□ 최근 원자력발전소의 대규모 가동 중단에 따른 전력난으로 전력수급에 비상이 걸렸다. 6월 내내 예비전력이 100만 kW대에 머무를 것으로 예상되는 가운데 전력 현황판은 연일 ‘관심’ 단계를 가리키고 있다. 30도를 웃도는 무더위가 예년보다 일찍 찾아오면서 전국적인 ‘블랙 아웃(대규모 정전 사태)’에 대한 우려가 깊어지는 이때 산업현장에서 버려지는 열로 에너지절약을 실현할 수 있는 기술이 개발됐다.

■ 한국에너지기술연구원(황주호 원장)은 산업체 보일러에서 배출되는 배기가스 열를 회수해 재사용하는 ‘보일러 배가스 열원 고온 열펌프 적용기술’을 개발했다.

◦산업체에서 가동되는 보일러는 굴뚝을 통해 다량의 가스를 배출한다. 이 가스에는 다량의 열에너지가 포함돼 있으나 효율적인 재이용 방법이 없어 그대로 대기에 방출돼 왔다. 에너지효율연구단 이영수 박사 팀은 기존에 개발한 유동층 열교환기와 고온 열펌프 시스템을 조합해 보일러 배가스의 열에너지를 효율적으로 회수하는 시스템을 확보했다.

※ 유동층 응축형 열교환기

한국에너지기술연구원이 ‘산업통상자원부 에너지자원기술개발’ 지원을 받아 개발한 원천기술. 산업용 보일러와 같이 많은 연료소비를 필요로 하는 설비에서 나오는 배기가스로부터 응축열을 회수해 다시 공정에 활용, 에너지를 획기적으로 절감할 수 있는 기술. 보일러 배가스 유로에 물유동층을 형성해 응축잠열을 회수하는 방식.

◦기존에 개발된 열펌프는 주거용 냉난방시스템에 적용 가능한 기술로 산업공정에 바로 적용하기에 한계가 있었다. 연구팀이 개발한 ‘보일러 배가스 열원 고온 열펌프 적용기술’은 배가스 응축열 회수 기술과 고온 열펌프 기술의 융합 기술로, 기존 열펌프로는 생산할 수 없었던 70℃ 이상의 고온수를 산업체에 공급할 수 있는 상용화 기술이다.  

□ 연구팀은 개발된 시스템이 상용화될 경우 에너지 절감과 이산화탄소 배출 감소를 동시에 실현할 수 있을 것으로 내다봤다.

◦현재 국내 총 에너지유 사용량은 약 230,000천 TOE/년이며, 산업체 보일러 에너지유 사용량은 약 60,000천 TOE/년이다. 국내 보일러 보유대수는 약 35,000대에 이른다. 시스템의 시장보급 가능량을 30%로 가정할 때 에너지절감 잠재량은 180,000 TOE/년으로, 연간 1,306억원의 에너지 절감 및 552,618톤/년의 이산화탄소 감소가 가능할 것으로 예상된다.

※ TOE(tonnage of oil equivalent)

여러 단위로 표시되는 에너지원들을 원유 1톤이 발열하는 칼로리 기준으로 표준화한 단위. 1TOE는 원유 1톤(7.41 배럴)의 발열량 1,000만kcal가 기준이 되며 석탄 1.55톤, 천연가스 1,150㎥에 해당

◦개발된 기술은 ㈜롯데푸드 청주공장에 설치돼 공정수 온수공급에 활용되고 있다.

□ 연구책임자 이영수 박사는 “배가스 응축열회수기술과 고온 열펌프 기술의 조합은 새로운 시장 개척을 가능하게 할 것”이라며 “우리나라가 원천기술을 확보하고 있는 만큼 향후 선진국으로의 기술 수출을 목표로 하고 있다”고 밝혔다.