덴마크, 부스터 히트펌프는 저온 열원 통합에 효과적(pv magazine, 2023.9.21.) 

▶ 저온 재생에너지 열원 통합 가능

● 덴마크 연구팀에 따르면 초저온 지역난방(ULTDH) 시스템에 부스터 히트펌프(BHP)를 도입하면 ▲중앙 히트펌프의 성능계수(COP)를 높이고 ▲지역난방 그리드의 열 손실을 줄일 수 있음.

● BHP는 열원으로 지역난방수를 이용하고, 열흡수원(heat sink)으로 급탕용 물탱크를 이용함. 장점은 지역난방수의 특정 흐름에서 수온을 국지적으로 높일 수 있는 것임.

● BHP의 성능은 열 교환기의 성능에 따라 달라지며 열 교환기 성능은 ▲냉매 충전량과 ▲지역난방 회수온도가 결정함.

-냉매의 양을 최적화할 경우 히트펌프의 열 교환기 효율을 높일 수 있고, 지역난방 회수온도에 따라 증발기의 출수(outlet water) 최대 온도가 달라지기 때문임.

● 따라서 BHP의 최적화를 통해 ULTDH의 시스템 효율을 높인다면 저온의 재생에너지 열원을 더욱 효과적으로 통합 가능함.

출처: Booster heat pumps to improve efficiency of ultra-low temperature district heating ？ pv magazine International (pv-magazine.com)

영국, 열 네트워크 개선 프로젝트 1차 자금 지원 시작(H&V news, 2023.9.26.) 

▶ 지역난방 확대를 위한 발판 마련

● 영국의 지역난방 지원 프로젝트인 HNES(Heat Network Efficiency Scheme)의 1차 자금 지원규모는 1,390만 파운드임.

● HNES의 목표는 ▲열 네트워크 운영 성능을 개선하고, ▲비용을 줄여 지역난방 시스템을 확대하는 것이며 지원금이 소진될 때까지 영국 전역의 열 네트워크 개선 프로젝트를 지원할 계획임.

● 1차 지원 대상에는 ▲주택 협회, ▲지방당국, ▲열 네트워크를 운영하는 민간 조직이 포함되며 주요 지원 프로젝트와 지원금은 다음과 같음.

-주택협회 Notting Hill Genesis는 기존 열 네트워크의 서비스 개선을 위해 파운드 360만을 지원받음.

-공급업체인 Southern Housing 기존 열 네트워크 보수작업을 수행하며 파운드 176만을 지원받음.

-Leeds 시의회는 지역난방 서비스 개선 및 누수 보수를 위해 파운드 220만을 지원받음.

출처: First round of Heat Network Efficiency Scheme funding awards ？13.9m - Heating and Ventilation News (hvnplus.co.uk)

세계은행, 유럽 및 중앙아시아 지역의 난방부문 전환 촉구(Devdiscourse, 2023.9.22.) 

▶ 지역난방 투자 부족으로 넷제로 달성 어려울 것으로 예상돼

● 세계은행이 발간한 유럽 및 중앙아시아 종합분석 보고서에 따르면 유럽 및 중앙아시아 국가는 난방부문의 지속 가능한 전환이 시급하다고 촉구함.

● 현재 해당 지역은 지역난방 부문에 대한 투자가 부족하여 난방부문에서 ▲이용자에게 표준 이하 서비스 제공, ▲비용회수 어려움, ▲큰 환경피해 등의 문제를 겪고 있음.

● 보고서는 각국 정부가 전환계획을 효과적으로 수립할 수 있는 3가지 전략을 제안하고 있음. 

-건축법규 강화 및 기존 건물의 개조를 진행하여 건물의 에너지 효율성을 높여 난방 수요를 줄임.

-인구밀도가 높은 도시 지역은 지역난방을 확대하고 열원을 탈탄소화함.

-인구밀도가 낮은 지역은 청정난방 히트펌프나 바이오매스 보일러 등의 청정난방 시스템 설치를 장려함.

● 국가별 목표한 넷제로 달성을 위해서는 10년 내로 난방 부문의 배출량을 줄이는 것이 필요하고, 청정난방 기술 개발을 위해 ▲보조금 지원, ▲정책 마련, ▲정부 프로그램을 마련하는 것이 바람직함.

출처: World Bank calls urgent need to deliver sustainable heating services in Europe and Central Asia | Business (devdiscourse.com)

스웨덴, CHP 발전소 연료 전환을 위해 약 €2억 투자(Bioenergy Insight, 2023.10.9.)

 
▶ 천연가스를 바이오매스로 단계적으로 전환하는 것이 목표

● 스웨덴의 도시 Goteborg 소유의 에너지 기업인 Goteborg Energi는 약 €2억을 투자하여 신규 바이오매스 열병합발전소(CHP)를 건설하고 Rya CHP와 통합함.

