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[기획] 신규 수요창출 위한 ‘LPG-GHP’, 현주소와 기대효과
농어촌 탄산시비, 에너지안보 차원의 가스냉난방 ‘투 트랙 전략’
고효율에너지 기자재 선정 후 설치장려금 포함 관건
설치비 등으로 가격경쟁력 한계 LPG배관망과 연동 가능성 커
골프장·관공서 등 보급 목표 스마트팜 시대에 활용
김재형 기자  |  number1942@gasnews.com
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[1435호] 승인 2020.05.11  23:25:55
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▲ 농가에서 난방과 탄산시비를 위해 LPG GHP를 설치하고 모니터링 중으로 다양한 장점이 도출되고 있다.

[가스신문=김재형 기자] LPG업계가 신규수요 창출을 위해 LPG-GHP 보급방안을 찾고 있다. LPG소비량은 석화용의 증가로 전반적으로 늘어나는 추세이지만 민수용으로의 쓰임새는 다소 줄고 있다. LPG-GHP는 수년 전부터 보급을 위한 방안을 모색했으나 다양한 걸림돌로 인해 성과를 거두지 못한 채 다소 지지부진한 실정이다. 그러나 올해 초 LPG-GHP는 고효율에너지 기자재 인증 대상에 포함되면서 향후 기기보급이 늘어날 수 있는 기틀이 마련됐다. 이에 신규 소비처 발굴에 목말라 있던 LPG사업자들은 GHP에 거는 기대감도 커지고 있다. 현 실태와 보급을 확대할 수 있는 가능성 등을 살펴본다.

 

LPG-GHP의 필요성 대두

가스냉난방 GHP(Gas Engine Heat Pump)는 LPG 또는 LNG로 엔진을 구동하고 냉매와 발생되는 열을 활용해 냉·난방 또는 냉·온수를 공급하는 고효율 냉난방 공조장치이다. 국내에서는 전기수요가 워낙 많다보니 전력부하 문제를 막기 위한 대비책을 세워 놓는 게 중요하다. 최근 들어서는 예비전력에 다소 여유가 있지만 여름과 겨울의 계절적인 영향으로 전력은 언제든지 과부화가 생길 수 있기 때문이다. 이에 에너지 수요의 패턴을 전기에서 가스로 이동하면 국가 에너지안보 차원의 해결책이 될 수 있을 전망이 나오고 있다.

LPG업계는 GHP보급을 위해 투 트랙 전략을 펼치고 있다. 수년 간 한국기계원구원 등과 함께 농업용 부분에서 GHP의 활성화 방안을 연구 중이다.

온실의 최적 환경을 제공하기 위하여 다양한 에너지가 필요한데 탄산시비를 적용하는 농가가 증가하고 있다.

여기서 발생하는 문제점은 대부분의 농가에서는 난방이 가장 중요한 실정에서 난방 연료로는 유류 연료가 보편적으로 사용되고 있다. 그러나 지난 2015년 시설난방용 경유에 대한 면세혜택이 폐지되면서 전기 난방기가 기하급수적으로 늘어나는 것으로 알려졌다. 농가 입장에서는 비용 절감을 위해 농사용 전기를 이용하는 것이 좋지만 2차 에너지인 전기를 난방 에너지원으로 사용하는 것은 국가적으로 손실이 크다는 지적이다.

에너지경제연구원에 따르면 온실 난방에 가스연료가 차지하는 비중은 1% 이하로 매우 낮은 실정이다. 동일 열량 발생 기준으로 면세 등유와 비교해도 농업용으로 부가세가 면제되는 LPG요금이 저렴하고, 연료 배급망도 잘 갖추어져 있어 최근 LPG연료의 사용이 춘천 등 일부 지역에서 증가하는 추세이다.

