미래 에너지기기시장 ‘하이브리드’ 기술이 주도한다 

글로벌 에너지수요 증가 에너지믹스 통한 선제적 대응 
에너지원 간 ‘혼합’으로 제품 효율 및 경제성 생산성 확보 
가정용·상업용 가리지 않고 시스템 ‘하이브리드化’ 열풍 

[가스신문=정두현 기자] 글로벌 에너지 수요는 인구 증가에 따른 영향으로 향후 지속적으로 증가할 것으로 예상되고 있다. 해외의 한 경제연구원에 따르면 2035년까지 전 세계 인구는 지금보다 약 14억명 증가한 86억명에 이르고, 에너지 수요는 같은 기간 35% 가량 증가할 것으로 전망된다.

이와 함께 향후 에너지 수요 증가는 특히 아시아, 아프리카 국가들이 주도할 것으로 예상되며, 이들 非 OECD 국가들의 에너지 소비가 세계 에너지 시장에서 차지하는 비중은 2035년 65% 이상 확대될 것으로 분석된다.

글로벌 에너지 수요가 점차 확대되는 가운데, 광범위한 수요를 충족시키기 위한 에너지원의 효율적 활용과 더불어 가스, 석탄, 석유 등과 같이 매장량이 한정된 1차 에너지원의 한계를 극복하기 위해 풍력, 지열 등 재생에너지와의 조합을 통한 에너지믹스(Mix) 구현이 국제적으로 절실한 상황이다.  

국내 가스기기 산업에서도 이러한 국제적 에너지시장의 흐름에 따라 ‘하이브리드(Hybrid) 시스템’ 보급 열풍이 불고 있다. 다양한 열원을 혼합 적용함으로써 기기의 자체 효율성을 비롯해 생산성, 경제성을 두루 갖춘 멀티형 제품이 새로운 대세로 떠오르고 있는 것이다. 

대표적으로 가정용 가스보일러와 초소형 열병합발전시스템을 결합한 ‘전기발전보일러’, 가스레인지와 전기레인지 각각의 장점만을 뽑아 낸 ‘하이브리드 레인지’, 중대형 건물의 냉난방을 담당하는 흡수식 냉온수기에 태양광 발전시스템을 결합한 태양열을 이용한 ‘하이브리드 흡수식 시스템’ 등을 들 수 있다.

가스기기 제조업계의 한 관계자는 “최근 국내 가스기기시장에서도 가스를 열원으로 삼는 기존 제품에 전기 및 신재생에너지 등 타 열원을 결합한 신개념 시스템으로 부가가치를 창출하려는 가스기기업계의 노력이 이어지고 있다”며 “하이브리드 시스템은 그야말로 급변하는 글로벌 에너지시장의 트렌드에 선제적으로 대응함으로써 향후 에너지기기시장을 주도할 핵심 키워드로 성장하게 될 것”이라고 말했다.

이에 가정용‧상업용 별로 국내 가스기기시장에서 신규수요 창출이 기대되는 대표적 하이브리드 제품들을 살펴보고, 국내 하이브리드 가스기기 개발동향을 짚어본다.

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▪ 경동나비엔

스털링엔진 m-CHP ‘나비엔 하이브리젠 SE’  

경동나비엔의 ‘나비엔 하이브리젠 SE’는 가정용 가스보일러에 초소형 열병합발전시스템을 결합, ‘1가정 1발전소’의 새로운 패러다임을 국내에 들여온 하이브리드 제품이다.

지난 2009년 산업부의 ‘초소형 1kw급 스털링 열병합발전시스템 개발’ 국책과제 총괄 주관 기업으로 선정된 후 3년의 연구 끝에 아시아 최초이자 세계에서 4번째로 가정용 스털링엔진 발전보일러 개발에 성공, 네덜란드 등에서 필드테스트를 거쳐 2012년 9월 유럽 CE 인증 취득과 동시에 유럽 판매를 시작해 지난 2013년 국내에 정식으로 선보였다.

나비엔 하이브리젠 SE는 콘덴싱 가스보일러를 기반으로 13%의 발전효율을 자랑하며, 기존 보일러 대비 연간 25%의 에너지 절감 효과를 얻을 수 있다. 즉, 주택이 하나의 소규모 발전소 역할을 수행하는 분산형 전원으로서의 역할을 수행할 것으로 기대된다.

나비엔 하이브리젠 SE로 생산 가능한 1kWh 규모의 전력은 냉장고(700~900ℓ), 김치냉장고(350ℓ), 전등 5~6개 그리고 TV(55인치) 혹은 PC(타워형)를 동시에 사용할 수 있는 양이다. 가구당 월평균 에너지비용 약 6만9000원(월평균 전력소비량 430kWh 기준)을 절감할 수 있을 것으로 추정된다.

이 밖에도 국내에 보급돼 있는 가스보일러와 크기 및 외형이 유사하고, 사용연료와 설치장소, 설치방법이 동일하면서 소음과 진동이 적어 가정용으로 적합하다.

