[일간투데이 최종걸 기자] 최근 국내 중소기업이 자연에서 발생하는 물 에너지를 측정해 데이터로 최적화한 인공지능 기반의 수열 에너지 운용센서 시스템을 개발해 관심을 끌고 있다. 

이 같은 결실은 한국수자원공사의 전폭적인 지원이 있었기 때문에 가능한 것으로 풀이된다. 앞서 한국수자원공사는 수년간 중소기업과 동반 성장을 추구, 유망 중소기업을 지원한 것으로 알려졌다. 

수열 에너지(Hydrothermal Energy)란 여름에는 대기보다 차갑고 겨울엔 따뜻한 물의 특성을 이용한 친환경 에너지를 말한다. 

수열 에너지에 활용할 수 있는 '물'의 영역은 바닷물, 하천에 흐르는 물, 지하수, 석탄 및 수력 그리고 원자력 발전 시 나오는 온배수 등 물의 에너지를 포괄하는 것으로 알려져, 자원 활용의 효율성을 극대화할 것으로 기대된다. 

일반적으로 물은 공기와 비교해 쉽게 뜨거워지지 않고 쉽게 식지 않아 여름철 수온은 대기보다 낮고 겨울철 수온은 대기보다 높다.

이러한 물의 특성을 활용한다면 자연과 기존 에너지 설비에서 열을 확보에 또 다른 에너지를 활용할 수 있는 ‘그린 뉴딜’의 정점에 도달할 수 있다는 것이 관련 업계의 분석이다. 

아울러 온실가스 감축과 미세먼지 감소 효과까지 기대해 볼 수 있다. 

일반적인 냉방은 실내의 열을 냉각탑을 통해 대기로 방출하지만 수열 에너지는 냉각탑 없이 열을 수열원(하천수·해수·호수 등)이 흡수한다. 불필요해진 냉각탑만큼 공간 활용이 가능하고, 냉각 탑 주변의 기온이 높아지는 열섬현상도 줄일 수 있다.

환경부와 한국수자원공사에 따르면 해외의 경우 유럽과 북미, 일본 등은 이미 하천수와 호수 등의 물을 수열 에너지로 활발히 이용하고 있다.

특히 스웨덴은 수열 에너지를 가장 잘 활용하는 대표적인 국가이다. 1982년부터 난방을 목적으로 시작된 수열 에너지 활용은 수도인 스톡홀름시에서 해수, 하수, 호수, 지하수 등을 활용하여 도시 전체의 지역난방 열원의 40% 이상을 담당할 만큼 수열 에너지 이용이 일상화되고 있다.

우리나라의 경우 한국수자원공사(K-water)가 지난 2006년 주암댐 관리사무소를 시작으로, 전국 12개 사업장에서 수열 에너지를 활용해 운영 중이다. 지난 2014년 광역 상수도 원수를 활용해 잠실 롯데월드타워에 3000RT 규모의 수열 에너지를 공급하고 있다.

한국수자원공사는 강원도와 춘천시와 함께 오는 2027년까지 강원도 춘천시 동면 지내리 일대에 조성되는 78만5000㎡(약 24만 평) 규모의 ‘강원 수열 에너지 융복합클러스터’에 참여한 바 있다. 

‘강원 수열 에너지 융복합클러스터’는 수열 에너지를 이용해 데이터센터 집적단지, 스마트 첨단농업단지, 생태주거 단지, 물 에너지기업 특화단지를 조성하는 사업을 의미한다. 

특히 소양강댐을 활용하는 융복합클러스터는 공급 규모가 1만6500RT에 이르러 현재 국내 최대 규모인 잠실 롯데월드타워 수열 에너지(3000RT)의 다섯 배가 넘는 규모로 조성될 예정이다. 

댐뿐만 아니라 하천수를 이용한 수열 에너지화도 추진된다.

하천수를 이용해 부산 에코델타 스마트시티(평강천 활용), 인천 종합환경연구단지(아라천), 한강물환경연구소(북한강) 등에도 수열 에너지 시범 공급이 단계적으로 진행될 것으로 기대된다. 

또 한국수자원공사가 관리하는 광역원수를 활용한 한강홍수통제소 등에도 시범 공급되고, 삼성서울병원 등 민간 대형건물에도 수열에너지 공급이 확대될 전망이다. 

특히 향후 수변지구 주변 신도시와 산업단지 등 대규모 도시계획에는 초기부터 조성단계부터 수열 에너지 연계사업으로 진행될 예정이다. 

경기도와 한국수자원공사 등은 오는 2024년 완공 예정인 광명 시흥 첨단산업단지에 수열 에너지(약 2만6000RT)를 공급하기로 지난 6월 협약을 체결했다.

이렇게 되면 매년 8만9000㎿의 에너지 절감과 온실가스 2만2000t 감축, 냉각탑이 필요 없어 연 23만 톤의 물이 절약될 것으로 기대된다. 

