탄력적 지역난방과 섹터커플링(부문 간 연계) (IDEA, 2021.9.22.)

▶ 지역난방은 섹터 커플링을 통해 녹색 에너지전환에 효과적으로 기여할 수 있음

● 지역난방은 매우 유연한 에너지 소비 부문이기에 다른 부문의 잉여에너지를 활용하는 섹터 커플링에서 이상적 파트너가 될 수 있음.

● 섹터 커플링의 목적은 자원과 녹색에너지가 낭비되지 않도록 모든 부문에 걸쳐 최적으로 활용하는 것임. 어떤 부문에서 폐기물로 취급되는 것이 다른 부문에서는 자원이 될 수 있기 때문에 녹색에너지를 더 효율적으로 사용하는 방법이 존재함. 특히 ,CO2 총배출량을 줄여야 하는 지금 시점에서 녹색에너지는 경제적이고 경쟁력 있는 자원임.

● 지역난방 부문은 섹터 커플링과 가용 자원을 유연하게 활용할 수 있다는 점에서 향후 계속적으로 성장할 것으로 보임. 지역난방은 특히 도시와 인구밀집 지역에서 가격 경쟁력을 갖추며 건물에 녹색에너지를 효율적으로 공급할 수 있음.

● 또한, 산업부문에 안정적으로 녹색에너지를 공급하는 경쟁력 있는 공급처로서 가벼운 산업공정에서는 녹색 지역난방을 활용하는 것이 더 일반화될 것으로 예상됨. 반면 전력부문은 녹색전력에 대한 수요증가에 비해 발전설비와 송·배전 시설 확장 속도가 따라가지 못해, 수요가 동시적으로 높을 때 가격이 크게 상승하는 문제가 있음.

● 섹터 커플링은 화석연료 없는 사회를 달성하기 위한 필수경로 중 하나이기에, 향후 신규 건설·인프라 프로젝트를 수립할 때 섹터 커플링을 우선시 할 필요가 있음. 또한, 지역난방 산업도 녹색전환을 위한 신제품과 솔루션 개발을 지속적으로 지원해야 함.

● 한편, 지역난방의 녹색전환은 고객에게도 지역난방이 단기적으로 가장 저렴한 옵션이 아니라도 녹색난방임을 강조하며 지역난방 사용을 통해 유틸리티를 적극 지원할 것을 요구함. 녹색전환이 이루어지지 않는다면 장기적으로 기후변화로 인한 비용이 녹색전환 비용보다 높아질 것이기 때문임.

출처: https://www.openaccessgovernment.org/the-flexible-district-heating-sector-coupling/120665/

저온난방 네트워크: 새로운 매뉴얼로 기술적 타당성과 경제성 입증(AGFW, 2021.9.8.)

▶ 재생에너지와 폐열 통합을 위한 저온 지역난방 네트워크 매뉴얼이 발간됨

● 독일지역난방협회(AGFW)와 Fraunhofer IEE 등 유럽 연구기관들이 기존 지역난방 시스템을 전환해 새로운 저온 네트워크를 만드는 매뉴얼을 제작함.
※ 매뉴얼은 국제에너지기구(IEA)의 지역난방 및 냉방을 위한 기술협력 프로그램 ‘TS2 부록’의 일부로 작성됨. 독일의 Fraunhofer IEE와 카셀 대학, 다름슈타트 기술대학 외에도 덴마크, 영국, 노르웨이, 오스트리아, 스웨덴의 연구기관이 협력하여 참여함.

● 매뉴얼에 포함된 사례연구는 저온 지역난방이 다양한 조건에서 기술적으로 실현 가능하고 경제적으로 타당함을 입증함.

● 특히, 건물 부문의 기후목표는 저온 지역난방을 통해서만 달성할 수 있으며 저온 지역난방은 재생에너지를 통합하는데 중요한 부분임.

● 지역난방의 탈탄소화를 위해 천연가스와 석탄은 재생에너지와 폐열로 대체되어야 함. 하지만 재생에너지와 폐열의 온도는 일반적으로 화석연료 열병합발전소에서 생산되는 열보다 낮기 때문에, 기존 지역난방 시스템을 저온에서 운영할 수 있도록 전환하고 새로운 저온난방 네트워크를 구축하는 것이 중요함.