농업용 부분과 더불어 냉·난방 기기로 LPG-GHP 보급방안도 가능성이 점쳐지고 있다. 국내는 냉·난방의 전력 의존도가 매우 높아 여름과 겨울에 전력피크가 발생하고 있다. 전력거래소 자료를 참고하면 냉난방 전력수요가 전체 전력의 30%를 넘어선 것으로 나타나 전력 수요관리에 대한 필요성이 대두되고 있다.

정부와 업계는 전력피크 분산을 위해 가스냉방 보급 확대를 위한 연구용역을 진행하고 있다. 이 같은 연구를 통해 가스냉방 보급 중·장기 종합대책을 수립할 예정이다. 기존 LNG-GHP는 어느 정도 활성화된 가운데 도시가스 미공급지역에 대해서는 LPG-GHP를 우선적으로 공급하는 등 지역적 특성을 고려한 종합적인 대책이 수립되기를 바라고 있다.

 

LPG-GHP 특장점

농업용 LPG-GHP를 연구 중인 한국기계연구원에 따르면 가스를 연료로 사용할 경우 연소배출물 농도가 상대적으로 낮아 배기가스를 이용한 탄산시비가 가능한 장점이 있다. 전기나 유류와 비교해 온실가스 배출량도 크게 줄일 수 있어 중장기적인 관점에서 온실에서 가스연료의 사용을 확대하는 것이 바람직하다는 결론이다.

특히 한국기계연구원은 농촌진흥청 연구사업으로 상용 가스히트펌프를 개조하여 온실의 에너지원으로 사용하는 스마트 에너지 통합 시스템을 개발했다. 가스히트펌프를 사용해서 온실의 냉난방과 동시에 이산화탄소까지 공급할 수 있다. 이를 통해 농가의 에너지 비용을 절감하고 중복되는 에너지 공급 장치 및 이에 따른 손실을 줄일 수는 장점이 있다. 이 같은 시스템을 통해 에너지 효율 향상 및 연료 전환을 통하여 온실가스 배출량을 50% 가량 저감할 수 있어 환경적으로 큰 도움이 된다. 상용 가스히트펌프에 장착된 엔진을 개조하고 후처리 장치 및 ECU를 자체 개발함으로써 CO, NOx 농도를 기준치 보다 훨씬 낮은 10ppm 이하로 저감시키는 성과를 거뒀다. 작물에 유해한 미연 탄화수소 농도도 ppb 수준으로 거의 배출되지 않는 수준에 도달했다. 가스히트펌프 운전 기간 동안 CO, NOx가 기준치(50ppm, 출구산소 4% 기준) 이상 발생 시 탄산시비 라인이 자동으로 차단된다. 냉난방은 덕트형 실내기를 통하여 온실 내부 온도 분포가 균일하게 설계하고 탄산시비 역시 온실 내에 균일하게 공급이 될 수 있게 송풍기를 통하여 외부 공기와 혼합하여 공급하는 방식을 적용했다.

온실의 냉난방과 탄산시비는 스마트팜 기술을 이용하여 통합 관리한다. 가스히트펌프를 이용한 스마트 에너지 통합 시스템은 기존의 온실 환경 제어와 연계되어 에너지 최적화를 구축할 수 있다. 기본적으로 자동 제어를 기반으로 하고 있으며 모바일 앱을 통하여 원격에서도 손쉽게 모니터링 및 제어가 가능하다.

냉·난방 부분과 관련 GHP는 전기냉난방을 가스로 전환하면서 에너지 수요관리 효과가 발생하며 전기·가스 수요패턴 균등화로 발전소 건설 회피비용 등 경제적 효과도 발생하는 것으로 나타났다. 또한 전력 예비율이 추가확보 되어 전력공급 차질 우려를 해소하는 한편 전력공급의 안정성 강화에도 도움이 될 전망이다. 한국LPG산업협회와 E1·SK가스, 한국LPG배관망사업단, 기기제조사 등은 ‘LPG-GHP 보급확대를 위한 수요조사 및 파급효과 분석’ 연구용역을 실시한 바 있다. 민감한 사안으로 비공개 연구용역이라 세부내용을 알 수 없으나 LPG-GHP는 LNG와 함께 활성화 되면 전력 예비율이 추가로 확보되어 전력공급 차질 우려를 해소하는데 도움이 된다는 결과가 도출됐다.