※Goteborg의 인구는 2018년 기준으로 약 58만 명임.

● Rya CHP의 발전용량은 261MW, 열용량은 294MW로 매년 79만MWh의 전기와 91만MWh의 열을 생산함. 

● 신규 바이오매스 CHP는 2025년 난방시즌부터 운영될 예정이며 156MW의 열과 39MW의 전기를 공급함. 다양한 유형의 바이오매스 연료를 사용할 수 있어 유리함.

● Goteborg Energi는 2025년까지 천연가스를 단계적으로 폐지하고, 바이오매스와 폐기물 에너지로 지역난방 공급용 열을 생산하는 것이 목표임.

출처: https://www.bioenergy-news.com/news/goteborg-energi-makes-e217-7m-biomass-boiler-investment/

유럽, 난방부문의 청정전환을 위해 노력(European Commission, 2023.10.9.) 

▶ EED 및 RED 개정을 통해 회원국의 난방부문 전환 촉구

● 유럽은 에너지효율지침(EED) 개정을 통해 ▲효율적인 지역냉난방의 정의를 새로 정립하고, ▲지역난방 시스템에 재생에너지 및 폐열을 효율적으로 통합할 수 있도록 최소 요구사항을 변경할 계획임.

● 개정된 EED에서 난방부문과 관련된 주요 내용은 다음과 같음.

-2030년까지 주 연료로 천연가스를 사용하는 지역난방용 CHP 발전소에 한해서 신규 고효율 CHP 설비를 지원함.

-냉난방 부문의 재생에너지 점유율을 2025년까지는 0.8%p, 2026년에서 2030년까지는 1.1%p 이상으로 점진적으로 증가해야 함.

-인구 45,000명 이상의 지방자치단체는 개별 지역냉난방 계획을 수립해야 함.

● 또한, 재생에너지지침(RED) 개정을 통해 고체 바이오매스 연료에 대한 지속 가능성 기준 및 온실가스 배출 절감 기준을 총 정격 열 입력(total thermal input)이 7.5MW 이상인 전기 및 냉난방시설로 확대함. 

-개정 전에는 전기 및 냉난방 시설에 사용되는 고체 바이오매스 연료의 경우 총 정격 열 입력 기준으로 20MW 이상 시설에만 적용함.

출처: Making our energy system fit for our climate targets (europa.eu)

핀란드, SMR 지역난방 투자 촉진(Nuclear Engineering International, 2023.10.6.) 

▶ 목표는 세계 최초의 SMR 지역난방 열 공급시설 건설

● 핀란드의 에너지 기업 Helen은 지역난방용 SMR인 LDR-50의 투자를 촉진하기 위해 핀란드 기술연구센터(VTT)의 스핀아웃(Spin-Out) 기업인 Steady Energy와 의향서(Letter of Intent, LOI)를 체결함.­-LDR-50은 피동안전계통을 사용하고 약 150℃ 및 10bar 미만에서 작동하며 용량은 50MW임.

­-Steady Energy의 목표는 2030년까지 세계 최초의 SMR 기반 지역난방 열 공급시설을 건설하는 것임. 

● 의향서에 따르면 Helen과 Steady Energy는 향후 6개월 이내로 원자력 열 생산 프로젝트의 사전 투자 계약을 진행할 예정임.

● 이번 협약은 2024년부터 2027년까지 유효하며 주요 내용은 ▲핀란드 원자력법 개정 촉진, ▲원전 부지 선정 허가, ▲기술 허가 신청, ▲발전소 계약 가격 고정 등이 포함됨.

출처: Helen and Steady Energy co-operate on SMR deployment - Nuclear Engineering International (neimagazine.com)

세르비아, 지역난방용 대용량 수열 히트펌프 건설(Balkan Green Energy News, 2023.10.19.) 

▶ 추가로 기존 지역난방 관련 시설 재건축 진행

● 세르비아의 지역난방 기업인 Gradska Toplana는 Krivi vir시에 위치한 Nisava강의 수열을 지역난방용 열원으로 활용 가능하도록 대용량 히트펌프를 건설할 계획임.

● 프로젝트 비용은 약 €1,330만~1,350만이며 광물에너지부가 €820만, 유럽부흥개발은행(EBRD)이 €266만의 자금을 지원함.

● 이외에도 Toplana는 2.5km 길이의 지역난방 네트워크를 재구축했으며 2024년 완공을 목표로 기존 난방시설의 부분 재건축을 진행함.

