1931년 독일에서 설립된 세계적인 냉동공조 전문기업인 Güntner(군트너)가 덴마크의 신재생에너지와 지역난방을 결합한 히트펌프 프로젝트에서 성공적인 성과를 도출했다.
덴마크인들은 에너지효율성과 관련해 세계 최고의 리더 중 하나로 꼽힌다. 중앙발전소에서 가정에 난방과 온수 모두를 공급하는 지역난방의 오랜 전통을 그 이유 중 하나로 들 수 있으며 덴마크 가정의 거의 2/3가 이러한 지역난방을 사용하고 있다.
지역난방을 운영하는 에너지의 약 2/3는 바이오매스를 연소시켜 만들지만 나머지는 화석연료가 사용되기 때문에 친환경적이지만 여전히 대기 중에 이산화탄소를 배출하고 있다.
덴마크는 이러한 연소과정에서 발생되는 환경적 책임을 심각하게 받아들이고 있으며 2030년까지 에너지와 공익사업부문에서 덴마크를 탄소중립국(nearly carbon neutral)으로 만들겠다고 공언한 바 있다.
덴마크의 탄소중립 실현 해답의 일부는 덴마크에서 가장 풍부한 천연 자원 중 하나인 바람을 에너지원으로 활용하는 방법이다. 얕은 발트해 연안과 북해 해안선을 따라 늘어선 풍력터빈은 덴마크가 보유한 풍력자원의 증거다. 어떤 날에는 바람이 세게 불면 풍력터빈이 필요로 하는 것보다 더 많은 전기를 생산할 수 있다. 잉여 생산된 전기는 주변국가로 수출된다. 화석연료가 없는 세상에 필요한 청정에너지로 이를 태양에너지와 결합하면 히트펌프기반 지역난방방식에 전력을 공급할 수 있다.
덴마크 지역난방기업 산업조직인 Dansk Fjernvarme의 기술 컨설턴트인 Jens Christian Nielsen은 “덴마크에서는 히트펌프 적용에 많은 초점을 맞추고 있으며 사람들은 이에 대해 매우 긍정적”이라며 “우리는 점점 더 많은 지역난방기업이 히트펌프를 사용할 것이라고 기대한다”고 말했다.
군트너는 재생가능한 전기로 구동되고 현재의 지역난방시스템보다 더욱 에너지효율적인 히트펌프를 이용해 온실가스 감축을 선도해나가고 있다.
군트너는 최근 덴마크에서 두 건의 히트펌프 프로젝트에 참여했다. 하나는 Funen 섬에 위치한 아름다운 구 항구 도시인 Faaborg에서, 다른 하나는 코펜하겐 북쪽의 Smørum 지구다.
두 프로젝트 모두 CO₂ 배출량을 대폭 줄이는 것을 목표로 했다. Faaborg에서는 사용자당 연간 6톤의 배출을 억제하는 것으로 이는 유럽에서 뉴욕을 4번 왕복하는 항공편에 해당한다. 전기절약과 바이오가스 사용감소 덕분에 소비자들도 연료비 청구액이 15~20% 감소할 것으로 예상된다.
히트펌프는 공장에서 나오는 과도한 열과 같은 다양한 소스에서 추출할 수 있지만 이 두 프로젝트 모두 공기를 에너지원으로 사용한다. Faaborg에는 32대의 Güntner S-GVH 플렛 증발기 유니트가, Smørum에는 16대의 S-GFD 유니트가 설치됐다.
지역난방시설은 일반적으로 마을 외곽에 위치하지만 Faaborg에서는 공장이 준주거지역에 위치했기 때문에 이에 대한 높이와 소음 등 규제가 뒤따랐다. 증발기를 지면에 너무 가까이 두면 공기가 시스템을 통해 재순환돼 효율성이 떨어지는데 해당 규제를 지키면서 문제를 해결할 방안을 강구했다.
이 문제는 서로 다른 조건에서 유니트 주변의 공기흐름을 표시하는 CFD(computational flow dynamics) 시뮬레이션의 도움으로 해결됐다.
북유럽지역의 Güntner 지역영업관리자인 Henrik Andreassen은 “이번 프로젝트는 덴마크 최초로 시도되는 도전적인 과제였다”라며 “CFD를 통해 데이터를 계산하고 분석하는 일은 시간이 걸리지만 예상할 수 있는 모든 내용을 매우 잘 보여주고 있다”고 말했다.
이어 “Faaborg와 Smørum에 위치한 총 4,800채의 가정이 이번 프로젝트의 혜택을 받고 있다”라며 “앞으로 덴마크와 전 세계의 더 많은 가정이 이 두 프로젝트가 터놓은 길을 따르기를 바란다”고 밝혔다.
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