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달라지는 미래 거주 형태…‘제로 에너지 홈’이 핵심

건물서 에너지 직접 생산…가정용 에너지 솔루션 사업 본격화
  • 미국 웨스트 버지니아주에 설치된 한화큐셀 주거용 모듈. (사진=한화그룹 제공)
[주간한국 송철호 기자] 태양광, 태양열, 지열 등 친환경 건물이 인기를 끌고 있다. 특히 미국, 유럽 등 선진 시장에서는 이미 가정용 에너지 솔루션 사업이 본격화되고 있는 상황이다. 지금까지는 지붕이나 옥상에 구조물을 세워 설치하는 일반 태양광이 국내 태양광 산업의 주축을 이루고 있었다. 하지만 세계 미래시장을 선도하기 위해서는 차별화된 기술·제품이 필요하다.

최근 삼성전자와 한화큐셀이 가정용 에너지 솔루션 사업 분야에서 협력한다는 소식이 전해졌다. 양사는 지난 2일 ‘제로 에너지 홈(Zero Energy Home) 구축을 위한 상호 협력 양해각서(MOU)’를 체결하고 ‘제로 에너지 홈’ 구현을 위해 양사 플랫폼 연동, 기술·인력 지원 등 다양한 부문에서 협력할 계획이다.

삼성전자-한화큐셀, ‘제로 에너지 홈’ 구체화

제로 에너지 홈은 태양광 발전 등을 통해 가정에서 직접 생산한 에너지를 효율적으로 사용함으로써 탄소 배출량을 줄이는 것을 말한다. 산업통상자원부 통계 자료에 따르면 이미 국내에서는 집에서 태양광·풍력 등 신재생에너지를 쓸 수 있도록 한 ‘그린홈’이 약 42만 가구 보급된 것으로 나타났다.

제로 에너지 홈은 한 단계 진보한 미래 거주 형태라고 할 수 있다. 제로 에너지 홈은 가정에서 직접 생산한 에너지로 에너지 독립을 실현하고 탄소 배출량을 감축하는 개념이다. 주로 태양광 발전으로 에너지를 생산하는 ‘액티브(Active) 기술’과 에너지 손실을 최소화하는 기기와 자재를 활용한 ‘패시브(Passive) 기술’로 구현된다.

앞서 언급한 삼성전자와 한화큐셀의 제로 에너지 홈 관련 협력은 이를 좀 더 구체화하는 계기가 될 것으로 보인다. 한화큐셀이 일반 가정용 태양광 모듈과 에너지 저장 장치(ESS)를 통해 전력을 생산·확보하면 삼성전자가 ‘스마트싱스 에너지’(SmartThings Energy) 서비스를 기반으로 EHS(Eco Heating System) 히트펌프와 다양한 스마트 가전제품에 소모되는 에너지를 효율적으로 관리해주는 시스템을 제공하는 방식이다.

EHS 히트펌프는 주거 및 상업시설의 바닥 난방과 급탕에 적용되는 솔루션으로 공기열과 전기를 이용해 온수를 만들 수 있어 일반 보일러보다 경제성이 뛰어난 것이 특징이며 유럽에서는 재생에너지로 인정받고 있다. 스마트싱스는 오픈형 플랫폼이라 삼성전자 제품이 아니어도 사용자가 추후 다양한 사물인터넷(IoT) 가전을 연동시켜 관리할 수 있는 것이 큰 장점이다.

글로벌 에너지 컨설팅 업체 우드맥킨지의 조사결과에 따르면 한화큐셀은 미국 주거용 태양광 모듈 시장에서 3년 연속 1위(2018~2020년 기준)를 기록했다. 삼성전자는 지난해 영국 부동산 개발업체 에토피아와 파트너십을 맺고 향후 5년 간 친환경 주택 6000가구에 스마트싱스와 연결 가능한 EHS 히트펌프·가전제품을 공급키로 하는 등 친환경·스마트 주택 분야를 적극 공략하고 있다.

에너지업계의 한 관계자는 “신축 아파트들은 대부분 스마트홈이 구축돼 있는 상황에서 이제는 정부가 주도하고 있는 에너지 제로 주택 조성과 함께 인공지능이 갖춰진 친환경 미래형 주택이 더욱 주목을 받는 시대”라고 말했다. 이어 “특히 태양광 에너지를 활용한 주택이 급증하고 있는데 주택용 태양광을 설치할 경우 정부와 지자체로부터 보조금을 지원받을 수 있고 태양광 발전으로 생산된 전력을 이용함으로써 전기요금 또한 절감할 수 있다”고 설명했다.
  • 한화빌딩 전면의 태양광 패널 시스템. (사진=한화그룹 제공)
건물 설계부터 전력 생산까지…국내외에 다양하게 적용

이미 해외 시장에서는 가정용 에너지 솔루션이 다양하게 적용되고 있다. 에너지경제연구원이 최근 발표한 ‘녹색성장을 위한 신재생에너지 활용방안 연구’ 보고서에는 다양한 해외 적용 사례가 소개돼 있다. 특히 적용 모델을 제시하는 수준이 아닌 이미 상용화되고 있는 솔루션이라는 것이 특징이다.

먼저 영국 서튼에는 화석에너지를 사용하지 않는 탄소 배출 제로 주거공동체인 ‘베드제드’가 있다. 2002년 오물 처리장을 매립해 조성한 주거 단지로 3개 건물에 100가구가 입주해 있고 헬스센터, 유치원, 오피스 등이 갖춰져 있다.

화석연료를 사용하지 않기 위해 태양광으로 전기 수요를 일부 충당하고 나머지는 인근 마을에서 수집한 목재를 분쇄해 가스화시켜 연료로 이용하고 있다. 특히 모든 건물의 창문은 남향이기 때문에 햇빛을 이용한 자연 난방이 가능해 낮에는 인공조명을 사용할 필요가 없도록 설계했다.

아파트가 많은 국내 실정에서는 단독 주택 외에 아파트나 오피스 건물의 에너지 솔루션 적용이 더 중요할 수 있다. 싱가포르의 경우 건설청 아카데미를 제로 에너지 빌딩으로 개조했다. 제로 에너지 빌딩은 싱가포르 건설청의 주력 연구개발 프로젝트이기도 하다. 이 아카데미 건물은 동남아시아에서 녹색 빌딩 디자인과 기술을 이용해 개조된 첫 번째 빌딩이라 더 의미가 깊다.

아카데미 건물 전면은 에너지 효율이 높도록 재설계됐고 지붕, 모니터링·평가 시스템 및 기타 건물 부분들이 에너지 소비를 줄이도록 설계됐다. 유사한 설비를 갖춘 오피스 빌딩과 비교 시 약 40~50%가량 효율이 높고 지붕 및 건물의 주요 부분에 설치된 태양광 패널은 연간 약 20만7000KWh의 전력을 생산하고 있다.

국내 적용 사례로는 서울시 중구에 위치한 한화그룹 본사 사옥이 대표적이다. 1987년 건립된 한화그룹 본사 사옥은 2016년 3월부터 2019년 11월까지 45개월 간 리모델링을 거쳐 태양광을 사용하는 친환경 빌딩으로 재탄생했다.

빌딩 남쪽과 동쪽 외관에 설치된 건물 일체형 태양광 발전시스템(BIPV)과 옥상에 설치된 태양광 패널(PV)은 하루 약 300KWh 전력을 생산한다. 한화 직원들이 근무하고 있는 사무실 조명 전력을 태양광 발전으로 대체하고 있는 셈이다. 여기에는 한화큐셀의 태양광 발전 기술이 활용됐다.

song@hankooki.com

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