Smart Zero Energy City 사업의 1세부과제인 ‘마이크로 열 네트워크 기술개발’에서는 기존 중대형 열배관망과 연결되지 않은 독립된 지역의 여러 곳에 분산 설치돼있는 열에너지 설비를 효율적으로 이용하기 위한 기술을 개발한다.

즉 열에너지의 생산자이면서 소비자인 열에너지 프로슈머(prosumer)들과 소비자들 사이에 소규모 열배관망을 구축하고 이를 통해 양방향 열에너지 거래가 가능한 네트워크를 구축, 운용하는 기술이다.

이번 과제는 진천 친환경에너지타운을 구축하고 현재 실증연구를 수행하고 있는 한국에너지기술연구원이 주관기관으로 참여, 연구를 주도한다. 공항시설관리가 주요 참여기업으로써 실증단지 수정 구축 및 운용에 깊이 관여할 것이며 에너지 계량기기에 대한 기술개발과 제작 전문기업인 위지트에너지가 신뢰성 있는 열량계 개발과 네트워크 관제 기술개발을 담당할 예정이다. 연세대학교의 친환경건축연구센터에서는 실시간 열에너지 수요예측 및 공급량 평가기술 개발 등을 통해 신뢰성 있는 열거래가 가능하도록 지원할 예정이다.

개인간 열거래로 스마트시티 구현 앞장
국내에서는 아직 제도화돼 있지 않지만 머지않은 시기에 열에너지를 포함한 에너지의 개인간 거래가 이뤄질 것으로 예상된다. 예를 들어 개별 건물에는 해당 건물의 최대부하에 대응할 수 있는 열에너지설비가 설치될 수밖에 없는데 대부분의 기간 중에는 이 설비를 일부밖에 이용하지 않는다. 만약 인근 건물에 보다 효율적인 열에너지설비가 설치돼 있다면 그 설비를 100% 운전해 주변의 건물들이 함께 활용하는 것이 더욱 효과적일 것이다.

한편 신재생에너지나 미활용에너지 설비는 설치될 수 있는 여건이 제한적이기 때문에 여러 곳에 분산 설치될 수밖에 없으며 수요와 공급의 불일치가 일반적이다. 열에너지를 저장하는 축열조를 설치하고 배관망으로 여러 수요처와 연계시킨다면 이러한 설비들의 효과적 이용이 가능할 것으로 보인다.

도시 단위 열에너지 효율적 이용
‘마이크로 열 네트워크 기술개발’ 기술개발에서는 열에너지 프로슈머 사이에 양방향 열에너지 수급 및 거래가 효율적으로 이뤄질 수 있도록 독립된 분산형 마이크로 열에너지 네트워크 서비스 시스템을 개발, 실증한다.

이를 위해 IoT 기반의 60℃ 이하 저온 열에너지 모니터링 기술, 빅데이터 활용 실시간 열에너지 수요예측 및 공급자원 평가·분석 기술, 네트워크 제어 기술, 열에너지 프로슈머간 수요공급량 매칭과 거래를 위한 관제 기술 등 세부내용에 대한 연구가 진행된다.

실증단지는 진천 친환경에너지타운이며 국내 최초로 다양한 신재생에너지 융복합 이용기술과 계간축열 시스템을 활용, 단위 지역의 에너지자립을 실증하고 있는 지역이다.

이번 과제는 독립된 단위 지역을 대상으로 분산된 열에너지의 양방향 이용과 관련된 여러 기술을 실증함으로써 향후 스마트 제로에너지시티 구현에 기여할 것으로 기대된다.