소규모부터 중·대형까지 다양한 수열에너지 실증플랜트 구축을 위한 R&D가 신규 추진된다.

 

환경부 산하기관인 한국환경산업기술원이 공개한 ‘2025년 환경기술개발사업 신규과제 제안요구서’에 따르면 ‘수열에너지 활용기술·에너지믹스 기술개발(R&D)’과제가 2025년 신규사업으로 진행된다.

 

 

에너지믹스는 태양열, 지열 등 재생에너지와 하천수, 정수, 지하유출수 등 열원을 복합사용하는 것으로 △동절기 운전 및 AI활용 제어로직을 고려한 수열시스템 최적설계 △수열시스템 설계에 대한 다양한 운전방안 성능예측기술 개발 △수열시스템의 2종 이상 열원믹스기술 개발 등이 해당된다.

 

사업 세부과제는 총 두가지로 △수열원 변동대응 대규모 중앙집중형 수열에너지 실증플랜트 △수요예측기반 소규모 분산형 복합수열에너지 회수시스템 R&D 등이다.

 

500RT 이상 중대형 수열E 실증플랜트 설계·구축
하천수나 정수 등은 수열원 대기온도에 영향을 받으며 겨울철 수온이 낮은 경우 열교환기 내부 동결발생으로 충분한 난방용량 확보에 어려움이 있다.

 

이에 따라 겨울철 저수온 수열원에 안정적으로 운영될 수 있도록 수열시스템효율 유지를 위한 에너지믹스와 축열조 열원공급 등 겨울철 대응을 위한 기술이 필요한 상황이다.

 

이에 따라 환경산업기술원은 겨울철 수열시스템 성능향상을 위해 ‘수열원 변동대응 대규모 중앙집중형 수열에너지 실증플랜트’ R&D를 실시한다.

 

과제를 통해 총 500RT 이상 중대형 수열에너지 실증플랜트가 설계·구축될 예정이다. 과제 세부내용은 △대용량 수열원 특성변동 대응을 위한 핵심요소기술 개발·수열원시스템 최적설계기술 개발 △겨울철 수열원시스템 효율향상기술 개발 △고효율 운전을 위한 제어시스템 개발 및 AI기반 최적운영기술 개발 등이다.

 

실증플랜트는 ‘신재생에너지 설비지원 등에 관한 지침’에 따른 수열에너지 시공기준 개정방안과 대형 수열공급 형태에 따른 사회·경제적 효율성 평가방안 등 2건 이상 등을 충족해야 한다.

 

과제에서 요구되는 최대 시스템성능계수(COP)는 최소 4.5 이상이며 부분부하 운전 시 최대 40% 이상 전력절감이 이뤄져야 한다. 이물질로 인한 열교환기 차압증가는 0.8kgf/cm²이하를 기록해야 한다.

 

AI기반 시스템 최적운영 기술개발을 통한 겨울철 난방부하대비 에너지믹스 수열시스템 난방부하 부담률은 90% 이상이다. 또한 여름·겨울철에 50일 이상 운전했을 때 충족돼야 할 난방계절성능지수(CSPF)와 난방계절성능지수(HSPF)는 각각 3.0과 2.6 이상이다.

 

이번 과제는 57개월간 진행되며 총 정부지원금은 235억원으로 1차연도에 20억원 내외가 지원된다. 공모방식은 지정공모 방식으로 주관연구개발기관은 제한이 없지만 기업이 과제에 필수적으로 참여해야 한다.

 

소규모 분산형 수열E 수요예측시스템 개발
‘수요예측기반 소규모 분산형 복합 수열에너지 회수시스템’은 열원과 수요처가 가까운 지역에서 직접 미활용수열원을 확보해 수요대비 공급이 부족할 경우 다양한 수열에너지원을 연계·활용하는 시스템이다.

 

이번 과제는 고효율 운전을 위한 다양한 수열원의 장점을 복합적으로 연계하며 잠재된 에너지를 최대한으로 활용하기 위해 실시된다.

 

R&D를 통해 50RT 이상 소규모 분산형시스템을 구축해 복합수열원 이용을 위한 수열에너지 수요예측·최적연계방안을 도출할 예정이다.

 

과제참여기관들은 수열원 물리화학적 특성을 고려한 복합 수열에너지 회수기술 개발을 위해 △실시간 수열원 모니터링 기술 △안정적 열원확보를 위한 취·배수기술 △에너지효율 유지를 위한 이송·방오(오염물질이 잘 붙지 않게 방지하는 것)기술 개발 등을 진행할 예정이다.

 

또한 복합 수열에너지 회수시스템 운전기술 개발·평가를 위해 △AI를 기반으로 한 유량·온도 등 복합수열원 중앙제어프로그램 △제로에너지기반 에너지믹스 방안도출 △에너지효율평가 △시스템 실증운전기반 온실가스 감축효과 산정 등의 기술개발이 진행될 예정이다.

 

과제에서 요구되는 유량·온도 등 데이터 취득기간은 1년 이상이며 1년 운전기준 열회수 성능저하율은 10% 미만이다. AI를 기반으로 한 열원공급량과 열수요량의 예측정확성은 80% 이상을 기록해야 한다.

 

이번 과제는 57개월간 진행되며 총 정부지원금은 60억원으로 1차연도에 5억원 내외가 지원된다. 공모방식은 지정공모로 주관기관에 제한이 없지만 기업은 필수로 참여해야 한다.

 

환경산업기술원의 관계자는 “수열과제 신청 시 과제실증 계획 등 과제 추진관련 문서를 구체적으로 작성해 제출해야 한다”라며 “과제종료 후에도 지속적인 기술검증과 연구성과물 창출 및 해외진출을 위한 지속적인 노력이 필요하다”고 강조했다.