지하수 개발 전문기업 옥수개발(대표 이영일)이 수열에너지에 대한 관심이 높아지기 이전인 2017년 지하수 활용 수열냉나방시스템을 희오빌딩에 적용해 수열냉난방시스템 선도모델을 제시했다는 평가를 받고 있다.
인류의 화석연료사용에 따른 탄소배출로 인한 기후변화가 전 세계 곳곳에서 폭염, 혹한 등 실체를 드러내며 다가오고 있다. 이에 따라 사회 전 부문에 대한 탄소배출을 제로(0)화하는 탄소중립이 전 세계적인 방향으로 강조되고 있으며 우리나라는 지난해 10월 2050년 탄소중립 달성목표를 제시했다.
이에 따른 후속조치로 2050 탄소중립위원회는 최근 탄소중립 시나리오 최종 2개안을 전체회의에서 심의·의결하고 정부에 제출했다.
시나리오에는 2018년 기준 국가 온실가스 배출량의 7.5%를 차지하고 있는 건물부문의 탄소감축방안으로 에너지효율 향상 및 신재생에너지 보급확대를 제시하고 있다.
2018년 기준 건물부문의 직접배출량 5,210만톤과 함께 대규모 화석연료 기반 발전으로 생산한 에너지사용을 통해 발생하는 간접배출을 고려한다면 건물부문 신재생에너지 보급은 우리나라 탄소저감에 큰 역할을 수행할 것으로 기대된다.
특히 시나리오 상 건물부문에 확대적용할 신재생에너지원으로 언급되고 있는 것이 수열에너지다. 수열에너지는 물과 대기의 온도차를 이용해 냉난방에너지를 모두 생산하는 기술로 지난 2019년 하천수가 수열원으로 인정되면서 주목받기 시작했다.
희오빌딩, 지하수 활용 친환경빌딩 구현옥수개발은 지하수개발에 대한 전문적인 기술력을 바탕으로 수열에너지가 가진 친환경적인 특성에 주목해 지하수 활용 수열냉난방시스템을 적극 확대하고 있다.
수열에너지가 주목받기 이전인 2017년 지하수 활용 수열냉난방시스템이 적용된 회오빌딩은 건축디자인 전문기업 희오(대표 현숙원)의 사옥으로 지하 2층, 지상 5층, 연면적 721.16m²(약 218평)의 근린생활시설이다.
회오빌딩이 위치한 서초구 방배동은 지하수가 풍부한 지역으로 지하수위가 높아 지하수 활용 수열냉난방시스템을 적용할 경우 지열에너지대비 공사비를 절감할 수 있으며 시스템효율이 높은 것이 특징이다.
이러한 입지를 바탕으로 옥수개발은 희오빌딩에 20RT규모 지하수 활용 수열냉난방시스템을 적용했다. 이를 통해 건물 냉난방에 주로 적용되는 EHP·GHP대비 탄소배출량을 저감하고 비용효과적인 건물운영을 실현했다. 또한 수열원이 흐르는 관로는 에너지생산을 위한 시스템과 독립돼있어 수질에 영향을 미치지 않으며 물이 가진 열을 활용하는 기술로 수량에도 변화가 없어 친환경적이다.
적용 당시 현숙원 대표는 친환경건축물에 관심이 많았으며 다양한 친환경 냉난방시스템을 검토하던 중 지하수 활용 수열냉난방시스템의 친환경성, 효율성 등에 주목했다.
그러나 희오빌딩 건축 당시 녹색건축물, 제로에너지건축물 등에 대한 사회적 인식이 낮고 체계적인 접근이 어려운 상황이어서 지하수 활용 수열냉난방시스템 적용에 애로를 겪기도 했다.
옥수개발의 관계자는 “희오빌딩이 최근의 녹색건축물, 제로에너지건축물 등의 제도를 통한 인센티브를 받을 수 없음에도 지하수 활용 수열냉난방시스템이 적용될 수 있었던 배경에는 현숙원 대표의 친환경에 대한 열정이 있었다”라며 “5년이 지난 지금도 높은 효율을 바탕으로 건물 전체의 냉난방을 안정적으로 공급하고 있다”고 밝혔다.
농업분야 E절감·지하수고갈 예방
수열에너지는 하천, 해수 등을 비롯해 우리주변에 지하수, 하수, 수돗물 등 연중 일정한 수온을 유지하는 수열원의 경우 모두 열원으로 활용할 수 있다.
옥수개발은 수열에너지의 높은 적용성을 바탕으로 토목건축 현장사무실에도 지하수 활용 수열냉난방시스템을 적용했다. 이를 통해 도심지 건물뿐만 아니라 수열원이 풍부하다면 냉난방이 필요한 모든 곳에서 수열에너지를 활용할 수 있음을 증명하고 있다.