최근 지구단위 계획이 승인된 경산 대임지구 공공주택 개발사업에도 수열 에너지 도입을 위한 협약을 맺었고 삼성서울병원도 리모델링을 계기로 1만 1390RT 규모의 냉난방 공급 협약을 맺었다.

경기도가 추진하는 신재생에너지인 수열 냉난방 시스템도 이 같은 방식을 적용한 것이다. 경기도가 광명·시흥 도시첨단산업단지 49만4,000m²에 국내 최대 규모의 수열 에너지를 활용한 신재생 친환경단지를 시범 조성한다.

이를 위해 경기도는 지난 6월 5일 경기도청 상황실에서 이재명 경기도지사, 임병택 시흥시장, 박승원 광명시장, 박재현 한국수자원공사 사장, 이헌욱 경기도시공사 사장 등이 참석한 가운데 관계기관 간 업무협약을 체결했다.

협약에 따라 경기도는 시흥시, 광명시와 함께 수열 에너지 도입을 위한 행정적 지원 역할을, 광명·시흥 도시첨단산업단지 사업 시행자인 경기도시공사는 기술적 지원을, 국내 신재생에너지 1위 기업인 한국수자원공사는 수열 냉난방 시스템의 인프라 구축을 담당한다.

한국수자원공사는 이외에도 서울 상암지구 일대에 수열 에너지 공급사업에 나서는 등 수열 사업에 속도를 내고 있다.

이를 위해 지난해 11월 지역난방공사와 한국수자원공사가 제공하는 수열 에너지를 활용해 상암지구에 냉방 에너지를 공급하는 '상암지역 지역 냉방 효율 개선' 업무협약을 체결했다. 이 시스템은 온실가스 감축과 더불어 기존 냉각탑을 대체하게 돼 도심 열섬현상 해소에도 기여하게 될 것으로 보인다. 

◇ 후로스는 어떤 회사인가?

한국수자원공사가 효율적인 수열 에너지 기술의 완성도를 높이기 위해 국내 중소기업을 지원하여 기술을 확보해 협업을 하는 중소기업이다.

한국수자원공사가 중소기업을 지원해주는 물 산업 플랫폼 센터를 통해 많은 중소기업의 기술 개발과 발전을 지원하는 중소기업 중 후로스는 수열 에너지 최적화 센서를 개발한 중소기업이다.

후로스는 수열 에너지 활용의 효율성과 적정성을 데이터(수치)화 시켜 수열 에너지 시스템의 고효율화에 나서고 있다.

수열 에너지를 만드는 전 과정을 인공지능 센서를 통해 데이터를 확보하고 데이터를 통해 에너지를 얼마나 생산했는지, 시스템이 얼마큼 효율적 운영을 하였는지, CO2는 또 얼마나 감축시키는 효과를 얻었는지 데이터(수치)로 수열 에너지의 효율성과 적정성을 보여주는 인공지능 센서를 개발했다.

20일 박재현 후로스 대표는 “신·재생 에너지를 에너지로서의 효율성과 적정성을 따질 때 데이터로 말해야 그 에너지의 실질적 사용을 확대, 권장, 안정화, 시킬 수 있다”라면서 “ 실제 그 신·재생 에너지를 통해 투입된 에너지 대비 얼마의 에너지를 생산할 수 있으며 그 에너지는 얼마만큼의 에너지 사용 효과와 CO2 절감 효과를 얻는지 데이터를 통해 신·재생 에너지 발굴 모델을 정착시키겠다”라고 말했다.

후로스의 핵심기술인 계측, 측정 기술을 통해 구현해 나가겠다는 포부를 밝혔다. 

박 대표는 “후로스는 관로와 배관 내 흐르는 유체라면 그 어떤 유체라도 측정할 수 있는 기술력을 바탕으로 현재는 AI 감지 기술을 자체 개발 확보하여 물리적인 측정 장치를 설치하지 않더라도 AI 기술을 활용하여 관로와 배관 내 흐르는 유체의 유량 온도 압력 등을 예측 측정할 수 있다”고 밝혔다.

열량 측정 기기의 정확도가 ±0.5%와 ±0.3%에 따라 시간당 11kWh의 열량 측정이 차이가 나고 하루 9시간 기준 99kWh의 측정값 차이가 발생하기 때문에 정확한 데이터 확보가 필요하다.

후로스는 지난 35년 동안 유량 및 열량계측기기 제조 기업으로 삼성 서초사옥, DSR 연구소, 인천공항 제 2 여객 터미널 등에 유량계 열량계를 공급해온 데다 그간 축적된 기술을 기반으로 AI 감지 기술을 자체 개발, 확보하여 신재생에너지 사업에 적극적으로 나서고 있다.

한편 후로스는 독자적으로 개발해 특허 등록을 완료한 EMS 기술과 융합하여 수열 에너지를 수치로 그 효율성과 활용성을 더 최적화시킨 수열 에너지 운영 시스템을 구축한 것으로 알려졌다.

향후 보조 에너지원으로서의 에너지 활용이 아니라 해외 사례처럼 주 에너지원으로 사용될 수 있도록 시스템을 개발할 계획이다.