출처: District heating company to install large heat pump in Ni？ in Serbia (balkangreenenergynews.com)

덴마크 Fenagy사, 통합 지역난방 시스템으로 운영비용 절약 및 그리드 안정화(R744, 2023.10.13.) 

▶ 히트펌프, 열저장 시설, 전기보일러를 통합

● 덴마크 히트펌프 기업 Fenagy는 공기열원 히트펌프(AWHP)와 열 저장시설 및 전기보일러를 통합한 새로운 지역난방 시스템인 ‘Sønder Felding Varmeværk ’을 설치하여 750가구에 난방을 공급함.

● Sønder Felding Varmeværk의 총 열용량은 3.5MW이며 히트펌프 2대와 열저장 설비 및 전기보일러로 구성됨. 열저장 설비의 규모는 3,500m3으로, 163MWh의 열에너지를 전달할 수 있으며 전기보일러의 용량은 10MW임.

- 히트펌프는 CO2를 냉매로 사용하며 COP는 2.96임.

● 해당 시스템은 열저장 설비를 활용하므로 전기가격에 따라 유연하게 설비를 운영할 수 있어 바이오매스 보일러를 단독 운영할 때보다 비용을 혁신적으로 절약할 수 있음.

­-운영비용은 바이오매스 보일러의 경우 €32/MWh이나 Sønder Felding Varmeværk는 €13/MWh임.

­-전기가격이 높을 때는 바이오매스 보일러를 가동하거나 열 저장설비 내 에너지를 활용하고, 전기가격이 낮을 때는 전기보일러 및 히트펌프를 가동함.

● 또 ▲송전 시스템 운영자로부터 잉여 전력 흡수에 대한 보상을 받을 수 있고, ▲부하가 최대치일 때 그리드 밸런싱에 기여할 수 있음.

-­ 덴마크는 전력의 50%를 풍력과 태양광을 통해 공급하고 있어 수급균형을 맞추기 어려운 상황임.

­- 덴마크의 전력망은 독일과 네덜란드 등의 여러 국가와 연결되어 있음.

출처: Novel District Heating Plant in Denmark Uses Fenagy Heat Pumps (r744.com)

영국, 지역난방 시스템 수리비용으로 이용자 부담 증가(The Guardian, 2023.10.17.) 

▶ 이용자들은 상대적으로 저렴한 개별 난방설비 설치를 고려

● 영국 Islington 시의회가 운영하는 열 네트워크 이용자들은 노후화된 지역난방 시스템을 수리하기 위해 각 가구마다 33,000파운드 정도를 지불해야 할 것으로 예상됨.

-­ Islington 시의회가 운영하는 열 네트워크는 현재 4,700 가구에 난방을 공급함.

● 높은 수리비용으로 인해 대다수의 이용자들은 열 네트워크 이용하는 것 대신에 개별로 가스보일러 및 히트펌프를 설치하는 것을 고려중임.

● 설치비용은 가스보일러의 경우 5,000 파운드, 히트펌프의 경우 7,000-13,000 파운드 사이로 히트펌프는 5,000파운드의 보조금을 지원받을 수 있어 경제적임.

● 현재 시의회는 이용자들의 지역난방 시스템 사용 중단을 막고 있으며 추가 지원방안을 모색 중임.

-­ 현재 난방시설 작동이 멈출 경우, 보상 및 임시 숙소를 제공하는 등의 조치를 취함.

­- 향후 ▲교체비용의 장기 지불 프로세스 구축, ▲재정 지원, ▲임시 난방 장치 마련 등의 추가 지원방안을 고려함.

출처: ‘Too extreme’: homeowners each face ？33,000 council bill to replace communal heating system | Energy bills | The Guardian

스코틀랜드, 열 네트워크 연결로 난방요금 절약(John O’Groat Journal, 2023.10.14.)

▶ 건물 에너지 효율 등급도 높일 수 있어 경제적

● 스코틀랜드 Wick시의 친환경 에너지 기업 Ignis Wick Ltd가 운영하는 열 네트워크 이용자들은 연간 720 파운드의 난방요금을 절약함.

-­ 이용자에 따르면 가스 난방설비를 개별로 사용할 경우 1달에 100파운드을 지불했으나 열 네트워크 연결 후에는 40파운드을 지불함.

● 해당 열 네트워크는 바이오매스 열 공급 시설을 활용하며 길이는 10.5km임. 현재 250개의 가구와 연결되어 있으며 향후 열 네트워크를 확장하여 총 950 가구와 연결할 계획임.

● 관계자에 따르면 열 네트워크를 이용하면 연료비를 절약할 수 있어 건물 에너지 효율 등급을 높일 수 있음.

출처: Highland Council leader says 950 Wick homes can benefit from district heating system (johnogroat-journal.co.uk)