덴마크, 그린수소 생산 열을 지역난방에 활용(Renewables Now, 2022.6.28.) 

▶ 그린수소 생산 과정에서 발생하는 열을 공급

● 2023년 상반기부터 덴마크 재생에너지 기업 European Energy는 Esbjerg 항구에 그린수소를 제공하는 계약을 체결함.

※ 그린수소(Green Hydrogen)란 재생에너지 전력으로 물을 전기 분해(수전해)하여 생산한 수소를 말하며, 생산과정에서 온실가스 배출이 없음.

● 그린수소는 Esbjerg 근처의 해상풍력단지에서 생산되며 선박에 청정전력을 공급하는 연료전지의 연료로 사용됨.

● 그린수소는 생산 과정에서 상당한 열을 방출하므로 잉여 열을 Esbjerg의 지역난방용으로 활용할 계획임. 

● 해당 프로젝트는 CO2 배출을 저감하는 섹터 커플링(sector coupling)의 실제 실증 사례를 보여주는데 의의가 있음.  

※ 섹터 커플링(sector coupling)이란 간헐성·변동성을 갖는 재생에너지의 효율적 보급·활용을 위해 재생전력을 다른 형태의 에너지로 변환·사용·저장하고 발전·난방·수송 부문을 연결하는 시스템을 의미함.

출처: https://renewablesnow.com/news/european-energy-to-provide-green-hydrogen-for-fuel-cell-at-port-esbjerg-789790/

독일, P2H 발전소로 청정 지역난방 공급(Renewables Now, 2022.7.20.) 

▶ 잉여 풍력에너지로 물을 가열하여 27,000 가구에 난방공급

● 함부르크는 2021년부터 80MW의 CHP 발전소 건설에 착수했으며, 2022년 난방 시즌부터 운영될 예정임. 전력망 연결 및 시설 구축에 대해 $3,227의 비용이 투자됨.

● 전력 계통을 초과하는 잉여 풍력에너지가 생산될 때마다 발전소를 운영하므로‘에너지 병목현상(bottleneck)’을 방지할 수 있음.

※ 에너지 병목현상(bottleneck)이란 병이 목 부근에서 좁아지듯이, 전 세계적으로 재생에너지 수요가 늘어남에 따라 에너지 공급에 차질이 생기는 것을 말함.

● 해당 P2H(power-to-heat) 발전소는 잉여 풍력에너지로 약 23,000L의 온수를 생산하며 약 27,000세대에 지역난방을 공급할 수 있음.

● 2022년 기준 화석연료 소비를 20% 줄일 수 있고, 연간 최대 10만 톤의 탄소배출을 저감할 수 있음.

출처: https://renewablesnow.com/news/hamburg-nears-commissioning-of-80-mw-wind-power-to-heat-plant-792203/

영국, 저탄소 난방 전환을 위한 법안 제안(CONSTRUCTION MANAGEMENT, 2022.7.28.) 

▶ 2050년까지 열 수요의 약 18%를 열 네트워크로 공급

● 영국 정부는 BEIS(Department for Business, Energy and Industrial Strategy)에서 신규 및 기존 부동산을 위한 에너지 시스템 개발 방식을 변경하는 ‘Heat Network Zoning’ 법안을 제안함.
 

● 도시의 특정 지역을 열 네트워크 구역(heat network zone)으로 지정하며 해당 구역의 모든 건물(기존 건물 및 신규건물)이 최종적으로 지역난방 네트워크에 연결되어야 함.
 

● 공동 난방 시스템이 설치되지 않은 가구는 열 네트워크 연결을 선택할 수 있으며 저탄소 난방 대안이 현재 난방설비보다 비용 효율적이지 않은 경우는 면제 가능함.
 

● 기후변화위원회(CCC)의 예측에 따르면, 2050년까지 열 네트워크는 열 수요의 약 18%를 제공할 수 있음(현재, 열 네트워크는 열 수요의 2%를 제공함).
 

● 현재 법안을 테스트하기 위해 시범 프로젝트를 영국 전역의 28개의 도시에서 진행 중임.

출처: A ？60bn decarbonisation opportunity for the construction sector - Construction Management

러시아, 원전으로 도시 전체 지역난방 공급(Nuclear Engineering International, 2022.7.26.) 

▶ 원전기반 지역난방은 8만 톤 이상의 이산화탄소 배출을 저감
 

● 러시아의 해상 부유식 원전(FNPP)인 akademik Lomonosovs의 열용량은 2022년 8월 말까지 Pevek 전체 가구의 난방수요를 충당 가능함.
 

※ Pevek은 2021년 기준으로 약 4,500명의 인구를 가진 항만 도시로 러시아의 최북단에 위치함.
 

● FNPP는 175GWh 이상의 전력을 생산하므로 8만 톤 이상의 이산화탄소 배출을 저감함.
 