 

앞으로 해결과제

농업용 GHP는 에너지 이용효율화 사업으로 포함돼 50%의 지원을 받고 장기융자가 가능해져야 한다. 해당 사업의 목적은 신재생에너지 이용기술의 농업분야 적용 및 농자재 가격 상승으로 인한 농가 경영비 부담 경감을 위한 에너지절감자재를 지원하는 것이다.

이와 관련 농업용 LPG-GHP를 연구 중인 한국기계연구원 이상민 박사는 “인구증가와 함께 인구는 대도시로 집중되고 있다. 늘어나는 도시인구의 수요를 충족시키기 위한 도시농업이 최근 다시 각광받고 있으며 미국, 유럽 등 선진국에서 도시농업 기업에 대규모 투자가 이뤄지고 있다”고 말했다. 특히 그는 식물공장, 수직농장으로 대표되는 도시농업은 LED 조명과 냉난방을 위한 전기 다소비 시설 기반이기 때문에 발전 부담을 가중시키므로 이를 해결하기 위한 에너지원의 다양화 및 에너지의 효율적인 사용이 더욱 중요하다고 덧붙였다. 결국 건물에서 버려지는 에너지를 작물 재배에 활용할 수 있는 스마트팜과 스마트시티의 결합 기술도 앞으로 연구되어야할 주제로 예측했다.

고효율에너지 기자재 인증 대상에 LPG-GHP가 포함되면서 향후 기기보급이 늘어날 수 있는 기틀이 마련됐다. 산업통상자원부가 에너지이용 합리화법 제22조 및 제23조 등에 따라 고효율에너지기자재 보급촉진에 관한 규정을 개정하면서 가스히트펌프 연료의 적용범위를 천연가스에서 LPG까지 확대 시켰다. 해당 법안이 개정되지 않으면 사실상 LPG-GHP는 보급될 수 있는 여건이 되지 않았던 만큼 큰 의미가 있다.

공공기관은 에너지기자재 신규·교체수요 발생 시 특별한 사유가 없으면 고효율 에너지기자재 인증제품을 구매해야 한다. 일정규모 이상 민간시설들도 가스냉방으로 LPG-GHP 설치 시 정부의 보조금을 지원받을 수 있는 최소한의 법적근거가 마련됐다. 앞으로 지방의 골프장, 관공서, 웨딩홀 등 LPG 난방이 되는 시설에 대한 LPG-GHP 공급이 확대될 수 있을지 관심이 커지고 있다.

LPG-GHP가 대기오염개선 효과와 전력 대처 역할, 전력 과부하 억제, 에너지 다원화 등에 기여할 수 있는 긍정적인 효과가 크지만 결국 기기가 보급되기 위해서는 정부의 지원이 절실하다. LPG업계 주축으로 LPG-GHP의 파급효과 연구용역을 실시한 배경은 정부가 지난해 6월 가스냉방 종합대책 수립을 위한 연구용역을 진행하는 과정에서 전력피크 분산을 위해 LPG-GHP의 역할을 찾기 위함이다.

이에 내년 예산에 LPG-GHP보급을 위한 지원금을 포함시킬 수 있을지가 관건이다. 또한 LPG배관망 사업이 진행된 곳 위주로 GHP가 보급될 가능성이 있다. GHP 설치를 위해 별도로 소형저장탱크 등을 설치하게 되면 EHP 대비 경제성이 뒤떨어지기 때문이다. 현재 전국적으로 군단위와 마을단위 LPG배관망사업이 진행되고 있는데 가스공급가격이 낮은 지역은 어느 정도 가격경쟁력을 갖출 것으로 전망된다.