● 70℃ 이하의 평균온도에 맞춰 설계된 난방 네트워크는 고온 시스템에 비해 여러 장점이 있음. 유틸리티는 훨씬 많은 양의 폐열을 자유롭게 사용할 수 있고, 히트펌프도 낮은 온도에서 더 효율적으로 작동하며 태양열시스템 효율도 증가함. 연구결과에 따르면 유럽 전역에서 연간 140억 유로 가량을 절약할 수 있음.

● 이외에도 매뉴얼에는 기존 지역난방 네트워크를 전환하는데 사용될 수 있는 조치들과 현존하는 저온시스템에 대한 상세 연구결과를 수록함.

출처: https://www.agfw.de/news/detail/niedertemperatur-waermenetze-neues-handbuch-belegt-technische-machbarkeit-und-wirtschaftlichkeit/

덴마크 신규 협약은 잉여열 촉진을 통해 녹색전환을 도울 것(ACEEE, 2021.9.12.)

▶ 잉여열 관련 가격규제를 단순화하고 일부 기업에 면세혜택을 통해 잉여열 활용을 촉진

● 덴마크 정부의 새로운 협약은 잉여열에 관한 가격 규제를 단순화하고 에너지효율계획에 참여하는 기업의 세금을 면제하며 잉여열 활용을 늘리도록 함.

● 협약에서는 잉여열 활용에 대한 현행 규칙을 단순화하고, 잉여열 가격이 상한선 이하로 유지되는 한 자유로운 협상이 가능하도록 함. 이때 가격상한선은 지역난방회사가 재생에너지 기반의 다른 열 생산설비에 투자할 때 지불해야 하는 가격을 반영하도록 설계됨.

● 또한, 에너지효율계획(energy efficiency scheme)에 참여하는 기업은 공급하는 잉여열 일부에 대해 세금 면제를 받을 수 있음(약 DKK 25/GJ). 계획에서는 기업이 최대 5년의 투자회수기간 내 정기적으로 잉여열 에너지 검토와 수익성 있는 에너지효율을 유지하도록 함.
※ 에너지효율계획은 2022년부터 시행될 것으로 예상됨. 에너지검토 및 에너지효율 구현에 관한 요건은 2021년 4분기에 발표예정인 덴마크에너지청(DEA)의 요구사항에 명시될 예정임.

● 산업에서의 잉여열 활용은 덴마크 녹색전환의 중요한 부분임. 또한, 잉여열을 지역난방사업자에게 판매하여 경제적 이익을 얻고 기업의 비용을 절감하며 CO2 배출량 감소에도 기여함.

● 계약에 관한 자세한 내용은 다음과 같음.
­ - 잉여열 공급업체와 지역난방사업자는 잉여열 총비용이 일정 가격상한선 이하로 유지되는 한, 잉여열 가격에 대해 자유롭게 합의할 수 있음
­ - 용량이 0.25MW 미만인 소규모 잉여열 공급은 가격규제에서 면제됨
­ - 최대 5년 간 기업의 에너지효율조치를 보장하기 위해 간소화된 에너지효율제도 도입
­ - 이 협정은 2022년에 발효될 것임

출처: https://ens.dk/presse/nye-regler-skal-fremme-overskudsvarme-til-gavn-virksomheder-forbrugere-og-den-groenne

수소 CHP: 미래는 시작되었다(IDEA, 2021.9.)

▶ 수소는 저탄소 미래의 핵심이며 단계적인 수소경제에 이르는 가교 역할

● 연료원으로서 수소의 개발은 저탄소 미래로 가는 실행 가능한 경로 중 하나임. 현재 수소는 대규모 에너지공급원으로 채택되는 초기 단계에 있으며, 향후 열과 전기의 탈탄소화에 큰 역할을 할 것임.

● 수소 수요가 증가하는 요인 중 하나는 연소 시 탄소를 배출하지 않아 수소 생산에 사용되는 에너지원에 따라 제로 또는 저탄소연료로 간주되기 때문임. 또한 지역이나 현장, 중앙집중식으로 다양한 자원에서 생산할 수 있기에 유연성이 뛰어나며 향상된 에너지 안보를 제공함.

● 수소를 생산하는 가장 일반적인 방법은 전기분해로 물을 수소와 산소로 나누는 것임. 이 P2G(Power-to-Gas) 공정에서 재생 가능한 에너지원을 발전에 사용하면 탄소 배출이 없는 ‘그린수소’를 생산할 수 있음. 전기분해로 생성된 수소는 압축되어 수소연료전지 전기자동차 및 발전용으로 사용되기 위해 저장됨. 이러한 방식으로 수소는 에너지운반 역할을 하며 전기생산과 에너지소비를 분리함.