● 해당 프로젝트는 주거단지 개발 프로그램 및 여러 시립 프로그램을 통해 연방 예산으로 자금을 조달받음. 
 

● 중앙 급수관을 교체하고 77개의 개별 난방시설을 설치하여 결과적으로 Pevek의 57개 건물에 온수를 제공함.
 

● 향후, 3세대 PWR 원자로인 RITM-200을 설치하여 FNPP 프로젝트를 개선할 예정임.

출처: Russia’s floating NPP supplies heat to second Pevek district - Nuclear Engineering International (neimagazine.com)

영국, 열 네트워크 규정 도입 제안(H&Vnews, 2022.7.21.) 

▶ 열 네트워크 이용자를 보호하기 위한 규제 마련
 

● 열 네트워크 이용자를 보호하는 비영리 단체 ‘Heat Trust’는 소비자들이 잦은 공급중단과 불안정한 난방요금을 겪고 있는 상황이므로 열 네트워크 규정 도입에 긍정적임.
 

● 현재, 영국에는 14,000개 이상의 열 네트워크가 존재하며 약 48만 명의 소비자에게 난방을 제공하고 있음. 그러나 지역난방 표준 규정이 미흡하여 잘못 설계되거나 운영되는 지역난방 시스템이 많음.
 

● 이를 해결하기 위해 영국 정부는 7월 초, 에너지보안 법안에서 열 네트워크 규정을 도입하는 제안을 처음으로 공식화함.
 

● 지역난방 운영자의 현황을 파악하여 규정에 대비할 수 있도록 도입 시기를 조정할 계획임.

출처: https://www.hvnplus.co.uk/news/consumer-protection-scheme-approves-heat-network-regulation-pledge-21-07-2022/

스웨덴, 수소 생산 폐열의 지역난방 활용 가능성 확인(pv magazine, 2022.7.13.) 

▶ 수소 허브 시스템의 전해조 냉각 비용도 추가로 절약 가능

● 스웨덴의 Malardalen 대학의 연구진들은 수소 생산과정에서 발생하는 폐열을 스웨덴 북부 Lulea의 지역난방 네트워크에 공급하여 수소 생산 시스템의 운영비용을 줄일 수 있는 연구를 발표함.

● Lulea에 건설될 예정인 수소 허브 시스템에는 100MW급의 PEM(proton exchange membrane) 및 알칼라인(alkaline) 전해조가 설치됨. PEM 및 알칼라인 전해조의 허브 시스템 효율은 각각 94.7% 및 88.4%로 PEM의 열 손실이 적어 효율이 더 높게 나타남.  

● PEM 전해조의 폐열 온도는 79℃로 연간 203,060MWhth를 방출하며 이 중 171,770MWhth가 지역난방 네트워크에 활용될 수 있음.

● 균등화 열비용은(levelized cost of heat, LCOH)은 Lulea의 지역난방 네트워크 온도를 기준으로 PEM 전해조는 SEK 0.021/kWhth, 알칼라인 전해조는 SEK 0.023/kWhth로 추정됨.

※ 균등화 열비용(levelized cost of heat, LCOH)은 열 발전설비 운영 시 발생하는 모든 비용을 수치화해 나타낸 값을 말함.

● 4세대 저온 난방네트워크(80℃ 이하)를 도입할 경우, 히트펌프 설비비용이 줄어들어 LCOH는 PEM 전해조는 SEK 0.018/kWth, 알칼라인 전해조에서 SEK 0.017/kWth로 낮아짐.

출처: Waste heat from hydrogen production for district heating ？ pv magazine International (pv-magazine.com)

가스난방을 대체할 지역난방용 에너지 저장 시스템(wnn, 2022.7.6.) 

▶ HI-HEAT, 그리드의 잉여전력으로 충전되는 새로운 지역난방 기술 

● 미국의 에너지 설비업체 Holtec International은 가스보일러를 대체할 수 있는‘HI-HEAT’라는 새로운 지역난방 시스템을 발표함. 해당 시스템은 가용전력을 초과한 전력 소비가 발생하면 원자력, 태양열 등으로 충전된 그리드의 잉여전력을 활용함.

● HI-HEAT는 저장된 열을 보존하는 설비(Preservator)와 공급 시스템 안정화를 위해 여분의 증기를 유지하는 설비인 Steam Chest라는 두 개의 모듈로 구성됨.

● 현재 개발된 29.3MWh급의 HI-HEAT 100 모델은 지역난방 그리드에 필요한 열의 양에 따라 증기의 양을 조절하여 공급 가능함. 

● 기존 원전과 함께 운영 가능하며 향후 10년 뒤에는 경수로원자로(LWR) 모델 SMR-160으로 운영할 계획임.

