[독일] 겔젠키르헨(Gelsenkirchen), 탄광 도시에서 친환경 도시로 변모(下)
민간 과학자들의 정책 역량을 시청의 에너지 정책에 반영하는 체계를 갖추고 있어
2009-08-25
○ 겔젠키르헨의 에너지 관련 혁신기업
유트만 팀장은 연수단을 위해 겔젠키르헨의 에너지 관련 주요 연구기관과 기업을 소개했다. 미래 전력 시스템의 특징으로 풍력 발전, 태양광 발전, 다양한 연료를 사용하는 병합 발전 등 작은 전력을 생산하는 단위시설에 의한 분산 전력의 비중이 높아질 것으로 예상했다.
겔젠키르헨에서는 이런 분산된 발전 시설을 가상발전소(Virtual power plant)라고 하는 소프트웨어 기반의 제어 시스템이 통제하고 있다고 전했다. 가상발전소는 현재 운나(Unna) 마을에 설치되어 있다.
[Unna 지역의 Virtual power plant 현황]
'셀 솔라(Shell Solar)사'는 겔젠키르헨에 단결정 및 다결정 태양전지를 생산하는 현대적인 시설을 운영하고 있다. 회사는 급속하게 커지는 세계 태양광 시장에 활발하게 참여할 채비를 서두르고 있다.
[겔젠키르헨 Shell Solar사 태양전지 생산공장 현황]
태양 전지를 좀 더 대규모 유니트인 솔라 모듈에 연결시키는 것은 태양전기 생산에 이어서 가장 중요한 과정이다. 이 과정은 높은 수준의 자동화가 필요하다.
겔젠키르헨에 있는 ‘쉬텐 솔라(Sheuten Solar)’사의 솔라 모듈 공장은 표준 태양광 모듈을 생산하고 있다. 건축 통합을 위한 높은 등급의 글라스-글라스 모듈은 이 공장의 두 번째 생산라인에서 제작되고 있다.
현재 공장을 겔젠키르헨의 좀 더 큰 부지로 옮기는 작업이 단계적으로 진행되고 있다. 이에 따라 생산 능력이 점진적으로 100㎿까지 늘어날 전망이다.
[겔젠키르헨 Sheuten Solar사 솔라 모듈공장 현황]
역시 겔젠키르헨에 있는 ‘하이드로게닉 엔카트(Hydrogenics Enkat)’사의 하이브리드 드라이브를 장착한 미니버스는 2005년부터 운행을 시작했다.
자동차는 2006년 독일 월드컵 기간 중 예정된 셔틀 서비스를 잘 수행했다. 수소에 의해 충전된 연료 전지와 배터리의 상호작용은 지능형 에너지 관리 시스템을 통해 극대화되었다. 출력이 좋은 전자 드라이브는 생태학적으로 유해한 오염원의 배출을 효과적으로 막고 있다.
[연료 전기 하이브리드 드라이브 장착 버스 주요제원]
상용화된 연료전지를 공급하는 기업 중 하나가 ‘마스트플렉스’(Masterflex AG)사이다. 이 회사에서 생산하는 50W 연료전지 시스템은 이동 사무실 단위에 필요한 전력을 공급해 줄 수 있다고 한다.
‘태양에너지 프라운호프연구소(Fraunhofer Institute for Solar Energy System, ISE)’와 공동으로 개발된 이 혁신적인 에너지 공급방식은 노트북을 35시간 주전력 연결 없이 사용할 수 있다. 또 다른 상품의 예는 ‘FC Pedelec’다. 전자 자전거의 일종인 이 상품은 통합 PEM-연료전지에 의해 동력을 얻는다.
[PEM-연료전지 'FC Pedelec' 전기자전거]
○ 루르의 연구기관과 신기술 현황
과학단지에서 제공한 자료를 토대로 겔젠키르헨 이외 루르 지역의 신재생에너지 연구기관과 이들의 최신 기술개발 현황에 대해 정리해 보았다.
