서울시 수열에너지, 소수력 개발 등 본격 수행-배수지,배출수 적극 모색해야

서울시 수열에너지, 소수력 개발 등 본격 수행
수열에너지 수자원공사, 소수력은 민간기업과
상수도본부도 배수지, 정수장 배출수 활용해야

서울시는 최근 한국수자원공사와 협력하여 ‘영동대로 복합환승센터 수열에너지 활용을 위한 업무협약’을 체결했다.
수열에너지란 댐, 하천 또는 수도관의 물 온도가 여름철에는 기온보다 차갑고, 겨울철에는 상대적으로 따뜻한 특성을 이용한다. 차갑거나 따뜻한 물의 열을 열교환 장치를 통해 에너지로 변환하여 냉난방 등에 활용하는 친환경 물에너지이다.
이번 협약을 통해 지하 7층의 국내 최대 규모의 지하건축물로 2027년 완공 예정인 영동대로 복합환승센터에 한국수자원공사가 관리 중인 수도권 1단계 광역상수도 원수(광역1단계 D2,200×2열)를 활용한 4,030냉동톤(RT, Refrigeration Ton)의 수열에너지가 공급된다.
이에 따라 연간 437석유환산톤(TOE)의 에너지절감 효과와 온실가스 약 1천 톤을 감축하는 효과를 얻을 수 있다.
서울시는 당초 설치 계획이었던 연료전지 설비를 수열에너지로 대체하여 연료전지 설비비 152억 원과 설치부지 1천㎡ 확보 비용 등 총 205억 원의 예산 절감 효과를 얻게 된다.
수열에너지는 기존 냉난방설비의 냉각탑이 필요하지 않아 도심의 열섬현상과 소음 등을 줄일 수 있고 지상광장을 이용하는 시민에게 쾌적한 환경을 제공함으로써 친환경 도시 가치 증대에도 실질적으로 기여할 수 있다.
한국수자원공사는 정수장 등에서 소규모로 활용하던 수열 에너지를 2014년부터 롯데월드타워에 3,000냉동톤 규모로 공급하고 있다.
지난 6월에는 서울 삼성병원과 1만 1,390냉동톤 규모의 공급 협약을 체결했고, 경기도 광명시 및 시흥시 일원에 조성 예정인 첨단산업단지에도 수열에너지를 공급하는 등 친환경 물에너지 공급을 확대하고 있다. 해외사례에서는 캐나다 토론토 지역냉방(75,000RT), 프랑스 파리 지역냉방(42,000RT), 일본 하코자키 지구 지역냉방(4,800RT) 등 수열에너지 활용이 활발히 이어지고 있다.
한편, 민간기업과 협약하여 한강의 풍부한 수자원 활용으로 소수력 발전도 본격적으로 추진할 예정이다.
잠실수중보 잉여수량을 활용한 친환경 소수력발전사업을 개발할 계획으로 잠실대교 직하류에 설치된 한강을 횡단하는 잠실수중보에 반동형 수차인 프로펠라 계열의 카플란(Kaplan) 수차를 가동한다는 계획이다.
소수력은 낙차를 이용하는 방식으로 잠실수중보는 평균 수위가 3미터 정도로 발전시설용량은 2,500kw로 발전기는 500kw 5대를 설치하게 된다.
소수력발전은 2023년에 첫 가동될 예정으로 총사업비는 500억 원이 예상된다. 소수력 관련기술에 대하여는 소수력발전의 핵심부인 수차발전기를 종류별로 대양수력이 국산화했고 한탄강(500kw-3대)을 시점으로 정수장에는 울산천상정수장(250kw,프로펠라타입),성남1(종축프란시스,372kw),보령(종축프란시스,565kw),자인(크로스플로우,65),동화(횡축프란시스,120)등 주로 수자원공사가 운영하는 정수장에 설치가 되어 가동 중에 있다.
포스코 광양제철은 종축 프란시스수차 300kw, 강릉시 홍제정수장(종측,340kw), 광양시 마동정수장(종축,70kw), 광주광역시는 용연정수장(종축프란시스,700kw), 대구 고산정수장(횡축프란시스, 120kw)등에서 전력을 생산하고 있는데 대양수력이 제작 시공했다.