경동나비엔 관계자는 “각 가정에서 생산하는 전기로 소규모 열병합 분산전원의 역할을 수행할 수 있어 향후 국가에너지 운용 패러다임을 변화시킬 수 있는 제품으로 주목 받고 있다”면서 “나비엔 하이브리젠 SE를 가정에만 적용하는 것을 넘어 호텔 등 중소형 건물에도 적용할 수 있도록 발전시킬 계획”이라고 덧붙였다.

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▪동양매직

가스-전기 하이브리드 레인지  

동양매직은 가스레인지와 전기레인지의 특장점을 모은 ‘가스 하이브리드 레인지(모델명: GRA-HM200C)’를 통해 국내 가스레인지시장에 처음 하이브리드 제품으로 도전장을 내밀었다.

최근 디자인과 안전성이 강조된 전기레인지 수요가 늘고 있지만 여전히 국내 요리문화에 적합한 가스레인지에 익숙한 기존 소비자들은 조리 제한, 전기세 부담, 약한 화력 등을 이유로 전기레인지 사용을 꺼리는 측면이 있다.

이에 동양매직이 기존 가스레인지에 전기레인지의 세련성을 가미한 가스 하이브리드 레인지를 선보이게 된 것.

회사 측에 따르면 이번에 출시된 가스 하이브리드 레인지는 전기레인지 화구(좌측)와 가스레인지 버너가 결합된 제품으로 모든 음식을 조리할 수 있다. 특히 가스 사용으로 전기세 부담을 덜어 2구 전기레인지보다 월간 약 1만2000원이 절약된다.

고화력이 필요한 요리는 가스화구를 사용해 신속한 조리가 가능하고, 정확하고 섬세한 화력조절이 필요한 요리는 전기화구를 사용하면 태우지 않고 손쉽게 조리 할 수 있다.

이 밖에도 스탠팅(Standing) 타입, 빌트인(Built-in) 타입 등 다양한 모델로 개발돼 어떠한 주방 환경에서도 설치가 용이하다. 1~99분까지 조리시간을 자유롭게 설정할 수 있는 타이밍 기능과 화상 방지를 위한 ‘잔열 표시등’ 기능을 더해 편의성과 안전성을 더했다.

디자인 또한 독일 쇼트세란의 세라믹 글라스 상판을 채용해 내구성은 물론 고급스러운 주방 연출이 가능하고 상판 청소도 쉽다.

동양매직 관계자는 “이 제품은 가스불이 편하지만 트렌디한 주방을 갖고싶어 하는 소비자의 니즈와 프리미엄 디자인에 끌리지만 가격과 전기세가 비싸서 구입을 망설였던 소비자들의 니즈를 반영해 두 마리 토끼를 잡았다”며 “겨울철에는 전기 화구를 위주로, 전기세가 부담되는 여름철에는 가스버너를 위주로 사용하면서 스스로 에너지 조절이 가능하다”고 말했다.

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▪삼중테크

태양광 하이브리드 흡수식 냉온수기  

흡수식 전문업체 삼중테크는 지난 2013년 태양열 신재생에너지를 적극 활용한 ‘태양광 하이브리드 흡수식 냉온수기’ 유닛을 국내에 적용하는 시범사업을 마치고 본격적으로 국내 보급을 추진 중이다.

태양에너지를 이용하는 하이브리드 흡수식 냉난방시스템은 별도의 보조열원 시스템 없이 태양열 집열기와 한 대의 하이브리드 흡수식 냉온수기를 이용해 일사량 및 냉난방 부하에 따라 △태양열 단독 냉방모드 △가스 단독 냉방모드 △하이브리드 냉방모드 △태양열 난방모드 △가스난방모드 등 5가지의 운전 모드로 4계절 고효율 냉난방의 구현이 가능한 흡수식냉온수기 업계의 신기술로 평가받고 있다.

산업통상자원부 신재생에너지 기술개발사업의 일환으로 지난 2006년부터 약 8년간 진행된 하이브리드 흡수식 냉난방시스템 개발 프로젝트는 삼중테크와 한국생산기술연구원이 국책연구과제로 공동 기술개발을 추진, 지난 2013년 개발 및 실증작업이 완료됐다.

상용화 용량범위인 30RT급 태양열 하이브리드 흡수식 냉난방 시스템의 경우 천안 한국생산기술연구원과 울산 친환경청정기술센터 등에 적용돼 1년의 냉·난방 실증을 거쳐 시스템의 유용성과 획기적인 에너지절감 효과도 입증됐다.

하이브리드 흡수식 냉난방시스템 개발 국책과제에 적극 참여한 삼중테크는 2012년 업계 최초로 취득한 NET(신기술 인증)인증과 더불어 △최적 집열면적 구현(동일냉방용량 기준 기존 집열면적의 50∼60%) △태양열 회수로 하이브리드(태양열+가스) 정격 냉방 COP 1.62 실현으로 대폭적 에너지절감 및 탄소배출 절감 △원격 시스템 모니터링과 스마트 제어기술로 사용자의 편의성 극대화 등의 제품 특장점을 앞세워 국내 흡수식 냉온수기 시장에 하이브리드 유닛으로 본격적으로 진입한다는 계획이다.