출처: https://world-nuclear-news.org/Articles/Holtec-unveils-energy-storage-system-for-district

핀란드, 세계 최초로 모래 축열조 상업 운영(pv magazine, 2022.7.7.) 

▶ 모래 축열조로 데이터서버 폐열을 가열하여 지역난방에 공급

● 핀란드의 에너지 기업인 Vatajankoski와 Polar Night Energy는 Kankaanpaa시에 지역난방을 제공할 수 있는 모래 기반의 고온 축열 시스템을 Vatajankoski가 운영 중인 발전소 부지에서 운영 중임.

※ Kankaanpaa(칸카안빠)는 핀란드 서부에 위치한 인구 약 1.2만 명의 도시임. 

● 폭 4m, 높이 7m의 강철 소재의 단열 탱크에 축열재인 100톤의 일반 건조 모래가 내장되어 있음. 모래 축열재는 500-600℃에서 8MWh의 전기를 열에너지로 변환해 몇 달 동안 저장할 수 있음. 

● 해당 시스템의 효율은 최대 99%에 달하며 모래를 사용하므로 설치비용은 약 €10/kW로 저렴하고 내구성이 좋아 설비수명이 긴 장점이 있음.

● 데이터 서버에서 회수된 60℃의 폐열을 모래 축열조의 열로 75-100℃까지 상승시켜 지역난방망에 공급함.

● 모래 축열조는 재생에너지 간헐성 문제를 해결하여 재생에너지 보급을 확대할 수 있고, 폐열을 지역난방에 공급할 수 있을 정도로 가열할 수 있음.  

출처: Sand-based system for seasonal storage comes online in Finland ？ pv magazine International (pv-magazine.com)

IEA, 덴마크의 Sonderborg는 에너지 효율의 수도(EURACTIV, 2022.6.21.) 

▶ 정책입안자들이 주목하는 지역난방 성공사례

● 약 7만 명의 인구를 보유한 남덴마크의 도시 Sonderborg는 탈탄소화의 좋은 예로 전 세계 정책입안자들이 주목하고 있음. 

● Sonderborg는 대규모 지역난방 시스템을 기반으로 2029년까지 기후 중립을 달성하는 것이 목표임. 

● Sonderborg의 지역난방 시스템은 약 55℃의 저온에서 운영되므로 에너지 손실이 적어 효율적임. 또한, 사용 가능한 모든 열원(태양열, 하수열, 폐열 등)을 통합한 지역난방용 그리드를 활용함.

● 해당 지역난방 시스템이 도시 전체로 확장될 수 있었던 이유는 기술적인 부분과 함께 지역주민의 기후 의식 제고를 위해 노력했기 때문임. 

출처: Climate neutral within seven years: Lessons from Sønderborg ？ EURACTIV.com

EU, 독일의 ‘청정난방 전환 촉진 계획’ 승인(eureporter, 2022.8.15.) 

▶ 재생에너지 및 폐열 기반 지역난방 시스템으로 전환

● EU위원회는 ‘유럽연합 국가 보조금 규칙(EU state aid rules)’에 따라 €29.8만 규모의 독일의 청정난방 촉진 계획을 승인함.

※ 유럽 위원회가 2022년에 발표한 ‘기후, 환경보호, 에너지 관련 유럽연합 국가 보조금 규칙(EU state aid rules) 가이드라인’에 따르면 진행 사업이 유럽 그린 딜에 명시된 EU 목표와 관련된다면 지원을 허용함.

● 직접 보조금(direct grant) 형태로 지역난방 사업자를 지원하며 ▲열원의 최소 75%가 재생에너지 및 폐열로 운영되는 신규 지역난방 시스템 건설, ▲기존 청정 지역난방 시스템 업그레이드, ▲지역난방 네트워크에 폐열 통합 등이 목표임.

● 투자지원은 수혜자 1인당 적격 투자비용의 최대 40%까지 가능하며, 시스템 운영 지원은 생산한 재생 열의 열량을 기준으로 지원함. 지원기관은 지원금액이 펀딩갭을 초과하지 않도록 해야함.

※ 펀딩갭(funding gap)이란 자금의 유효수요와 실제 투자 비용의 차이를 의미함.

● 해당 조치는 2028년 8월까지 진행되며 연간 약 681MW의 재생에너지 열용량 설치를 지원하고 연간 CO2 배출량을 약 4백만 톤 줄일 것으로 전망됨.

출처: Commission approves €2.98 billion German scheme to promote green district heating - EU Reporter

독일, 폐열 통합을 위해 지역난방 터널 건설에 투자(HAMBURGNEWS, 2022.8.8.)

▶ 탈석탄 지역난방 위해 산업단지 폐열로 점진적으로 대체

● 함부르크는 탄소중립을 위해 천연가스 의존에서 독립하고 석탄 화력발전을 단계적으로 폐지하는 것이 목표임. 