LPG-GHP는 경제성을 높이기 위해 일본과 같이 보조금 및 세제혜택 등을 활용해 설치비와 운영비 부담을 줄여주고 공공기관 등을 중심으로 가스냉난방 선수요 확대를 유도해야 한다. 일본은 정부 지원정책으로 한해 6000여대의 LPG-GHP시스템이 설치되고 있다. 일본은 우리나라와 기후조건과 에너지 이용조건이 엇비슷한데 가스냉난방 비중은 전체의 20%를 넘고 있다. 이는 우리나라와 비교해 3배가 넘는 수준이다. 일본 정부는 후쿠시마 원전 사고 이후 재난 대응 에너지로 LPG의 중요성을 인식하고 있다. 2014년 에너지 기본계획에 LPG를 최후의 에너지수단으로 지목했으며 2015년 발표한 2030년 일본 에너지 수급계획 보고서에서 LPG의 비중을 전체 에너지 공급의 3%대로 유지토록 했다.

앞으로 우리나라도 LPG배관망이 공급되는 지역의 공공기관, 학교와 체육관 등은 LPG-GHP 설치를 고려해야 한다. 정부는 천연가스 미공급이 확정된 13개 지역(화천, 청송, 장수, 영양, 인제, 양구, 철원, 옹진, 신안, 남해, 진도, 완도, 울릉 등 3만9853세대)을 대상으로 군단위 LPG배관망 사업을 완료 또는 실시 중이다. 이밖에 마을단위·개발제한구역 등에도 LPG배관망사업이 진행되고 있다.

또한 비상시 피난소에서 냉난방뿐만 아니라 취사, 온수, 비상발전 등 다양한 용도로 LPG를 즉시 사용할 수 있기에 적극 활용할 필요가 있다.

국내 가스냉난방시장이 활성화되지 못한 이유로 일본산 제품 점유율이 매우 높다는 점이다. 국산 기기 업체들에 대한 R&D 및 자금지원 등을 통해 국산 기기효율이 향상되면 가스냉난방기기의 대일 수입이 줄고 새로운 수출 시장도 개척할 수 있다. 지난해 일본의 수출규제를 계기로 반도체·디스플레이 핵심소재 분야에서 국내 업체들에 대한 투자와 지원으로 ‘탈일본 자립화’에 성공한 것이 좋은 사례로 꼽히고 있다.

   
▲ GHP를 설치한 현장으로 LPG업계는 신규 수요 창출을 위해 냉난방 기기보급 방안을 찾고 있다.

 

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인터뷰 | LG전자 GHP사업실 남상철 실장

공조용 LPG요금체계·설치장려금제 반영 필요

   
 

LPG와 LNG-GHP는 동일 스위치로 전환 가능
고효율·고품질 제품 저렴하게 만들도록 최선

 

“GHP는 국가 에너지 균형적 발전이라는 측면에서 접근되면서, 공공기관에 의무적으로 사용하는 LNG-GHP 시장 위주로 형성되고 있습니다. 도시가스가 공급되지 않는 지역은 대부분 전기를 이용하는 EHP가 보급됐는데, 앞으로는 LPG-GHP가 틈새시장으로 확대될 수 있다고 봅니다. 만약 정부가 에너지안보 차원에서 제도적, 정책적인 지원을 뒷받침해 준다면 LPG-GHP 시장은 생각보다 크게 확대될 수 있습니다.”

LPG업계와 함께 GHP 활성화 방안을 연구 중인 LG전자 GHP 사업실 남상철 실장(52)은 기기제조사 입장에서 바라본 LPG-GHP의 시장 잠재력에 대해 이 같이 평가했다. GHP는 가스엔진 구동을 통해 엔진과 연결된 압축기를 돌려서 냉난방 사이클을 구현하는 냉난방기기이며 흔히 우리가 아는 EHP는 전기압축기로 냉난방 사이클을 만드는 차이점이 있다고 설명했다. GHP는 전원이 인가되지 않는 기계식 압축기를 가스엔진이 돌려주면서 냉난방 사이클을 구현하는 차이점이 있다고 덧붙였다.

