 연구를 연계해 진행하고 있다”고 말했다.

김민휘 에너지연 선임연구원은 “토탈 오퍼레이션 센터(TOC)가 소규모 에너지커뮤니티의 전체를 모니터링하고 점검하면서 최적의 시스템을 구축할 수 있다”며 “최근 태양광 패널 등도 다양해지고 있어 앞으로 에너지자립에 대한 시스템 구축에 전환점이 마련될 것”이라고 전망했다.

김종남 에너지연 원장은 “이번 연구를 통해 커뮤니티 에너지의 자가소비율을 높이는 실효성 있는 다양한 실증운영으로 제로 에너지커뮤니티 보급모델을 확보해 재생에너지의 도시보급 잠재력을 높이고 탄소 중립과 그린뉴딜에 이바지할 것으로 기대한다”고 말했다.

◆플러스에너지 커뮤니티 현장을 가다(https://youtu.be/z4wr2InryfY)