냉난방·온수 동시 공급 가능한 유일 에너지
날씨 등 제약조건 없고 사후관리 쉬워
국내 지형에 알맞고 무한정 공급 가능

[이투뉴스 이나영 기자] 지구온난화에 따른 온실가스감축 활동에 관심이 급증하면서 신재생에너지가 큰 호응을 얻고 있다. 특히 지열에너지가 태양광에너지의 뒤를 이어 인기를 끌고 있다. 지열에너지 시스템은 장소, 용도, 지역에 제약없이 다양한 용도의 건축물에 도입되고 있다.

▲ 저탄소 녹색성장 사업의 일환으로 경기 양평군에서 처음으로 지열 냉난방시스템을 도입한 양평군립미술관의 조감도.

2011년 9월 완공을 목표로 경기도 고양시 킨텍스 제2전시관은 지열을 이용한 냉난방 시스템 설치를 위한 공사가 한창이다.

또 내년 말 완공 예정인 경기도 양평군 '양평군립미술관'도 지열을 이용한 냉난방 시스템을 도입해 에너지 절감 및 이산화탄소 발생을 줄이는 효과를 낼 것으로 기대되고 있다.

2014년 완공 예정인 제2롯데월드는 최첨단 녹색 친환경 기술이 대거 투입되는데 이 가운데 지열을 이용한 난방시스템을 도입해 기존 건물 대비 에너지 소비를 30% 이상 줄이는 것을 목표로 하고 있다.

▲ 26일 개관한 광주회관.
기공식 후 2년여만인 지난 26일 완공된 광주우체국 보험회관의 경우 최첨단 인텔리전트 빌딩으로 지열, 태양광 발전시스템을 적용해 환경과 공존하는 친환경 그린빌딩으로 건축됐다.

뿐만 아니라 건설업체들도 아파트 건축에 자연에너지를 도입시키는 데 열을 올리고 있다.

경기 일산의 두산 '위브더제니스', 서울 상봉동의 현대엠코 '프레미어스 엠코', 인천 청라의 대우 '푸르지오' 등은 지열 발전시스템을 도입하고 여기서 생산된 에너지를 건물 냉난방에 활용해 이산화탄소도 줄이고 관리비도 절감하기 위해 계획됐다.

◇ 지열시스템, 우리나라 지형에 최적

지열은 '땅속열'로서 지구 내부에서 표면을 거쳐 외부로 유출되는 열량을 말한다. 이때 지구에 미치는 태양열 중 일부는 지표면을 거쳐 지하에 저장되고, 이렇게 저장된 지중열의 온도는 계절의 대기온도에 영향을 받지 않고 항상 일정한 상태를 유지한다.

지열시스템은 이같이 대기온도와 차이가 있는 지중열을 에너지원으로 활용해 냉방 또는 난방하는 시설이다. 이 시스템은 무한정적인 지열을 에너지로 사용하는 시설이기 때문에 에너지 수급에 안정과 영속성을 확보할 수 있다.

또한 냉방시 일반 에어컨과 비교해 50%, 난방시는 평균 70% 이상의 에너지를 절감할 수 있어 연료비와 관리비 절감에 도움이 된다. 특히 핵심열원인 지중열교환기가 땅속에 설치되므로 폭발이나 화재 위험성 그리고 운전시 소음이 없으며 건축물과의 조화도 이룰수 있다.

▲ 지열시스템의 히트펌프의 흐름도.

지열시스템은 우리나라에 도입된 11개 분야의 신재생에너지원 중에서 냉방과 난방, 급탕(온수)을 동시에 구현할 수 있는 유일한 시스템이다.

건축물에 적용이 쉽고 공사기간이 짧으며 초기 투자비용이 타 신재생에너지 시스템과 비교해 저렴하다. 태양광, 태양열, 풍력시스템의 경우 날씨, 일조량, 장소, 면적에 많은 제약이 있고 사후관리도 필수적이다.

반면 지열시스템은 날씨나 일조량 등에 제약이 없고 관련 설비의 사후 유지·관리가 매우 용이하다.

특히 우리나라의 지중온도는 냉난방을 위한 지열시스템에 최적 조건을 제공하기 때문에 열효율성이 우수하다고 전문가들은 주장한다.

장기창 한국에너지기술연구원 박사는 "지열에너지의 부존량은 2006년 우리나라 전체 1차에너지 총소비량(2억3300만TOE)과 비교했을 때 약 200년간 공급할 수 있는 양"이라고 밝혔다.

