"에스앤지에너지는 태양열에 대한 우수한 기술력을 보유하고 있으며
신분야 적용을 위한 노력을 지속하고 있습니다.
태양열을 통한 산업공정열 공급을 실현시켜
태양열이 2050 탄소중립에 주요 에너지원으로 자리매김할 수 있도록 노력하겠습니다"
태양열에너지 전문기업 에스앤지에너지는 태양열에 집중한 24년간의 노하우를 보유하고 있으며 태양열집열기 및 콘트롤러 제조는 물론 설계, 시공을 일괄 수행할 수 있는 기업이다.
특히 지속적인 기술개발에 대한 투자를 통해 우수하고 안정적인 제품을 지속 출시하고 있으며 2020년에는 산업통상자원부 장관상을 수상하는 등 기술개발에 대한 노력을 대내·외적으로 인정받고 있다.
또한 김해시 축분처리장, 과천시 하수종말처리장 등에 태양열을 적용하는 등 한정된 태양열에너지 적용분야를 확대하기 위한 노력을 지속해오고 있다.
최근에는 ‘2022년도 제1차 에너지기술개발사업 신규지원대상과제’ 중 ‘산업공정용 열공급을 위한 태양열 융합 열공급시스템(SoHProTes: Solar Heatpump industrial process Thermal Energy supply System) 개발 및 스마트 O&M시스템 구축기술개발’ 주관기관으로 선정되며 태양열에너지의 산업분야 적용을 시도한다.
이번 과제를 통해 탄소중립, RE100 달성을 위한 에너지원으로써 태양열에너지의 역할을 확대해 나가겠다는 박종일 에스앤지에너지 대표를 만났다.
■ 에스앤지에너지를 소개한다면
창립 24주년을 맞이한 에스앤지에너지는 주택용 태양열온수기, 중대형 태양열집열기 등 태양열을 활용한 에너지시스템 보급이 주요 사업모델로 소규모 패키지 태양열시스템, 선형프레넬 집열기를 활용한 건조기 등 기술개발에 대한 투자를 통해 범위를 넓혀가고 있다.
에스앤지에너지의 계간축열조를 이용한 태양열시스템은 장수명의 보급형 태양열집열기와 낮은 가격의 저가형 계간축열조 등이 핵심으로 태양열집열기에 대한 성능, 효율향상을 위해 ‘가변형 패킹기구를 구비한 태양열집열기’에 대한 국내, 중국특허를 등록했다.
소비자에게 신뢰성, 안정성을 확보한 제품, 시스템을 공급하기 위해 부품기술을 확보하고 있으며 부품에 대한 표준화도 앞장서고 있다.
평판형집열기는 과부하에 따른 파손이 빈번한 단점을 가지고 있다. 에스앤지에너지는 10여년간의 기술개발을 통해 이러한 단점을 개선했으며 설치 후 5~6년이 지나도 하자보수에 대한 요청이 없을 정도로 안정성을 갖췄다.
에스앤지에너지는 이에 만족하지 않고 더욱 극한환경에서 새로운 개선점을 도출해 기술고도화를 추진하고 있다. 평판형집열기와 함께 진공관형집열기에 대한 기술력도 확보하고 있어 현장상황, 니즈에 맞춰 태양열시스템을 공급할 수 있는 것도 장점이다.
또한 설계부터 시공까지 원스톱으로 운영하고 있어 고객요청에 따른 피드백이 빠르며 니즈에 대한 대응 역시 신속하게 이뤄지고 있다.
특히 직원을 전부 정규직으로 고용하는 등 직원들의 소속감과 책임감을 부여하고 안정적으로 일할 수 있는 환경을 제공하고 있다. 이를 통해 에스앤지에너지는 다년간 노하우를 가진 전문인력으로 구성돼있다.
■ 이번 과제 참여배경 및 기대효과는
이번 과제는 기존 건물부문 적용이라는 한계를 가지고 있던 태양열에너지의 적용분야를 확장한다는 의미에서 업계에서 많은 관심을 가지고 있다. 에스앤지에너지는 이번 과제가 공고되기 5~6년 전부터 태양열에너지 적용분야를 확장하기 위해 관심을 가지고 관련기관에 R&D 건의를 해왔다.
또한 이전에도 식품공장이나 체육시설 등에 태양열을 적용했으며 이 과정에서 중소규모 공장에서 스팀을 많이 사용하는 것을 확인했다. 전국적으로 약 7~8만곳의 중소규모 공장에서 스팀을 사용하고 있는 것으로 나타났으며 이에 따른 탄소배출량도 많다.
