① 지열에너지시스템으로 냉난방 해소, 바람직한가
② 신재생E 설치의무 비율에 수소연료전지+가스냉난방 적합
③ 현실적 환경·경제성 감안한 복합냉난방신에너지공급시스템

[가스신문=주병국 기자] 최근 공공건축물을 대상으로 설치되고 있는 지역냉난방시스템이 분산전원인 가스냉난방보다 초기 투자비는 물론이고 운전비도 많이 투입되는 것으로 조사됐다.

특히 설치 운전에 따른 전기소비량은 지열냉난방시스템이 가스냉방보다 무려 9배나 많고, 에너지효율도 낮지만 신재생에너지 설치의무화로 공공건물 등에 무분별하게 설치되고 있어 적절한 조율이 필요하다는 지적이 나오고 있다.

관련업계에 따르면 정부의 ‘신재생에너지 공급의무’ 비율 상향 조정과 함께 지자체별로 ‘녹색건축물 조성 지원법’에 따라 의무설치 대상 건물에 지열냉난방시스템이 늘고 있다는 것이다.

정부와 많은 지자체에서는 신재생에너지 개발이용보급촉진법 및 신재생에너지 설치 의무화제도를 시행하고 있고, 공공기관 건물의 경우 1000㎡ 이상이면 의무대상이며, 의무비율은 건물 허가 기준으로 2016년 18%, 2017년 21%로 매년 높아졌고, 올해는 30%이다. 민간건축물 역시 녹색건축물 조성법 등에 따라 공공건축물보다는 낮지만 의무비율(2020년 11%)은 매년 증가 추세이다.

이렇다보니 공공건축물의 경우 신재생에너지 의무비율을 맞추기 위해 최근 태양광발전 대신 지열시스템을 통한 지열냉난방 설비를 갖추는 곳이 늘고 있고, 많은 지자체에서도 공동주택까지 지열냉난방시스템 설치를 권장하고 있다.

올해 10월 준공을 앞둔 D경찰서의 경우 1066kw급 지열시스템을 설치, 신재생에너지 의무비율(18%)을 충당하고, 건물 냉난방은 73%를 지열시스템으로, 27%는 EHP로 운영한다. 수십억원의 예산이 투입됐다. 문제는 과도한 투자비와 운전비 외 지열시스템을 통한 연간 전기사용량도 337,824kW에 이른다.

또 A대학교(1000kW)는 2016년 1000kW급 설치용량 규모로 학교 부지내 지열을 통한 지열냉난방시스템을 운영하고 있다. 이 학교 역시 당초 설계 때 기대했던 운전비보다 과도하게 나오고 있다. 전기사용량도 적지 않다.

이처럼 지열시스템의 보급 증가에 따른 에너지 생산량(TOE)은 꾸준히 증가하고 있다.

한국에너지관리공단 자료에 따르면 지열시스템의 에너지생산량 변동 추이는 지난 2013년 8만6959 TOE에 불과했으나 2015년 13만5046, 2016년 16만2047, 2017년 18만3922, 2018년 20만5464으로 6년 사이에 1.4배 급증했다.

올 연말쯤 지열시스템을 통한 에너지생산량은 약 25만 TOE를 상회할 것으로 예상된다.

이는 신재생에너지 설치의무화에 따른 공공기관 설치 사례가 늘어났기 때문이며, 최근 협소한 부지의 건물은 태양광발전 대신 지열시스템으로 의무비율을 충당하는 것도 한 요인으로 보인다. 다만 지열시스템을 통한 냉난방 공급시 과도한 투자비와 운전비용이 문제로 지적되고 있다. 여기에다 지열시스템이 신재생에너지이지만 동·하절기 전력피크 때 다른 신재생에너지 공급시스템보다 전기 사용량이 과도하게 많다는 점도 지적되고 있다.

