버려지던 연료전지 배열로 건물 냉·난방까지
[이투뉴스] SK에코플랜트가 고온에서 작동하는 고체산화물 연료전지(SOFC)의 고유 특성을 활용한 냉난방시스템 개발에 성공했다.
SK에코플랜트는 삼중테크(대표 최종완)와 함께 ‘연료전지 배열 활용 고효율 일체형 흡수식 냉난방시스템’ 특허를 출원·취득하고, 실제 프로젝트에 적용을 한다. 배열은 연료전지 가동 시 발생하는 열을 말한다.
해당 특허기술을 함께 개발한 삼중테크는 흡수식 냉난방기 전문기업이다. 최근에는 기존 대비 효율이 약 27% 개선된 차세대 흡수식 냉난방기를 상용화하는 등 기술력을 인정받고 있다.
흡수식 냉난방시스템은 압력에 따라 물의 증발·흡수 온도가 달라지는 원리로 작동한다. 물은 일반적으로 100℃가 되어야 끓지만, 흡수식 냉난방시스템은 진공에 가까운 압력(6.5mmHg)을 만들어 물을 5℃만 되어도 끓게 만든다. 낮은 온도에서 끓어오른 물은 증발하면서 주변을 시원하게 만드는 냉매 역할을 한다. 난방의 경우 공급받은 열량을 이용해 온수를 생산하고 열을 공급하면서 나오는 수증기는 다시 흡수해 순환 재사용 된다.
흡수식 냉난방시스템은 기존에도 중앙공조 건물인 쇼핑센터, 병원, 사옥 등 중대형 건물의 냉난방용으로 널리 활용돼 왔다. 다만 기존에 일반적인 시스템이 온수를 사용하고 열원으로 가스, 석유 등 화석연료를 활용했다면 이번 특허는 그동안 버려지던 연료전지의 배기가스를 열원으로 활용한다는 점에서 의미가 있다. SK에코플랜트가 개발한 시스템의 경우 300~400℃의 연료전지 배열을 열원으로 7℃의 냉수를 생산, 건물 냉방에 활용하게 된다.
SK에코플랜트는 올해 하반기 설치하는 19.8MW 규모 연료전지 발전소에 해당 시스템을 적용할 방침이다. 올해 9월부터 착수해 내년 초에는 설치 완료 및 시운전이 진행될 예정이다. 현재 시뮬레이션 단계에서는 600kW 규모 SOFC에 흡수식 냉온수기를 적용할 경우 전력 생산은 물론 열에너지를 통해 35kW 에어컨 약 6대를 가동할 수 있을 것으로 추산된다. 연중 온도 유지가 필요한 약 990㎡(약 300평) 넓이의 서버실 냉방수요를 충당할 수 있는 규모다.
이번 특허는 데이터센터, 스마트팜 등 안정적인 전력공급은 물론 연중 일정한 온도를 유지해야 하는 시설과 시너지가 기대된다. 데이터센터는 서버 등 IT장비에서 발생하는 열기를 식히기 위해 24시간 냉방 가동이 필수적이다. 전체 데이터센터가 사용하는 에너지 비용의 40∼50%를 냉방용 전기요금이 차지할 정도다. 흡수식 냉방이 대안으로 논의되는 이유다. 스마트팜 역시 연료전지 배열을 활용해 냉난방을 공급하면 계절적 제약 없이 작물을 재배할 수 있다. 연료전지 발전 과정에서 나오는 배출가스에 포함된 이산화탄소도 추가 활용이 가능하다.
채제용 기자 top27@e2news.com