이를 친환경 에너지인 태양열로 전환한다면 즉각적인 탄소절감효과가 나타날 것으로 보고 있다. 80℃ 수준의 태양열만으로는 스팀을 공급하기에는 한계가 있어 이를 극복하기 위해 이번 R&D에 참여하게 됐다.
태양열을 통해 스팀을 공급하기 위해서는 히트펌프가 필요하며 현재 글로벌시장을 포함한 히트펌프시장에 공급되고 있는 히트펌프의 최고온도는 165℃다. 이에 따라 120℃ 온도의 스팀이 필요한 현장의 경우 기존 기술을 잘 활용한다면 산업부문에 태양열이 빠르게 진입할 수 있는 발판을 마련할 수 있을 것으로 기대된다.
다만 중소규모 공장의 스팀수요를 100% 공급하는 것이 아닌 단계적 확대를 통해 안정성을 확보해 나갈 계획이다. 기존 화석연료를 활용해 스팀을 생산하기 때문에 화석연료 대체비중만큼 온실가스를 즉시 감축할 수 있어 탄소중립 달성에 역할이 크며 최근 우크라이나-러시아 전쟁 등 에너지안보에 대한 불확실성이 증가하는 때에 어디서든 얻을 수 있는 태양열은 우리나라의 탄탄한 에너지안보에도 기여할 것이다.
또한 EGS경영이 기업운영에 최대 관심사가 됨에 따라 주요 ESG경영 실천방안으로 자리매김할 것으로 기대하고 있다.
■ 과제를 소개한다면
이번 과제는 크게 태양열을 통해 산업공정용 열을 일부 공급하는 ‘SoHProTES-H’, 태양열로만 산업공정용 열을 공급하는 ‘SoHProTES-i’, 산업공정용 태양열시스템을 원활히 운영할 수 있게 만드는 ‘스마트 O&M’ 등으로 구분된다.
현재 SoHProTES-H를 위해 기존 기술을 활용한 안정적인 태양열 스팀공급시스템 기술을 개발하고 있다. SoHProTES-H는 보일러 등 기존 설비가 있는 경우 보일러 급수예열용 또는 보일러 헤드에 직접 증기를 공급하는 연계공정으로 설계하고 있다.
시장에 공급되고 있는 고온 히트펌프의 최대 온도는 165℃지만 COP 및 가격 등을 고려해 120℃ 성능의 국산 히트펌프를 우선 고려하고 있다. 시스템에서 태양열집열기는 히트펌프와 직렬, 병렬로 연결돼 열을 공급하며 히트펌프의 증발기, 응축기 2차 유체열원으로 태양열집열기와 공정폐열을 활용할 계획이다.
태양열집열기는 전일사를 이용할 수 있는 중온용 고효율 평판형 집열기를 적용할 방침으로 △공급온도 △열수요량 △부지여건 △기존설비 △일사량 등 다각도로 접근해 최적 공정설계플랫폼을 개발해 경제성을 극대화할 것이다.
개발된 기술의 효율, 안정성, 에너지절감효과 등을 검증하기 위해 △더본코리아 △대명축산식품 △에스앤지에너지 등에 실증사이트를 구축할 계획으로 지난 2월 협력의향서를 체결했다.
가장 먼저 실증할 장소는 충남도 예산군에 위치한 더본코리아 소스공장이다. 기존 LPG를 사용하는 1톤급 스팀보일러 2대를 적용, 120℃의 스팀을 사용하고 있으며 시스템은 2023년 구축될 예정이다.
동시에 김포시에 위치한 에스앤지에너지의 공장에 180℃ 온도를 공급할 수 있는 태양열시스템 파일럿설비를 구축할 계획이다. 에스앤지에너지 공장 사무동에는 온수 및 냉난방, 공장동에는 태양열집열기 단열재 건조 등에 전기, 등유를 사용하고 있으며 연간 3,000만원의 에너지비용이 발생하고 있다.
파일럿설비를 통해 운전상황에 따른 기술개선안을 빠르게 도출해 안정적인 시스템이 완성될 수 있도록 만전을 기할 것이다.
마지막으로 김포시에 위치한 대명축산식품공장은 육류식품을 가공, 세척하는 시설로 LPG를 활용한 0.5톤급 스팀보일러를 사용하고 있으며 공급온도는 80℃로 연간 에너지비용은 1억2,000만원 수준이다.