루르 지방의 에너지 기술은 많은 대학에 있는 환경 관련 학과와 오베르하우젠(Oberhausen)에 있는 ‘프라운호퍼 환경·안전·에너지기술 연구소(Fraunhofer Institute for Environmental, Safety and Energy Technology, UMSICHT), 겔젠키르헨에 있는 ‘프라운호퍼 태양열 에너지 시스템 연구소 서비스 센터(Service Centre of the Fraunhofer Institute for Solar Energy System)’와 같은 독립된 연구기관을 중심으로 개발되고 있다.
많은 수의 특화된 창업보육시설과 기술센터들이 기술이전을 장려하고 있는데 이런 기관들은 일반적으로 대학 근처에 있다. 루르 지방에서 에너지 기술학과와 에너지 경제학과를 설치하고 있는 대학은 도르트문트대, 뒤스부르크-에센대, 루르 보쿰대, 보쿰 응용과학대, 보쿰 응용과학 기술대, 도르트문트 응용과학대, 겔젠키르헨 응용과학대, 하겐 통신대 등이 있다.
‘루르 에너지연구소’는 대학 3곳과 ‘Initiativ Kreis Ruhrgebiet’가 제휴해 만든 연구소이다. 목표는 혁신적인 에너지 기술을 개발하기 위한 기술센터를 설립하는 것이다. 기술센터를 통해 지역 내 산업계와 교육계에서 이루어지고 있는 연구․개발 활동을 지원하는 것이 궁극적인 목표다.
['루르 에너지 연구소' 네트워크의 주요 프로젝트]
‘태양열에너지 역량센터(Competence Center for Solar Thermal Energy)’는 ‘뷔센부쉬 글라트베크(Wiesenbusch Gladbeck) 혁신센터(IWG)’에 자리 잡고 있다. 역량센터는 혁신센터 건물의 한 부분이다.
실험용 발전소는 어떻게 태양 에너지가 냉방에 사용 가능한지를 보여주고 있다. 주요 구성요소는 태양열 집열기의 냉각 기계다. 이 기계는 흡수냉각과 고효율 진공관 태양열 집열기에 바탕을 두고 있다.
[IWG의 태양열 냉방]
‘도르스텐 렘베크(Dorsten-Lembeck)’ 지역의 로익(Loick) 농장은 에너지 순환과정에서 바이오가스를 어떻게 활용하는지를 잘 보여주는 시설이다. 바이오가스 생산 시설은 농가가 필요로 하는 전력, 열, 냉각된 공기와 퇴비를 생산하는데 매우 적합한 것으로 알려져 있다.
[Loick 농장의 바이오가스 생산 시설]
‘헤르텐 블루 타워(Herten Blue Tower)’에서는 유기 폐기물과 화석 잔류물에서 수소 함유율이 높은 가스를 생산한다. 가스는 난방이나 전력생산을 위해 직접 사용되거나 합성 연료를 생산하는 데도 사용될 수 있다.
블루 타워는 전통적인 바이오가스 생산 시설과 다르게 오염된 목재, 폐유, 도장용 진흙, 고무 등에서 가스를 생산할 수 있다.
[Blue Tower Herten 시설 현황]
[뒤스버그 연료전지 기술센터 ZBT 현황]
최근 몇 년간 루르 지방은 연료 전지 기술에서 선도적인 지역이 되었다. 루르 지역에 있는 세계적인 기업들의 숫자가 계속 늘어나는 것이 이런 추세를 잘 나타내고 있다. 뒤스부르크에 있는 ‘연료전지 기술센터(Center for Fuel Cell Technology, ZBT)’는 연구기관과 연료전지 산업체의 협력 네트워크를 강화하는 역할을 하고 있다.
ZBT는 뒤스부르크-에센(Duisurg-Essen) 대학과 연계하여 다양한 에너지 자원으로부터 수소를 생산하는 기술과 저온 연료전지에 대한 연구를 계속하고 있다. 유럽에서 가장 큰 에너지 관련 시설 중 하나인 ‘RWE의 연료전지 파빌리온’에서는 다양한 연료전지 타입을 실험하고 있다.
