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지앤지테크놀러지, 지열 굴착직경 축소…시공비용 부담 낮춰

기존대비 30% 절감…‘지오썸-Ⅲ’ 개발

지열은 지구를 구성하는 토양, 암반 및 지하수가 가지고 있는 무한한 열에너지로 가장 친환경적이고 효율이 높아 설치된 이후 운용비용이 저렴한 신재생에너지인 것으로 잘 알려져 있다. 지열이 가지고 있는 가장 큰 또 하나의 장점 중 하나는 지상이나 건물 외부에 공간적으로 노출되는 부분이 거의 없다는 것이다.


이러한 시설특성으로 풍력, 태양광 등 신재생에너지원 중 보급이 활발하게 이뤄지고 있다. 또한 이산화탄소 저감을 위해 국가에서 시행하고 있는 설치의무화제도와 매년 상향조정되는 신재생에너지 의무적용 비율 충족을 위해 지열에너지는 더욱 주목받고 있다.


하지만 지열이 보다 더 넓게 적용되기 어려웠던 이유는 초기 시설비용이 많이 소요되는 경제적인 부담이 크다는 것이다. 경제적 부담을 줄일 수 있는 신기술이 국내 지열 전문 벤처기업인 지앤지테크놀러지(대표 조희남)에 의해 개발돼 주목받고 있다. 지앤지테크놀러지는 한국에너지기술평가원의 ‘마중물 프로젝트’ 지원을 받아 ‘지오썸-Ⅲ’ 기술을 개발했다. 이는 지열시스템의 핵심 요소인 지중 열교환기를 보다 경제적으로 시공할 수 있도록 한 것으로 ‘춘천 행복이 가득한집 요양원’에서 실제 운용에 들어갔다.


지앤지테크놀러지는 이러한 지열 우물공의 굴착비용을 절감하고 좁은 부지에서도 충분한 냉난방열용량을 확보할 수 있도록 굴착직경을 165mm 내외로 축소시키고 지열 우물공 굴착 깊이 또한 500m 내외까지 실행될 수 있도록 했다.


굴착직경이 감소함으로써 굴착비용이 기존 비용대비 30% 이상 절감이 가능해 지열 시설의 초기 소요비용을 크게 낮추는 효과를 얻을 수 있게 됐다. 특히 깊은 깊이로 굴착된 지열 우물공이 무너지는 것을 방지하기 위해 보호용 내부관이 설치되고 축소된 지열 우물공 내에서도 지하수를 순환시킬 수 있도록 순환펌프를 내장하는 특화된 펌프하우징을 구성하면서 열교환 및 순환용 자재를 위생적이고 경제적인 고밀도폴리에칠렌(HDPE)관을 적용했다.


지열 우물공 내부에 배관을 설치하는 과정에서 비중이 낮아 부양하는 문제를 해결하기 위해 하중부가재를 결합토록 해 기술적인 제반 문제도 해결했다.


신기술 적용 시공을 성공적으로 마쳐 지열시스템이 정상적으로 운용되는 결과를 확보한 지앤지테크놀러지는 도심 내 좁은 건축부지로 인해 지열적용이 어려운 현실을 타개하고 초기 시설비용을 보다 낮은 금액으로 경제적인 시공이 가능한 공법을 보유하게 됐다. 특히 개방형(SCW) 지열시스템이 필요한 건축물에 획기적인 기술로 인정돼 적용이 크게 확대될 것으로 기대된다.


조희남 대표는 “지열시스템의 경제적인 시공은 그동안 불확실성이 높았던 지열 우물공의 굴착에 따른 시공비용 문제로 어려움이 많았다”라며 “이번에 개발된 신기술은 지열 우물공 개발과 지중 열교환기 구성에 따르는 고비용 소요구조를 근본적으로 개선한 공법”이라고 강조했다.


조 대표는 이어 “앞으로 지열 우물공 굴착 깊이를 1,000m까지 증가시키고 지열 우물공 굴착 깊이가 증가된 만큼 지하수 수온이 높아져도 냉방효율에 영향을 미치지 않는 기술을 개발할 계획”이라며 “국내외 개방형 지열 지중열교환기의 표준기술로 자리매김될 수 있도록 하겠다”고 포부를 밝혔다.