특히 건축현장사무실은 공사기간에만 활용하기 때문에 일반건물대비 초기 투자비회수기간을 길게 설정할 수 없는 한계가 있다. 실제 옥수개발이 시공한 현장에서는 저렴하게 냉난방을 필요한 만큼 사용할 수 있어 투자비회수가 원활하게 이뤄졌으며 적절한 냉난방은 직원복지로 이어져 만족도가 높은 것으로 나타났다.
최근 옥수개발은 사람이 사용하는 시설뿐만 아니라 냉난방이 필요한 시설재배 등 농업분야로 사업영역 확대를 추진하고 있다.
시설재배 농가에서는 작물생장, 보온을 위한 수막재배 등에 지하수를 사용하고 있다. 겨울철 수막재배를 이용하는 농가에서는 비닐하우스 1동당 하루 약 50~70m³의 지하수를 사용하고 있다. 이렇게 사용된 지하수는 대부분 하천으로 흘러들어가 시설이 밀집된 곳에서는 지하수고갈이 염려되고 있는 상황이다.
옥수개발의 지하수 활용 수열냉난방시스템은 시설 냉난방에 사용한 지하수를 다시 지중으로 인공함양하기 때문에 지하수고갈을 방지하고 인공함양된 지하수는 지중에서 열원으로 활용할 수 있는 온도로 회복돼 초기 효율유지에 유리한 특징을 가지고 있다.
옥수개발의 관계자는 “지하수 활용 수열냉난방시스템의 시설재배 농가적용은 수막재배와 비교해 개념을 이해할 수 있다”라며 “수막재배는 재배시설에 지하수를 뿌려 열을 보존하는 것으로 지하수 활용 수열냉난방시스템과의 공통점은 물을 활용해 생장에 필요한 온도를 유지한다는 것이며 차이점은 사용된 물이 하천으로 흘러들어가 지중사막화를 유발한다는 점”이라고 밝혔다.
이어 “시설재배 농가에서 지하수 활용 수열냉난방시스템을 적용한다면 냉난방비용 절감에 따른 경제적 이득과 함께 지하수 보존이라는 환경적 이득까지 창출할 수 있으며 옥수개발은 적용사례를 바탕으로 건물, 농업 등 다양한 분야의 수열에너지 확산에 적극 나설 계획”이라고 덧붙였다.
[미니인터뷰] 현숙원 희오 대표
■ 수열에 주목한 이유는희오빌딩을 건축할 당시 친환경건물에 대한 관심이 많았다. 다양한 친환경요소를 검토하던 중 옥수개발의 지하수 활용 수열냉난방시스템에 대한 정보를 접하게 됐다.
현재 희오빌딩을 건축했다면 녹색건축물, 제로에너지건축물 등 관련제도를 통한 용적률·높이제한 완화, 취득세 감면 등 인센티브를 획득할 수 있었겠지만 당시에는 관련정보 취득이 어려운 상황이었다. 그럼에도 불구하고 수열냉난방시스템의 장점에 주목해 옥수개발의 제안을 수용해 초기투자비를 감수하고 희오빌딩에 적용하게 됐다.
수열에너지에 대한 주목도가 높아진 지금 수열냉난방시스템의 안정성, 경제성 등을 확인할 수 있는 실증모델로 관심을 받아 건축당시 결정에 보람을 느낀다.
■ 체감효과는
지하수 활용 수열냉난방시스템을 사용한지 5년이 지났지만 효율이 그대로 유지돼 혹서기, 혹한기동안 냉난방을 24시간 가동해도 냉난방요금은 월 90만원 수준으로 건축주 입장에서 만족스럽다.
비용절감뿐만 아니라 전층에 바닥난방을 적용해 바닥에서 올라오는 온기로 난로 등이 필요하지 않아 직원 및 입주자들의 만족도가 높으며 24시간 가동하기 때문에 출근해서도 쾌적한 환경에서 바로 업무를 시작할 수 있다.
건물외벽에 실외기가 설치되지 않아 깔끔한 외관을 유지할 수 있다. 또한 설비공간을 적게 차지해 지하층에 있는 사무실 공간을 최대한으로 사용할 수 있어 공간활용도가 높다.
지하수 개발 전문기업 옥수개발(대표 이영일)이 수열에너지에 대한 관심이 높아지기 이전인 2017년 지하수 활용 수열냉나방시스템을 희오빌딩에 적용해 수열냉난방시스템 선도모델을 제시했다는 평가를 받고 있다. 
희오빌딩, 지하수 활용 친환경빌딩 구현
■ 수열에 주목한 이유는
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