“LPG-GHP 보급이 더디다 보니 일부에서는 혼선이 있는 듯한데 LG전자에서 판매 중인 GHP는 LNG와 LPG 겸용입니다. 설치할 때 간단한 딥스위치 조정으로 가스종류를 선택할 수 있지요. 가스보일러의 경우 LNG용과 LPG용이 별도로 판매되지만 GHP는 동일 제품이므로 가격도 동일합니다. 다만 구매자들 입장에서는 LNG가 보급돼야 GHP 설치를 고려할 수 있기에 LPG는 상대적으로 덜 알려질 수밖에 없을 것 같습니다. 이제 막 고효율에너지 기자재 인증 대상에 포함되는 등 보급을 위한 단계를 밟아가는 만큼 기대감은 큽니다.”

남상철 실장은 LPG-GHP가 보급되기 위해서는 아직까지 넘어야할 산이 많다고 말했다. LPG-GHP의 보급을 확대하려면 투자비나 운전비의 경쟁력을 확보하여 다양한 고객이 찾을 수 있도록 해야 한다는 것. LNG의 경우 각 권역별로 도시가스사가 가스배관을 확대하면서 고객이 가스기기를 사용할 수 있는 기반을 마련하고 있다.

반면 LPG는 연료 수급을 위한 별도의 LPG저장탱크가 필요하기 때문에 투자비 측면에서 불리하다. 이러한 부분을 극복하기 위해 LNG-GHP처럼 설치장려금 제도 반영이 시급하다고 그는 말했다. 운전비 측면에서 보면 LPG단가는 업체별로 차이가 크고, 경쟁력 있는 LNG단가에 비해서 다소 높아 제도적으로 운전비용을 지원해야할 필요가 있다고 설명했다.

“LPG-GHP가 보급되기 위해서는 결국 경쟁력을 갖추는 게 가장 중요합니다. 제품의 경쟁력은 저렴한 투자비 및 운전비로 나눠서 볼 수 있습니다. 투자비용은 제품가격 및 설치비용인데 고효율, 고품질 제품을 저렴하게 만드는 것이 제조사의 숙명이라고 생각합니다. 동일용량 EHP에 비해 필요로 하는 부품이 많아 EHP와 비슷한 제품가격을 맞추는 것은 다소 어렵습니다. 그러나 LG전자는 유일한 국산제조사로서 고효율, 고품질 제품을 저렴하게 만들기 위해 노력하고 있습니다.”

남 실장은 운전비용의 경우 도시가스는 냉난방공조용, 산업용 등 저렴한 요금이 적용되어 경쟁력 있는 운영비가 나오지만, LPG의 경우는 별도 요금제가 없고 단가마저 모두 다르기에 LPG-GHP 보급확대를 위해서는 공조용 요금체계 신설이 절실하다고 강조했다. 그는 앞서 언급한대로 기기적 특성 측면에서 LNG/LPG GHP는 동일 제품으로 효율 및 가격, 기기 설치비용도 같다. 다만 발열량의 차이가 있어 가스 사용량이 다르다고 귀띔했다.

남상철 실장은 공사방법에 대한 차이가 있는데 LPG-GHP를 사용하기 위해서는 LPG저장탱크가 있거나 LPG배관망이 설치되어야 사용 가능할 것으로 예측했다.

끝으로 그는 “유일한 국산 제조사로서 현장 특성에 따라 고객들에게 제품 선택의 폭을 넓혀주는 목표를 갖고 있다. 가스식 시장을 키워, 가스 제품의 보급 확대에 힘쓰고 결국엔 국가적으로 원활하게 에너지 정책이 운영될 수 있도록 기여하겠다”라고 밝혔다.

LPG-GHP 보급 확대를 위해 정책적으로 노력하고 있는 유관기관들을 지원하고 제조사로서의 고효율 고품질 제품을 만들어 고객이 쉽게 접근할 수 있는 친근한 제품이 될 수 있도록 노력하겠다며 말을 마쳤다.

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