연구자들의 연구 목적은 다양한 연료전지의 장기적인 사용 경험을 획득해 연료전지의 상용화에 대비한 성능을 극대화하기 위한 것이다.
[Essen 지역 RWE 연료전지회사 파빌리온 현황]
[Gladbeck의 IWG 히트 펌프 시스템]
노르트라인베스트팔렌주는 독일 히트펌프의 3분의 1을 생산하고 있어 지열에너지 이용에 있어서는 가장 앞서가는 지역이라 할 수 있다. 히트펌프는 지표 근처의 지열을 플라스틱으로 만든 수직형 튜브 또는 수평형 파이프 집열기를 통해 집적하는 장치를 말한다.
글래드베크(Gladbeck)이 있는 IWG에서는 7~8개 제조업체에서 생산한 히트펌프를 전시하고 있다. IWG건물 자체가 대규모 히트펌프 시스템을 통해 난방을 공급하고 있는 혁신적인 건물이다.
보쿰(Bochum)시에 있는 2개 대학에서는 심부열 이용에 관한 집중적인 연구를 하고 있다. ‘프로메테우스(Prometheus)’라고 이름을 붙인 이 프로젝트는 ‘Hot Dry Rock’ 기술을 기반으로 하고 있다. 세계적으로 이러한 종류의 프로젝트는 처음이다.
2개의 4km짜리 시추공은 지하 심층부에 있는 뜨거운 바위를 통해 액체를 순환시키기 위한 주입구(注入口)와 생산구(生産口)의 역할을 한다. 이 지열발전소가 완공되면 보쿰 전역에 난방을 제공하게 될 것으로 기대하고 있다.
7000만~9000만 개의 공기 순환펌프가 유럽 가정에서 사용되고 있는 것으로 추산된다. 이 규모는 매년 350억에서 500억 Kwh의 전력을 사용하고 있다는 것을 의미한다.
도르트문트에 있는 빌로(WILO)사에서 생산하는 효율 높은 ‘스트라토스 펌프(Stratos pump)’는 전력 사용량을 표준형 펌프에 비해 80%까지 줄이는 데 성공했다.
한편, 유기 발광 다이오드(LED)는 효율이 높은 조명이다. LED의 높은 효율과 색의 스펙트럼은 지속적으로 개선되어 이제 LED는 신호용 전구 뿐만 아니라 일반적인 다목적 전구로도 상용화되고 있다.
루르에 있는 ‘보솔로 쉬바베 옵토 전기회사(Vossoloh-Schwabe Optoelectronic)’와 ‘캠프 린트포르트(Kamp Lintfort)’사의 LED 제품은 부가적인 색 혼합방법을 사용하여 모든 색깔의 LED 전구를 생산하고 있다.
○ 태양에너지 활용에 유리한 조건 적극 활용 필요
유트만 팀장은 브리핑 도중 태양에너지의 경제성 문제에 대한 자신의 의견을 밝혔다.
“햇빛이 많은 이태리 같은 곳은 독일보다 경제성이 높을 것이다. 우선 신재생에너지에 대한 관심이 높아지고 대량생산, 대량 보급이 되면 생산 단가와 투자 비용이 낮아질 것이다.”
태양열로 전체 난방은 해결할 수 있지만 태양광으로 100% 가정용 전력을 공급하기는 쉽지 않다. 하지만 지역 조건에 따라 경쟁력을 갖출 수 있는 곳이 있다는 것이 유트만 팀장의 주장이다.
일사량이 충분한 이태리 시칠리아와 같은 지역에서는 기존 전기와 비교해 보았을 때 정부 보조금 없이도 5년 안에 가격 경쟁력을 갖출 수 있을 것으로 전망했다.
한국은 독일보다 태양에너지 이용에 더욱 유리하다. 일사량을 비교해 보면 독일은 2,170kcal/㎡·day, 한국은 3,082kcal/㎡·day로 한국이 월등이 높다.