● 수소경제로의 이행경로는 단계적으로 천연가스를 줄이고 수소를 도입하며 이루어져야 함. 2020년대 초에는 파일럿 프로그램으로 수소전환 준비가 이루어지고, 2020년대 후반에는 추가적으로 성장 지원을 위해 수소 생산시장이 활성화될 것임. 2030년대에는 대학, 상업기관, 지방자지단체, 산업 클러스터에 수소공급과 파일럿 프로그램이 확대될 것이며, 2050년대까지는 사용되는 가스 대부분이 메탄과 수소의 조합이 될 것으로 예상됨.

● 한편, 천연가스는 수소 기반 미래로 가는 다리로서 재생에너지 의존도를 높이는 방향으로의 전환을 촉진함. 현재의 천연가스 인프라는 약간만 수정하면 약 15%의 수소혼합물을 수송할 수 있으며, 15-50% 범위의 고수소 혼합물을 수용하려면 기존 천연가스 파이프라인의 압축용량을 늘리는 등 변화가 필요함.

● 오늘날 일부 천연가스 엔진은 수소준비형(hydrogen-ready)으로 제작되고 있으며, 천연가스와 수소 혼합 또는 순수 수소로 작동할 수 있음. 수소준비기술의 가용성은 수소공급을 쉽게 하거나 천연가스 공급이 줄어들 때 연료믹스에 수소를 통합할 수 있다는 것을 의미하며, CHP가 미래를 대비한 무탄소 인프라 투자로 간주될 수 있도록 함.

출처: https://www.districtenergy-digital.org/districtenergy/library/item/autumn_2021/3950841/

지역난방은 순환경제에서 중요한 역할을 함(FINDHC, 2021.9.21.)

▶ 순환경제 관점에서 지역난방은 폐열 활용과 자원 재활용 등 방법으로 탄소중립에 기여

● 순환경제는 기후변화에 대처하고 천연자원을 절약하는 데 있어 주요 문제로 주목받음. 순환경제는 원료의 지속가능한 생산, 효율적 재활용, 낭비되는 부분의 활용 등 여러 측면에서 이루어짐.

● 핀란드 지역난방협회는 지역난방에서의 폐열 사용, 자재 재활용, 수명이 긴 장비와 공장 건설, 장기 유지보수 등이 순환경제적 의미를 지닌다고 언급함. 또한, 폐수 처리, 토양 영양 순환, 산업 및 대규모 데이터센터 냉각장치에서 나오는 폐열 회수 등 다양한 방법으로 재활용이 이루어지고 있음.

● 폐기물 소각열을 지역난방으로 회수해 활용하면, 지역난방 생산에 사용되는 연료를 절약하며 천연자원 절약, 비용절감, 탄소중립 효과를 기대할 수 있음.

● 폐수처리공정에서 생성된 슬러지의 오염물질을 고온에서 처리하는 과정에서 발생하는 잉여열도 지역난방으로 보급됨. 또한, 슬러지를 소각하며 생성된 재를 과립화해 비료로 사용하는 것은 물질 순환의 관점에서도 여분의 에너지를 회수해 활용하는 과정임.

● 핀란드에서는 다양한 순환경제 솔루션이 지역적으로 개발되고 있음. 순환경제 개발에서 중요한 단계는 신규 공장 및 폐열원을 설계할 때 건설단계에서 잉여열 활용을 고려하는 것임. 이를 통해 에너지를 효율적으로 활용하고 처음부터 폐열 회수를 극대화하는 것이 목표임.

출처: https://findhc.fi/kaukolampo-mahdollistaa-kiertotaloutta-yli-toimialarajojen/

EU 기후목표 달성 위해 신규 화석연료 보일러 단계적 폐지(Euroheat, 2021.9.24.)

▶ 기후목표 달성을 위해 화석연료 보일러 판매 중단과 건물에너지성능지침 요구

● EU의 2030 기후목표계획은 에너지효율성 제1원칙(energy efficiency first principle)을 적용하고 재생가능 난방의 대량배치와 화석연료의 단계적 폐지를 통해, 건물 부문에서 2015-2030년 사이 60%의 배출감축을 달성하도록 요구함. 또한, 국제에너지기구(IEA)의 넷제로 로드맵에서는 2025년부터 신규 화석연료 보일러 판매를 중단할 것을 요구함.