● 2025년까지 근처 석탄 화력 발전소를 전력망에서 분리하고 에너지 집약적 산업 및 하수처리장 등에서 발생하는 폐열로 대체하려함. 

● 현재 기존 지역난방 네트워크에 남부 산업단지의 폐열을 통합하기 위해 약 1.1km의 지역난방 터널 건설에 €7,200만을 투자했으며 이는 2024년 말에 완공될 예정임.

● 신규 가스 및 증기 터빈 공장을 건설 중이며 2025년까지 천연가스와 수소를 7:3의 비율로 혼소하여 연료를 공급할 예정임. 

출처: Drilling underway on Hamburg's new district heating tunnel | Hamburg News (hamburg-news.hamburg)

오스트리아, 제지공장 폐열로 2만 가구에 난방 공급(CHECKOUT, 2022.8.5.) 

▶ 제지기업의 폐열과 바이오매스를 지역난방에 활용

● 오스트리아는 제지 기업 Smurfit Kappa 공장의 폐열을 활용하여 지역난방 네트워크에 공급하는 프로젝트를 진행 중임. 

● 해당 프로젝트는 Smurfit Kappa 제지공장에서 생성된 바이오매스를 회수할 수 있는 설비마련을 위해 €1.3억이 투입된 바이오매스 프로젝트의 후속 조치임.

● 폐열의 규모는 약 2만 가구에 지역난방을 공급 가능하며 연간 이산화탄소 배출량을 4만 톤까지 저감할 수 있음.

● 2023년 초에 완공되어 초등학교 및 유치원에 난방을 공급할 예정임. 

 출처: Smurfit Kappa Launches Sustainable District Heating Project | Checkout

영국, 청정난방 프로젝트에 인센티브 지급(H&Nnews, 2022.8.3.) 

▶ 지역난방 확대를 통한 청정난방으로의 전환

● 영국은 3.2억 파운드 규모의 열 네트워크 프로젝트(HNIP)에 0.54억 파운드의 자금을 추가로 투입하여 4개의 청정 난방 프로젝트에 인센티브를 지급함. 이 프로젝트가 성공할 경우 최대 28,000가구에 지역난방을 제공할 수 있음.

● 인센티브 지급의 목적은 기존 석유 또는 가스 난방 시스템을 폐열 기반 청정 지역난방으로 전환하는 것임.

● 영국은 현재 약 14,000개의 열 네트워크를 운영하며 48만 명에게 난방을 제공 중이며 이는 전체 열 수요의 약 2%임.

● 정부 지원 하에 지역난방은 2050년까지 전체 열 수요의 최대 42%를 공급할 수 있다고 전망됨. 

출처: ？54m in additional funding awarded via Heat Networks Investment Project - Heating and Ventilation News (hvnplus.co.uk)

폴란드, 난방요금 제한 및 보조금 지급 법안 통과(NFP, 2022.8.24.) 

▶ 겨울철 난방시즌을 대비하여 국민의 난방비 부담 경감

● 폴란드는 2가지 법안과 137억zloty를 지방당국에 지원하여 국민의 난방비용 부담을 완화할 계획임.
※ 즈워티(zloty)는 폴란드의 화폐단위임. 

● 첫 번째 법안은 지역난방 요금의 상한선을 40%이하로 설정하는 것으로 연간 1,000-3,900zloty를 절약할 수 있음.

● 두 번째 법안은 석탄난방 가구에만 지급하던 보조금을 추가로 석탄 외의 연료를 사용하는 난방가구에 500-3,000zloty의 일회성 보조금을 지급하는 것임.

● 석탄난방은 3,000zloty, 목재 펠릿 난로는 3,000zloty, 난방유 난로는 2,000zloty, LPG 사용자는 500zloty 등으로 가구별 난방설비에 따라 보조 금액이 다름.

출처: Poland to cap district heating cost rises at 40% and introduce subsidies for other fuels | Notes From Poland

에스토니아, 난방 요금 지원에 총 €1,470 투입(err.ee, 2022.8.25.)

▶ 에너지 위기 대처방안으로 전기, 가스, 지역난방 요금을 지원

● 에스토니아는 급등한 에너지가격에 대처하기 위해 중위 소득분위를 가진 가구에 전기, 가스, 지역난방 요금을 지원하기 위한 총 €1,470만의 자금을 승인함.

● 지원 비율은 전기료가 74%, 천연가스가 15%, 지역난방이 11%를 차지함.

● 난방 시즌 평균 지원비용은 가구당 €124이며 주로 전기나 천연가스 난방을 하는 가구의 지원 금액이 높음.  

● 지난 난방시즌에는 가정 소비자를 대상으로 총 €1.7억의 에너지 지원 조치를 수행함.

출처: https://news.err.ee/1608695065/nearly-15-million-in-electricity-gas-heat-support-paid-out-to-families