한국은 국내 공장의 대량생산 체계만 갖춰지면 태양전지가 급속히 확대될 가능성이 충분하다. 정부와 지자체가 보다 적극적으로 태양에너지 활용과 보급에 나서야 할 것이다.
○ 국가 정책의 지속성 확보 중요
정권이 바뀐다고 신재생에너지 정책의 기조가 완전히 바뀌는 사례는 적어도 독일에서는 거의 찾아볼 수 없다. 독일 전체에 태양광 전기는 13만㎾가 보급돼 있다.
이 시설에서 생산된 전기는 가정용의 경우 20년 동안 kw당 43센터(756원)에 구매할 수 있도록 법률로 보장하고 있다. 물론 사업자가 시설한 경우 이보다 적은 금액을 보전받을 수 있다. 에너지 관련 법률은 정권이 바뀌어도 쉽게 법률을 개정하지 못하도록 안전장치가 마련되어 있다고 유트만 팀장은 설명했다.
하지만 우리나라와 마찬가지로 대체에너지 시설이 늘어나면서 정부지원금의 규모도 차츰 줄어들 것으로 전망된다. 이에 따라 독일의 과학자들은 실리콘 솔라셀의 생산단가를 낮추기 위한 기술개발 활동을 활발하게 하고 있다. 신재생에너지 보급을 위해서는 국가정책의 지속성도 매우 중요한 과제이다.
○ 민간 연구역량을 활용한 정책개발 활성화
겔젠키르헨시 경제국은 과학단지에 직원을 파견하고 주도적으로 네트워킹 공간을 마련해 기업, 대학, 연구소, 기업지원기관 사이에 활발한 혁신활동이 일어나도록 하고 있다. 특히 시청에서는 과학단지에 에너지 정책을 개발하고 제안하는 역할을 전적으로 일임하고 있다.
민간 과학자들의 정책 역량을 시청의 에너지 정책에 반영하는 체계를 갖추고 있는 것이다. 민간 전문가의 역량으로 주요 정책이 수시로 생산될 수 있도록 하는 시스템이다.
우리나라도 도 단위에는 발전연구원이 있어서 이런 역할을 하고 있지만 시군 단위에서 정책연구기능을 가진 기관을 운영하는 것은 쉽지 않다. 시군 단위에서 전문가의 의견을 정책으로 채택할 수 있는 연구 기능이 보완되어야 할 것이다.
- 끝 -
유트만 팀장은 연수단을 위해 겔젠키르헨의 에너지 관련 주요 연구기관과 기업을 소개했다. 미래 전력 시스템의 특징으로 풍력 발전, 태양광 발전, 다양한 연료를 사용하는 병합 발전 등 작은 전력을 생산하는 단위시설에 의한 분산 전력의 비중이 높아질 것으로 예상했다.
겔젠키르헨에서는 이런 분산된 발전 시설을 가상발전소(Virtual power plant)라고 하는 소프트웨어 기반의 제어 시스템이 통제하고 있다고 전했다. 가상발전소는 현재 운나(Unna) 마을에 설치되어 있다.
[Unna 지역의 Virtual power plant 현황]
| 구분 | 설비 | 전력 생산 능력 |
| 병합 발전 | 5개 | 5,105㎾ |
| 풍력 발전 | 9개 | 10,100㎾ |
| 수력 발전 | 1개 | 60㎾ |
'셀 솔라(Shell Solar)사'는 겔젠키르헨에 단결정 및 다결정 태양전지를 생산하는 현대적인 시설을 운영하고 있다. 회사는 급속하게 커지는 세계 태양광 시장에 활발하게 참여할 채비를 서두르고 있다.
[겔젠키르헨 Shell Solar사 태양전지 생산공장 현황]
| 구분 | 내용 |
| 창립년도 | 1999년 |
| 생산능력 | 35㎿ |
| 투자금액 | 3천만 유로 |
| 종업원 수 | 85명 |
| 전지 효율 | 15% |
태양 전지를 좀 더 대규모 유니트인 솔라 모듈에 연결시키는 것은 태양전기 생산에 이어서 가장 중요한 과정이다. 이 과정은 높은 수준의 자동화가 필요하다.
