[서울=뉴스핌] 서영욱 기자 = 한강 원수를 활용해 건물을 냉난방하는 국내 최대 규모의 수열에너지 시스템이 본격 가동에 들어갔다. 한국무역협회가 운영하는 한국무역센터는 기존 국내 최대 사례인 롯데월드타워를 넘어선 7000RT(Refrigeration Ton) 규모의 설비를 구축해 신재생에너지 비중을 기존 2%에서 32%로 끌어올리고 연간 2400톤의 탄소 배출을 줄일 계획이다. 특히 LG전자의 대용량 수열 히트펌프가 처음으로 상용화되면서 국내 수열에너지 산업 확산의 전환점이 될 수 있다는 평가가 나온다.

◆무역센터 지하의 대공사…한강 물길을 잇다
15일 한국무역협회와 한국무역센터를 운영하는 WTC서울에 따르면 지난해 말 무역센터에 총 7000RT 규모의 수열에너지 시스템 구축을 완료하고 지난 4월 본격 가동에 들어갔다. 수열에너지는 하천이나 호수, 해수 등이 가진 온도 특성을 활용해 냉난방에 필요한 열을 공급하는 신재생에너지다. 무역센터에 구축된 7000RT 규모의 수열시스템은 국내 최대 수준으로, 기존 대표 사례인 롯데월드타워(약 5000RT)보다 약 40% 크다. 도심 대형 복합시설에 적용된 수열에너지 사업 가운데 최대 규모로 평가받는다.

수열에너지의 핵심 열원은 무역센터 바로 옆 봉은사로 지하를 지나는 광역원수관이다. 팔당취수장에서 부평정수장으로 향하는 이 관로는 직경 2200㎜ 규모로 건물 경계와 직선거리 약 15m에 불과하다. 무역협회는 이 원수관에서 원수를 공급받기 위해 메인관에서 배관을 분기해 건물 내부 에너지플랜트까지 신규 관로를 구축했다.

이를 위해 기존 터보냉동기 3대와 빙축열조 11기 등을 철거하고 지하 4층에 수열기계실을 새로 조성했다. 이곳에는 LG전자가 제작한 1000RT급 수열용 히트펌프 3대와 500RT급 급탕용 히트펌프 1대가 설치됐다. 원수는 열교환기를 거쳐 냉난방 에너지로 전환된 뒤 건물 전체에 공급되며, 기존 냉각탑과 냉동기가 담당하던 역할 상당 부분을 대체하게 된다.

◆에너지 먹는 하마 된 무역센터…대안은 한강이었다
수열에너지는 한강 원수의 안정적인 수온을 열원으로 활용해 냉난방 효율을 높이는 기술이다. 여름철에는 건물 내부에서 발생한 열을 한강 원수로 방출하고, 겨울철에는 반대로 한강 원수가 가진 열을 끌어와 난방에 활용한다. 이 과정에서 핵심 역할을 하는 장비가 열교환기와 수열 히트펌프다. 한강 원수와 건물 냉난방수는 직접 섞이지 않고 열교환기를 통해 열만 전달된다. 이후 히트펌프가 낮은 온도의 열을 높은 온도로 끌어올리거나 반대로 이동시켜 냉방과 난방에 필요한 에너지를 공급한다. 보일러처럼 열을 새로 만드는 방식이 아니라 이미 존재하는 열을 이동시키는 구조여서 에너지 효율이 높다. 실제 무역센터에 적용된 히트펌프는 기존 열원 대비 20~50%의 에너지 절감 효과를 기대할 수 있다.

무역협회가 수열에너지에 주목한 이유는 막대한 에너지 소비 때문이다. 무역센터의 연간 전력 사용량은 약 1억400만kWh에 달한다. 전기요금만 연간 178억원 수준이다. 트레이드타워와 아셈타워, 코엑스 전시장, 쇼핑몰, 호텔 등 대규모 시설이 24시간 가동되면서 강원도 태백시의 연간 소비량과 유사한 전력을 소비한다.

문제는 비용만이 아니었다. 탄소중립 요구가 강화되면서 건물 분야의 에너지 전환 압박도 커지고 있다. 무역센터 역시 기존 신재생에너지 비중이 약 2%에 그쳤다. 태양광과 지열 등을 운영했지만 도심 고밀도 환경에서는 추가 확대에 한계가 있었다. 옥상은 냉각탑과 각종 설비로 가득했고, 주변 고층 건물 때문에 태양광 효율도 떨어졌다. 풍력 역시 안정적인 바람 확보가 어려웠다.

◆8년 준비 끝 결실…신재생 32%·탄소 2400톤 감축
무역협회는 지난 2017년부터 장기적인 열원설비 개선 계획을 수립하고 대안을 검토하기 시작했다. 롯데월드타워와 프랑스 파리의 수열에너지 사례를 직접 벤치마킹했고, 한국수자원공사와 함께 기술적·경제적 타당성 검토도 진행했다. 그 결과 수열히트펌프와 냉각수 열원을 병행하는 방식이 가장 높은 경제성을 확보할 수 있다는 결론에 도달했다.

8년에 걸친 준비 끝에 성과도 나타나고 있다. 무역협회는 수열에너지 도입으로 신재생에너지 비중이 기존 2%에서 32%로 확대되고 연간 탄소배출량은 약 2400톤 감소할 것으로 기대하고 있다. 경제성도 입증되고 있다. 지난 4월 수열 히트펌프 운영 결과 전력 사용량은 36만3395kWh에서 25만1825kWh로 약 31% 감소했으며, 전기요금과 수도요금을 포함해 한 달 동안 총 3606만원의 비용을 절감했다.

무역협회는 이러한 운영 실적을 바탕으로 연간 에너지 비용이 기존 38억원 이상에서 24억원 수준으로 줄어들 것으로 보고 있다. 전기요금 6억2000만원, 가스비 4억2000만원, 수도요금 2억8000만원 등을 포함해 총 12억8000만원의 운영비 절감 효과가 기대된다. 기존에는 냉동기에서 발생한 열을 식히기 위해 냉각탑 8~10대를 가동해야 했지만 수열시스템 도입 이후에는 원수펌프 1~2대가 상당 부분 이를 대체하게 되면서 전력 소비는 물론 열섬현상과 소음, 백연 발생까지 줄일 수 있게 됐다.

◆LG전자 히트펌프 첫 상용화…수열산업 분기점
이번 사업은 국내 냉난방 설비 산업 측면에서도 의미가 크다. 무역센터 프로젝트는 국내 최대 규모의 수열시스템 상용화 사례로 평가받는다. 특히 LG전자가 개발한 1000RT급 수열용 히트펌프 3대와 500RT급 급탕용 히트펌프 1대가 적용되면서 국산 대용량 수열 히트펌프가 처음으로 실제 대형 복합시설에서 상용화됐다. 그동안 해외 업체 중심이었던 대형 친환경 열원 시장에서 국내 기술의 성능과 안정성을 검증한 사례라는 평가다. 업계에서는 향후 산업단지와 대형 복합시설, 공공건물 등으로 수열에너지 도입이 확산될 경우 이번 무역센터 프로젝트가 대표 사례로 활용될 가능성이 높다고 보고 있다.

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