스마트 O&M도 함께 개발될 예정으로 SoHProTES의 △원격모니터링 △고장진단 및 제어 △유지관리 및 안전제어 등 기능을 포함해 사용자, 설비엔지니어, 안전관리자 등의 사용편의성을 확보할 방침이다. 또한 스마트 O&M과 연계한 통합운용센터(TOC) 기술도 개발해 △최적화운전 △실시간 관리 △정보제공 △열거래 등 기능을 제공한다. 최적화운전과 실시간 관리를 통해 사용자는 공장별 열수요예측, 최적 생산·공급플랜 수립, 모니터링이 가능하다.
이와 함께 신재생열에너지공급의무화(RHO), 신재생열에너지인센티브(RHI), 탄소배출권, 열거래 등 추가적인 비스니스모델 개발도 이뤄진다. 태양열을 통한 에너지비용감소와 함께 탄소배출권 거래, 열거래 등으로 추가적인 경제성을 확보할 것으로 기대하고 있다.
RHO, RHI의 경우 1만m² 이상 건축물 6만5,567동에 대해 적용할 수 있을 것으로 보고 있다. 기업적인 측면으로 예상수요를 산정한 결과 탄소배출권은 배출권거래제 대상 718개기업, 열거래는 전국 37개 산단 내 5만1,390개 기업이 이번 과제를 통해 개발될 비즈니스모델 수요처로 파악됐다.
최근 R&D 참여기업, 기관과 함께 킥오프(Kick-Off)회의를 진행했으며 앞으로 수행해나가야 할 과제들을 논의했다.
■ 국내 태양열시장 규모 및 한계점은국내 태양열시장은 정부의 시범보급사업, 주택·건물지원사업이 대부분으로 신재생에너지원 중 가장 작은 수준이다. 2가지 이상의 신재생에너지원을 보급하는 융복합지원사업의 경우에도 태양광기업 중심으로 구성돼 주관기업의 결정에 따라 에너지원별 보급비중이 정해지기 때문에 보급량 증대에 큰 영향을 미치지 못한다.
태양열시장 초창기 신뢰도 하락으로 R&D 등 기술개발에 대한 투자도 부족한 상황이다. 현재 관련기업은 중앙정부, 지방정부의 인식을 개선할 수 있도록 기술력 확보에 대한 노력을 기울여야 하는 숙제를 안고 있다.
태양열에너지가 국내에 처음 도입되던 시기에는 기업들이 이익만을 위해 마구잡이로 태양열설비를 설치하다가 도산해버려 유지보수 등 사후관리가 이뤄지지 않아 소비자들로부터 외면받았다. 이때 생긴 선입견이 최근까지 이어져왔으며 이를 개선하기 위해 현재 운영되고 있는 태양열기업들이 많은 노력을 지속해오고 있다.
이러한 노력과 함께 2050 탄소중립이라는 시대적 과제와 맞물려 태양열은 새로운 국면을 맞이하고 있으며 시장이 점차 커질 것이라는 전망이 나오고 있다. 시장 확대를 통해 국내 태양열기업들이 수혜를 받을 것으로 예상되지만 이에 단순히 만족하기보다는 책임감과 사명감을 가지고 시공된 시스템에 대한 관리를 수행해야 한다.
물론 기업은 이익이 최우선이지만 이익만을 쫒는 것이 아닌 이익을 확보하면서 기술개발에 투자하고 이를 통해 고객만족도를 높여야 한다. 이러한 태양열기업의 노력을 통해 달성된 높은 만족도는 다시 태양열에 대한 신뢰도, 관심을 촉진해 시장이 지속성장할 수 있는 기반이 될 것이다.
다만 현재까지 태양열업계는 생존이 최우선 과제로써 이러한 부분들이 미비했지만 앞으로는 해나가야 하며 이는 장기적으로 업계가 살아남는 방향이다.
현재 에너지공단은 신재생에너지 보급사업에 제품신뢰도, 가격경쟁력 등을 종합적으로 평가해 선정된 기업만 참여할 수 있도록 제도를 운영하고 있다.
이러한 에너지공단의 노력을 통해 소비자들은 검증된 기업의 제품, 시스템을 공급받을 수 있게 됐다.
더욱 고도화되고 안정적인 제품, 시스템을 공급하기 위해서는 기업별 차등시스템을 적용하는 방안도 있다. 단순히 참여자격을 부여하는 것이 아닌 기술의 차별성 등을 고려해 가점 등 인센티브를 적용해 기업의 기술발전을 촉진하고 선의의 경쟁을 통해 건전한 시장생태계를 조성해 나갈 수 있을 것이다.
■ 국내 태양열시장 규모 및 한계점은
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