겔젠키르헨에 있는 ‘쉬텐 솔라(Sheuten Solar)’사의 솔라 모듈 공장은 표준 태양광 모듈을 생산하고 있다. 건축 통합을 위한 높은 등급의 글라스-글라스 모듈은 이 공장의 두 번째 생산라인에서 제작되고 있다.
현재 공장을 겔젠키르헨의 좀 더 큰 부지로 옮기는 작업이 단계적으로 진행되고 있다. 이에 따라 생산 능력이 점진적으로 100㎿까지 늘어날 전망이다.
[겔젠키르헨 Sheuten Solar사 솔라 모듈공장 현황]
| 구분 | 내용 |
| Glass-glass 모듈의 생산년도 | 1994년 |
| 표준 모듈 생산년도 | 2002년 |
| 2004년 생산능력 | 21㎿ |
| 2006년 생산능력 | 50㎿ |
| 2004년 종업원 수 | 100명 |
| 예상되는 종업원 수 | 300명 |
역시 겔젠키르헨에 있는 ‘하이드로게닉 엔카트(Hydrogenics Enkat)’사의 하이브리드 드라이브를 장착한 미니버스는 2005년부터 운행을 시작했다.
자동차는 2006년 독일 월드컵 기간 중 예정된 셔틀 서비스를 잘 수행했다. 수소에 의해 충전된 연료 전지와 배터리의 상호작용은 지능형 에너지 관리 시스템을 통해 극대화되었다. 출력이 좋은 전자 드라이브는 생태학적으로 유해한 오염원의 배출을 효과적으로 막고 있다.
[연료 전기 하이브리드 드라이브 장착 버스 주요제원]
| 구분 | 제원 |
| 하이브리드 시스템 | 연료 전지 및 배터리 |
| 레인지 | 9시간/200㎞ |
| 총 마력 | 28㎾ |
| 에너지 저장 | 알카라인 배터리 |
| 연료 저장 | 압축가스 탱크 |
| 트렉션 드라이브 | DC 72 V, 27 kw, 235 Nm |
| 좌석 수 | 8석 |
| 입석 | 12석 |
상용화된 연료전지를 공급하는 기업 중 하나가 ‘마스트플렉스’(Masterflex AG)사이다. 이 회사에서 생산하는 50W 연료전지 시스템은 이동 사무실 단위에 필요한 전력을 공급해 줄 수 있다고 한다.
‘태양에너지 프라운호프연구소(Fraunhofer Institute for Solar Energy System, ISE)’와 공동으로 개발된 이 혁신적인 에너지 공급방식은 노트북을 35시간 주전력 연결 없이 사용할 수 있다. 또 다른 상품의 예는 ‘FC Pedelec’다. 전자 자전거의 일종인 이 상품은 통합 PEM-연료전지에 의해 동력을 얻는다.
[PEM-연료전지 'FC Pedelec' 전기자전거]
| 구분 | 제원 |
| 최대 거리 | 120㎞ |
| 전기 엔진 용량 | 250W |
| 에너지 저장금속 | 하이브리드 저장 시스템에 포함된 455그램의 수소 |
○ 루르의 연구기관과 신기술 현황
과학단지에서 제공한 자료를 토대로 겔젠키르헨 이외 루르 지역의 신재생에너지 연구기관과 이들의 최신 기술개발 현황에 대해 정리해 보았다.
루르 지방의 에너지 기술은 많은 대학에 있는 환경 관련 학과와 오베르하우젠(Oberhausen)에 있는 ‘프라운호퍼 환경·안전·에너지기술 연구소(Fraunhofer Institute for Environmental, Safety and Energy Technology, UMSICHT), 겔젠키르헨에 있는 ‘프라운호퍼 태양열 에너지 시스템 연구소 서비스 센터(Service Centre of the Fraunhofer Institute for Solar Energy System)’와 같은 독립된 연구기관을 중심으로 개발되고 있다.