● 신규 화석연료 보일러 판매를 10년 내로 단계적으로 중단하는 것은 EU 기후에너지 목표를 달성하고 재생 가능한 난방기술의 경쟁력을 강화하는데 매우 중요한 문제임. 이에 유럽 30개 기관은 2050년까지 건물 탈탄소 목표 달성을 위해 다음을 제안함.
※ 참여기관은 Environmental Coalition on Standards(ECOS), European Environmental Bureau(EEB), Climate Action Network(CAN) Europe, Green Transition Denmark, Deutsche Umwelthilfe, European Public Health Alliance(EPHA) 등임.

● 첫째, 공간난방에 대한 에코디자인(Ecodesign) 조치를 통해 에너지효율 최소기준을 더 높게 정해 화석연료 기반 보일러 판매를 단계적으로 중단해야 함. 이를 통해 2050년까지 기후중립 달성을 위해 필요한 주거 및 공공건물 배출량 감축필요분의 2/3를 달성할 수 있음.

● 둘째, 건물 에너지 성능 지침(EPBD) 개정안은 새로 건설되는 건물에서 화석연료의 직접 연소를 허용하지 않아야 함. 이미 유럽 여러 국가에서는 무화석 신축건물을 표준으로 하며, 향후 화석연료 보일러를 단계적으로 폐지하며 화석에너지 없는 구역을 설정할 계획임.

● 본 성명서에서 참여기관들은 2050년까지 건물 탈탄소화와 EU의 청정난방 제조기반을 강화하기 위해 이러한 구체적인 조치를 취할 것을 강조함.

출처: https://www.euroheat.org/news/policy-updates/phasing-new-fossil-fuel-based-boilers-vital-achieving-eus-climate-commitments/

빈 에너지, 2040년까지의 기후보호 로드맵 제시(FGW, 2021.10.15.)

▶ 2040 비엔나 기후중립 시나리오를 위해 난방부문 에너지전환과 모빌리티 전기화 필요

● 빈 에너지와 국제 컨설팅 회사 Compass Lexcon은 2040년 비엔나 기후중립 시나리오를 제시하며, 비엔나의 CO2 순배출량을 2040년까지 0으로 줄이는 에너지시스템을 모델링함. 이에 따라 지역난방에서는 지열에너지와 대형 히트펌프가 가스CHP를 대신하며, 모빌리티 분야에서도 전기 공급이 석유를 대체하는 로드맵이 제시됨.

● 특히 난방 부문의 전환은 성공적인 기후보호를 위해 중요한 과제임. 난방 전환에서는 천연가스에서 재생에너지원으로의 시스템 변경을 필요로 하며, 2040 기후중립 시나리오에서 비엔나 난방수요의 56%는 지역난방으로 충당될 것으로 예측됨.

● 또한, 지열에너지와 대형 히트펌프가 지역난방의 절반 이상을 생산할 것이며, 현재 약 52%를 차지하는 열병합발전소는 2040년에 점유율이 13%로 줄어들 것이며, 나머지 부분은 주로 폐기물 소각열과 산업 폐열이 차지할 것으로 보임.

● 열 부문 외에도 탈탄소화 경로에서 모빌리티 부문의 전기화가 필요함. 전기모빌리티 증가로 인한 최종 전력수요는 2040년에 3.15TWh로 현재의 약 7배 수준이 될 것으로 예측됨. 또한, 냉방 부문에서도 비엔나 전력수요가 2040년까지 약 15.7TWh로 65% 증가할 것으로 보임.

● 빈 에너지는 현재 오스트리아에서 가장 큰 태양광 발전회사로 80MW 이상 전력을 약 35,000가구에 공급하고 있으며, 2030년까지 용량을 최소 600MW 이상으로 확장할 계획임.

● 한편, 2040년까지 발전·난방·모빌리티 부문의 탈탄소화를 위한 총 경제 투자는 212억 유로로 대부분 난방부문 등의 개조에 사용될 것임. 빈 에너지는 2026년까지 12억 유로를 난방 전환, 디지털화, E-모빌리티, 공급 보안 등을 포함해 비엔나 에너지 시스템 개조에 투자할 예정임.

출처: https://www.fernwaerme.at/aktuell/281/