장 박사는 또 "지역별로는 경상남북도, 전라북도 중·동부, 경기도 중·남부 그리고 강원도 중부지역에서 지열에너지의 부존량이 높게 나타난다"고 말했다.
 
◇ 지열냉난방설비 누진제 폐지

지열시스템의 인기는 비단 지열에너지가 가진 장점 때문만은 아니다. 정부의 제도적인 측면이 뒷받침됐기에 가능하다고 업계 관계자는 밝혔다.

정부는 '신재생에너지 개발·이용·보급 촉진법'에 따라 연면적 3000㎡(약 1000평) 이상의 건축물을 신축 또는 개축하는 공공기관(국가 및 지방자치단체, 정부투자기관 등)은 총 건축공사비의 5% 이상을 신재생에너지 설비에 사용하는 것을 의무화하도록 규정하고 있다.

또 '신재생에너지 보급 및 지원제도'를 통해 신재생에너지 기술의 상용화된 일반 보급설비를 설치하면 동일 사업자당 4억1000만원 이내에서 소요자금의 50% 이내의 보조금이 무상지원된다.

융자금의 경우 소요자금의 100% 이내에서 소형 보급사업은 동일사업자당 5억원 이내, 중대형 보급사업은 150억원 이내에서 지원된다. 갚을 때는 3.75%의 변동금리를 적용해 5년 거치 10년 분할 상환하면 된다.

이 밖에 당해 투자금액의 10%에 상당하는 금액을 과세년도의 소득세 또는 법인세에서 공제토록 규정돼 있다.

정부의 이 같은 보급정책에 힘입어 2006년까지 모두 1만5071RT(냉동톤)가 설치됐고 용도별로 공공시설, 교육시설, 사회복지시설 순으로 보급량이 큰 것으로 나타났다. 이는 연도별로 비교할 때 매년 100% 이상 성장한 것이다.

또 지난 5월1일부터 지열냉난방 전기요금 누진제 폐지로 일반용 전기요금을 적용하게 돼 소비자의 부담이 줄어든 것도 지열시스템 보급 확대의 한 요인으로 작용하고 있다고 전문가들은 말한다.

◇ 제도 개선 '넘어야 할 산'…세계적 트랜드화 가능할 것

타 신재생에너지에 비해 뛰어난 에너지시스템일지라도 모두 완벽할 수는 없다. 넘어야 할 산이 아직 남아 있다. 업계, 학계 모두 지열시스템을 보급 및 확대 추진에 찬성하지만 제도 개선이 더 시급하다고 입을 모은다.

지난 9일 '지열에너지 활용 및 발전방안을 위한 국회 신성장산업포럼'에 참석한 안근묵 한국지하수협회 회장은 "타 신재생에너지의 하자보증기간이 3년인데 비해 지열시스템은 5년"이라며 "이는 지열 이용 설비의 발전을 저해하는 요인"이라고 주장하며 개선을 요구했다.

안 회장은 또 "지열시스템의 핵심이 되는 지중열교환기는 지층의 천공 및 관정 개발을 통해 완성되는 시설임에도 지질학적인 전문지식을 지닌 전문가가 많지 않다"며 "지열 전문기업에는 반드시 지질관련 기술인력이 필요하다"고 주장했다.

전문 기술인력 부족과 더불어 현장에서 근무하는 인력의 저임금, 공사비의 부족으로 인한 부실공사 발생에 따른 우려도 제기됐다. 이 같은 문제에 대한 제도적 정비가 시행돼야만 지열시스템의 정착과 발전이 보장된다는 게 업계 관계자들의 입장이다.

이에 대해 신태상 국토해양부 수자원정책과 사무관은 "지하시설에 대한 검토와 함께 지질학 전문가 검토를 통해 최적의 시스템을 갖추도록 노력할 것"이라며 "체계적인 제도 개선을 위해 지속적인 관심을 가질 것"이라고 밝혔다.

안 회장은 "지열에너지는 신재생에너지 가운데 가장 경쟁력 있는 친환경 에너지로서 우리나라 지형적 특성에 가장 잘 맞는 에너지원으로서 매우 필요한 시스템"이라며 "이는 땅속의 지하수와 토양환경을 제대로 보전·관리할 때 가능한 일"이라고 강조했다.

업계 관계자는 "면밀하게 검토해서 발전시킨다면 지열냉난방이 민수시장으로 확대될 가능성도 있다"며 "그 여파는 실로 폭발적일 것"이라고 예상했다. 장 박사도 "지열발전은 세계적으로 확대·보급 될 트렌드가 될 것"이라고 밝혔다.

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