많은 수의 특화된 창업보육시설과 기술센터들이 기술이전을 장려하고 있는데 이런 기관들은 일반적으로 대학 근처에 있다. 루르 지방에서 에너지 기술학과와 에너지 경제학과를 설치하고 있는 대학은 도르트문트대, 뒤스부르크-에센대, 루르 보쿰대, 보쿰 응용과학대, 보쿰 응용과학 기술대, 도르트문트 응용과학대, 겔젠키르헨 응용과학대, 하겐 통신대 등이 있다.
‘루르 에너지연구소’는 대학 3곳과 ‘Initiativ Kreis Ruhrgebiet’가 제휴해 만든 연구소이다. 목표는 혁신적인 에너지 기술을 개발하기 위한 기술센터를 설립하는 것이다. 기술센터를 통해 지역 내 산업계와 교육계에서 이루어지고 있는 연구․개발 활동을 지원하는 것이 궁극적인 목표다.
['루르 에너지 연구소' 네트워크의 주요 프로젝트]
| 순위 | 내용 |
| 1 | 비전 에너지 2020 (에너지 시스템의 분석) |
| 2 | 저탄소 배출 화력 발전소 |
| 3 | 풍력에너지 사용의 기회와 한계 |
| 4 | 정보기술을 이용한 효율적인 에너지 보급 |
‘태양열에너지 역량센터(Competence Center for Solar Thermal Energy)’는 ‘뷔센부쉬 글라트베크(Wiesenbusch Gladbeck) 혁신센터(IWG)’에 자리 잡고 있다. 역량센터는 혁신센터 건물의 한 부분이다.
실험용 발전소는 어떻게 태양 에너지가 냉방에 사용 가능한지를 보여주고 있다. 주요 구성요소는 태양열 집열기의 냉각 기계다. 이 기계는 흡수냉각과 고효율 진공관 태양열 집열기에 바탕을 두고 있다.
[IWG의 태양열 냉방]
| 구분 | 내용 |
| 집열 지역 | 72㎡ |
| 진공관 집열기 | 24개 |
| 최대 보온 능력 | 약 40kw |
| 냉각제 | 암모니아/물 |
| 최대 냉각 능력 | 약 20kw |
| 냉각 캐리어의 온도 | 섭씨 -3 |
‘도르스텐 렘베크(Dorsten-Lembeck)’ 지역의 로익(Loick) 농장은 에너지 순환과정에서 바이오가스를 어떻게 활용하는지를 잘 보여주는 시설이다. 바이오가스 생산 시설은 농가가 필요로 하는 전력, 열, 냉각된 공기와 퇴비를 생산하는데 매우 적합한 것으로 알려져 있다.
[Loick 농장의 바이오가스 생산 시설]
| 구분 | 내용 |
| 사용되는 재료 | 4,000㎥의 유기질 비료 |
| 2,000톤의 옥수수 전분 | |
| 5,000톤의 음식물 쓰레기 | |
| 바이오가스 생산량 | 100㎥/h |
| 병합 생산 유니트 | 249kWel |
| 연간 전력 생산량 | 2,000,000kWh |
| 연간 열 발생량 | 3,000,000kWh |
‘헤르텐 블루 타워(Herten Blue Tower)’에서는 유기 폐기물과 화석 잔류물에서 수소 함유율이 높은 가스를 생산한다. 가스는 난방이나 전력생산을 위해 직접 사용되거나 합성 연료를 생산하는 데도 사용될 수 있다.
블루 타워는 전통적인 바이오가스 생산 시설과 다르게 오염된 목재, 폐유, 도장용 진흙, 고무 등에서 가스를 생산할 수 있다.