하지만 서울시는 노량진배수지에 독일의 Horizontal Francis(횡축프란시스)를 수자원기술이 시설하여 100Kw를 생산하는데 머물고 있다.
외국산 기술을 도입함으로서 운영관리에 어려움이 있고 부속에 대한 관리가 어려워 사실상 운영의 실효성을 보지 못하고 있다.
서울시 물재생센터에서는 실증분석이 없이 저유속에서도 전력생산이 된다는 크로스플로우 방식을 설치했으나 1년 만에 모두 폐쇄되기도 했다.
화력발전의 영구적 폐쇄를 목표로 신재생에너지를 지구적 차원에서 우리나라도 다양한 모색을 하고 현 정권에서 강력히 추진한 대표적 사업이 태양광발전사업이다.
태양광사업이 무분별하게 자행되어 그 폐해가 심각한 상황이지만 소수력에 대한 깊이 있는 논의나 확산속도는 매우 낮은 경향이다. 물을 이용한 소수력 발전은 국가나 지방정부의 의지와 노력에 따라 OECD국가 중 최하위에 머물고 있는 우리나라도 성장력이 있지만 아직은 미온적인 것은 물을 다루고 있는 중앙정부나 지자체의 의지와 노력이 부족해서이다.
물을 이용한 소수력 발전은 하수처리장, 정수장, 농업용저수지, 농업용 보에 대해서도 확산될 수 있다.
하수처리장은 안정적인 유량확보로 시스템의 고효율 발전이 가능하며, 가동율은 하천(약 40～50%)의 두 배(약 90% 이상)로 발전량이 증대되는 등의 장점을 지니고 있다.
정수장은 취수댐으로부터 착수정까지 자연유하시키는 물의 흐름에 따라 취수댐과 착수정사이의 낙차를 이용하거나 배수지의 낙차, 배출수의 낙차 등을 활용하면 얼마든지 에너지를 생산할 수 있다.
하지만 서울시 상수도본부는 상수원에 소수력 설치에 대해서 수질오염 가능성에 대한 부정적 시각이 높아 소수력에 대한 깊이 있는 기초연구조차 하지 않고 있는 실정이다.
이에 대해 환경국제전략연구소 김동환 경영학박사는 ‘태양광 사업은 정치적 작동에 의해 확산속도가 빠르게 진행되었다. 하지만 국내 기술이 정착되지 않은 상태에서 저품질의 중국산 수입과 올바른 설계나 관련연구가 부족한 상태에서 무분별한 확산으로 2차적인 자연환경 파손이라는 현장을 목격했다.
반면 소수력은 신재생에너지의 절심함에도 상대적으로 기초연구나 실행계획이 미진하고 사업방향도 제대로 설정되지 않고 있다. 이미 소수력 기술은 최소 500Kw규모까지는 국산화에 성공한 기술력을 갖추고 있다.
정수장에 설치된 소수력은 2003년 울산 천상정수장을 시작으로 지난 2018년 밀양댐 펌프형 수차까지 국산인 대양수력이 11곳에 설치하여 운영 중에 있는 기술이다.
외국산으로는 일본의 Tanaka가 대구고산정수장(120Kw),독일의 Andriz가 서울시 노량진배수지(100Kw),오스트리아의 Gugler사의 벌브 카플란이 수자원공사에(200Kw)설치한바 있다.
소수력은 취수장, 정수장이나 배수지, 가압장등에서 활용방안이 강구되어야 한다.
수차전력 생산에 대한 경제성을 고려한다면 현재의 시설설계방식을 신재생에너지 개념에서 소수력이 생산될 수 있게 전환되어야 하고 위생안전성에 대한 연구도 필수적으로 선행되어야 하지만, 아직도 기초연구 자체를 게을리 하고 세계가 목말라 하는 신재생에너지사업에 동참하지 못하는 현실이 안타깝다.‘라고 지적하고 있디.
소수력은 독일, 오스트리아, 이탈리아, 일본, 프랑스가 활성화되었지만 우리나라는 아직 초보단계에 머물고 있다.(환경경영신문.신찬기 전문기자)