수열에너지는 유럽, 미국, 캐나다, 일본 등 기술 선진국에서 활용하는 기술이다. 하천수는 냉난방으로, 댐이나 호수 둑에 고여있는 심층 호소수는 냉방 전용으로 활용 중이다.
대표적인 곳이 캐나다 온타리오 호수 심층원수를 활용한 수열에너지다. 온타리오 호수 물은 연평균 영상 4도를 유지한다. 호수 심층원수를 정수장에서 정수처리해 7.8도로 열교환하고 냉방에 활용 후 식수로 공급한다. 최대 냉방용량은 7만5000냉동톤(RT)이다. 이는 150개 빌딩 320만㎡에 열과 냉방을 공급한다. 기존 냉방시설에 비해 전력사용량의 최대 90%를 절감할 수 있다. 연간 7만7000톤 CO₂ 감축 효과가 있다.
미국 뉴욕주 코넬대는 근처 빙하호수를 이용해 1999년에 5800만달러를 들여 수열에너지시스템을 만들었다. 카유가 호수 76.2m 지점에 취수펌프를 설치해 시스템을 만들었다. 영상 4도 호수물을 취수펌프를 이용해 지름 1.6m 관을 통해 3.22㎞를 수송해 열교환시설 수조로 옮긴후 온도차를 이용해 냉난방을 한다. 시스템은 여름에 8.3도, 겨울에는 10도 냉수를 빌딩에 공급한다. 코넬대는 이를 통해 냉매로 사용하는 염화불화탄소(CFC)를 사용하지 않게 됐고. 화석 에너지 사용량을 86%나 줄였다. 또 해당 주역주민은 새로운 냉매와 운영비용 절감으로 약 75만달러 상당을 절약했다.
아시아지역에선 일본 하코자키 지구 열공급센터센터도 주목할 만하다. 하코자키 지구는 일본 최초로 스미다강 하천수를 이용해 지역에 냉난방을 공급한다. 하절기 6만7000㎥, 동절기엔 2만3000㎥ 물을 활용한다. 하절기 영상 5도, 동절기 영하 3도물을 활용해 온도차이로 냉난방을 공급한다.
국내에서도 광역상수도를 활용한 수열에너지 사업이 본격화됐지만 넘어야 할 과제도 있다. 우리나라는 대형 수열에너지를 아직 국산화하지 못했다. 기존 시범사업에 일부 국산화가 이뤄졌지만 대형 열교환기와 히트펌프는 외산에 의존하는 상태다. 기술적 어려움보다 수요가 많지 않았기 때문이란 분석이다. 기술이 보급되면 충분히 해외 수출 가능성도 열려 있다.
수열에너지를 활용하고 순환된 물이 생태계로 돌아갈 때 온도차를 얼마나 둘지도 과제다. 극심한 온도차가 발생할 경우 수상 생태계를 교란할 위험성도 있기 때문이다.
수자원공사 관계자는 “하천수를 포함한 수열에너지 활용은 에너지 절감, 탄소 감축은 물론 미세먼지를 줄이고, 일자리 창출에도 기여할 수 있다”면서 “순환되는 물은 깨끗하게 정수를 통해 가정과 산업단지에 들어가는 만큼 생태계에도 큰 영향을 미치지는 않을 것”이라고 말했다.
이경민기자 kmlee@etnews.com