[Blue Tower Herten 시설 현황]
| 구분 | 내용 |
| 열 생산 능력 | 1000kw |
| 수출국 (라이센스 협정) | 일본, 멕시코, 브라질 |
| 건조 바이오 메스 전환 | 200Kg/h |
| 타워 높이 | 26m |
| 창립년도 | 2001년 |
[뒤스버그 연료전지 기술센터 ZBT 현황]
| 구분 | 내용 |
| 종업원수 | 28명 |
| 창립년도 | 2001년 |
| 부서 | 가스 생산 기술 부서 |
| 연료 전지 시스템 및 응용 부서 | |
| 교육 훈련 부서 |
최근 몇 년간 루르 지방은 연료 전지 기술에서 선도적인 지역이 되었다. 루르 지역에 있는 세계적인 기업들의 숫자가 계속 늘어나는 것이 이런 추세를 잘 나타내고 있다. 뒤스부르크에 있는 ‘연료전지 기술센터(Center for Fuel Cell Technology, ZBT)’는 연구기관과 연료전지 산업체의 협력 네트워크를 강화하는 역할을 하고 있다.
ZBT는 뒤스부르크-에센(Duisurg-Essen) 대학과 연계하여 다양한 에너지 자원으로부터 수소를 생산하는 기술과 저온 연료전지에 대한 연구를 계속하고 있다. 유럽에서 가장 큰 에너지 관련 시설 중 하나인 ‘RWE의 연료전지 파빌리온’에서는 다양한 연료전지 타입을 실험하고 있다.
연구자들의 연구 목적은 다양한 연료전지의 장기적인 사용 경험을 획득해 연료전지의 상용화에 대비한 성능을 극대화하기 위한 것이다.
[Essen 지역 RWE 연료전지회사 파빌리온 현황]
| 구분 | 내용 |
| 창립 | 2001년 |
| 방문객 | 27,000 p.a. 이상 |
| 설치 유닛 | 200kw PAFX(UTC Fuel Cell) |
| 4,6kw PEMFC(Ida Tech) | |
| 250kw MCFC(MTU CFC Solutions) | |
| 1kw SOFC(Sulzer Hexis) | |
| 100kw SOFC(Siemens Westinghouse Power Corporation) |
[Gladbeck의 IWG 히트 펌프 시스템]
| 구분 | 내용 |
| 운영 | Emscher-Lippe-Energie사 |
| 난방 용량 | 260kw |
| 지열 탐침 수 | 30개 |
| 물 흡수 장치(Pond absorber) 수 | 2개 |
노르트라인베스트팔렌주는 독일 히트펌프의 3분의 1을 생산하고 있어 지열에너지 이용에 있어서는 가장 앞서가는 지역이라 할 수 있다. 히트펌프는 지표 근처의 지열을 플라스틱으로 만든 수직형 튜브 또는 수평형 파이프 집열기를 통해 집적하는 장치를 말한다.
글래드베크(Gladbeck)이 있는 IWG에서는 7~8개 제조업체에서 생산한 히트펌프를 전시하고 있다. IWG건물 자체가 대규모 히트펌프 시스템을 통해 난방을 공급하고 있는 혁신적인 건물이다.
보쿰(Bochum)시에 있는 2개 대학에서는 심부열 이용에 관한 집중적인 연구를 하고 있다. ‘프로메테우스(Prometheus)’라고 이름을 붙인 이 프로젝트는 ‘Hot Dry Rock’ 기술을 기반으로 하고 있다. 세계적으로 이러한 종류의 프로젝트는 처음이다.
2개의 4km짜리 시추공은 지하 심층부에 있는 뜨거운 바위를 통해 액체를 순환시키기 위한 주입구(注入口)와 생산구(生産口)의 역할을 한다. 이 지열발전소가 완공되면 보쿰 전역에 난방을 제공하게 될 것으로 기대하고 있다.
7000만~9000만 개의 공기 순환펌프가 유럽 가정에서 사용되고 있는 것으로 추산된다. 이 규모는 매년 350억에서 500억 Kwh의 전력을 사용하고 있다는 것을 의미한다.
도르트문트에 있는 빌로(WILO)사에서 생산하는 효율 높은 ‘스트라토스 펌프(Stratos pump)’는 전력 사용량을 표준형 펌프에 비해 80%까지 줄이는 데 성공했다.
한편, 유기 발광 다이오드(LED)는 효율이 높은 조명이다. LED의 높은 효율과 색의 스펙트럼은 지속적으로 개선되어 이제 LED는 신호용 전구 뿐만 아니라 일반적인 다목적 전구로도 상용화되고 있다.