관련업계 자료를 기초로 동일한 설비 규모(1463kW)를 기준으로 지열냉난방시스템과 가스냉난방간의 경제성 및 전기사용량을 분석한 결과 지열냉난방이 초기투자비는 최소 1.7배 이상, 운전비용은 1.5배 이상 많이 소요되는 것으로 조사됐다.

두 냉난방시스템의 분석결과를 보면 초기투자비의 경우 지열냉난방(1063kW, 73%)의 장비(2억4380만원) 및 공사비(10억7100만원)을 합쳐 13억1480만원이 투입된 됐다.

여기에다 의무비율 외 나머지 부문의 냉난방(27%)을 위해 별도의 EHP(399kW) 설치에 따른 기기비용(9150만원)과 설치비(8610만원)까지 합쳐 총 14억9200만원 이상의 초기투자비가 소요됐다.

반면 가스냉난방시스템(GHP: 1463kW:100%)으로 건물 전체 냉난방을 공급할 경우 초기투자비는 기기값(6억0770만원)과 공사비(2억3390만원)를 합쳐 8억4160만원에 그쳤다. 지열냉난방시스템이 가스냉난방시스템보다 초기 투자비가 약 1.7배 더 비쌌다.

두 냉난방시스템의 운전비도 지열냉난방시스템의 경우 지열시스템 운전에 따른 연간 전기사용료가 7900만원, 여기에다 연간 EHP 운전비에 따른 전기사용료가 3530만원이 소요되는 등 총 연간 전기사용료가 1억1430원만원 소요됐다.

반면 가스냉난방(GHP)의 경우 연간 운전비는 전기사용료가 1280만원, 도시가스 사용료 5740여만원, 유지보수비(570만원/년) 각각 투입돼 총 연간 운전비가 7590만원에 그쳤다.

지열냉난방시스템이 가스냉난방시스템보다 연간 운전비용이 1.5배 더 많이 필요하다. 여기서 또 주목할 점은 연간 전기사용량이 가스냉난방시스템(53,800kW)보다 지열냉난방시스템(496,000kW)이 9배 이상 더 소비량이 많다는 점이다. 이처럼 지열냉난방시스템은 신재생에너지로 분류돼 건축물의 신재생에너지 의무비율은 충당할 수 있으나 건물의 냉난방 해소를 위해서는 초기투자비와 운전비용이 과도하게 소요되고, 전기사용량도 너무 많아 문제가 되고 있는 실정이다.

이에 많은 전문가들은 민간건물에서는 지열냉난방시스템이 비용 문제로 제한적으로 보급되고 있지만, 투입 예산을 걱정하지 않는 공공기관의 경우 그렇지 않아, 막대한 예산낭비라는 지적과 함께 에너지효율이 높은 신재생에너지 공급시스템을 융복합 형태로 설치하는 방안을 적극 검토해야 한다고 꼬집는다.

또 공공기관 외 공동주택 등 민간건물까지 경제성과 에너지 효율성을 전혀 고려하지 않고 무분별하게 지열냉난방시스템이 보급되는 것은 자칫 지하수 오염과 지반침하 등 또 다른 환경문제까지 유발할 수 있어 정부와 지자체의 세심한 관리감독이 필요하다고 지적하고 있다.

관련업계 관계자는 “정부와 지자체가 공공기관과 에너지다소비건물 등에 신재생에너지 설치 의무 비율을 높이는 것은 에너지전환 정책으로 바람직 하나, 지열시스템의 경우 지하수 오염과 지반 침하와 같은 또 다른 환경문제를 유발하고, 동·하절기 과다한 전기소비까지 야기시키는 것은 적절치 못하다”며 “신재생에너지의 균형감 있는 보급정책이 무엇보다 중요한 만큼 정부와 지자체에서는 신재생에너지 의무비율을 감안한 태양광 및 가스냉난방 또는 연료전지발전 및 가스냉난방과 같은 연계성과 효율성이 높은 에너지공급 시스템을 보급하는 것이 필요하다”고 말했다.