루르에 있는 ‘보솔로 쉬바베 옵토 전기회사(Vossoloh-Schwabe Optoelectronic)’와 ‘캠프 린트포르트(Kamp Lintfort)’사의 LED 제품은 부가적인 색 혼합방법을 사용하여 모든 색깔의 LED 전구를 생산하고 있다.
○ 태양에너지 활용에 유리한 조건 적극 활용 필요
유트만 팀장은 브리핑 도중 태양에너지의 경제성 문제에 대한 자신의 의견을 밝혔다.
“햇빛이 많은 이태리 같은 곳은 독일보다 경제성이 높을 것이다. 우선 신재생에너지에 대한 관심이 높아지고 대량생산, 대량 보급이 되면 생산 단가와 투자 비용이 낮아질 것이다.”
태양열로 전체 난방은 해결할 수 있지만 태양광으로 100% 가정용 전력을 공급하기는 쉽지 않다. 하지만 지역 조건에 따라 경쟁력을 갖출 수 있는 곳이 있다는 것이 유트만 팀장의 주장이다.
일사량이 충분한 이태리 시칠리아와 같은 지역에서는 기존 전기와 비교해 보았을 때 정부 보조금 없이도 5년 안에 가격 경쟁력을 갖출 수 있을 것으로 전망했다.
한국은 독일보다 태양에너지 이용에 더욱 유리하다. 일사량을 비교해 보면 독일은 2,170kcal/㎡·day, 한국은 3,082kcal/㎡·day로 한국이 월등이 높다.
한국은 국내 공장의 대량생산 체계만 갖춰지면 태양전지가 급속히 확대될 가능성이 충분하다. 정부와 지자체가 보다 적극적으로 태양에너지 활용과 보급에 나서야 할 것이다.
○ 국가 정책의 지속성 확보 중요
정권이 바뀐다고 신재생에너지 정책의 기조가 완전히 바뀌는 사례는 적어도 독일에서는 거의 찾아볼 수 없다. 독일 전체에 태양광 전기는 13만㎾가 보급돼 있다.
이 시설에서 생산된 전기는 가정용의 경우 20년 동안 kw당 43센터(756원)에 구매할 수 있도록 법률로 보장하고 있다. 물론 사업자가 시설한 경우 이보다 적은 금액을 보전받을 수 있다. 에너지 관련 법률은 정권이 바뀌어도 쉽게 법률을 개정하지 못하도록 안전장치가 마련되어 있다고 유트만 팀장은 설명했다.
하지만 우리나라와 마찬가지로 대체에너지 시설이 늘어나면서 정부지원금의 규모도 차츰 줄어들 것으로 전망된다. 이에 따라 독일의 과학자들은 실리콘 솔라셀의 생산단가를 낮추기 위한 기술개발 활동을 활발하게 하고 있다. 신재생에너지 보급을 위해서는 국가정책의 지속성도 매우 중요한 과제이다.
○ 민간 연구역량을 활용한 정책개발 활성화
겔젠키르헨시 경제국은 과학단지에 직원을 파견하고 주도적으로 네트워킹 공간을 마련해 기업, 대학, 연구소, 기업지원기관 사이에 활발한 혁신활동이 일어나도록 하고 있다. 특히 시청에서는 과학단지에 에너지 정책을 개발하고 제안하는 역할을 전적으로 일임하고 있다.
민간 과학자들의 정책 역량을 시청의 에너지 정책에 반영하는 체계를 갖추고 있는 것이다. 민간 전문가의 역량으로 주요 정책이 수시로 생산될 수 있도록 하는 시스템이다.
우리나라도 도 단위에는 발전연구원이 있어서 이런 역할을 하고 있지만 시군 단위에서 정책연구기능을 가진 기관을 운영하는 것은 쉽지 않다. 시군 단위에서 전문가의 의견을 정책으로 채택할 수 있는 연구 기능이 보완되어야 할 것이다.
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