심야전기로 얼음 얼린 뒤 낮에 사용…전기료 일반에어컨의 80% 절약

2035년까지 전체 전력 생산 설비에서 차지하는 원전 비중을 22~29% 수준에서 결정하도록 하는 내용의 제2차 에너지기본계획 초안이 지난해 말 발표됐다. 41%까지 끌어올리려던 1차 계획에 비하면 절반 가까이 줄어든 수치지만 원전 추가 건설 여부를 놓고 아직도 찬반이 치열하다. 다음 달 지방선거를 앞두고 부산, 강원 삼척 등에서는 선거 쟁점으로까지 부상했다.

이런 가운데 전력수요를 합리적으로 조절하면 막대한 건설 비용이 들고 환경재앙을 불러올 수 있는 원자력발전소를 더 세우지 않아도 된다는 주장이 잇따라 제기되고 있다.

냉난방 열저장 기기 전문제조기업인 트윈에너지㈜ 허창기(56) 대표이사도 그런 사람 가운데 한 사람이다. 그는 한국과학기술연구원(KIST) 에너지 파트에서 20여년간 근무하면서 축열식 열저장시스템의 발전 가능성에 주목하고 2000년 창업했다. 이후 여러 차례 제품 성능과 실증시험 등을 통해 한국전력공사와 공급계약을 맺는 등 열저장시스템 보급에 앞장서 왔다. 그 결과 3건의 특허등록과 2건의 특허출원, 6건의 실용신안 등록 등의 지적 재산권을 보유하고 있다.

주력 제품은 냉방용기기인 ‘빙축열시스템’이다. 값이 싼 심야전기로 얼음을 얼려 놨다가 무더운 낮에 냉기를 열교환기로 흘려보내면서 선풍기 날개 수준의 팬을 돌리는 방식으로, 일반 에어컨 대비 전기료를 대폭(누진세 비 적용시 80% 이상) 절약할 수 있다는 게 그의 설명이다. 전기를 평균치보다 많이 사용하는 주택 등은 누진세 공포에서 벗어날 수 있어 실제는 더 큰 절감 효과가 있다. 더욱이 프레온가스 등의 냉매를 사용하지 않아 친환경적 건강 냉방방식이다. 최근 새로 개발돼 보급 중인 인버터 하이브리드 심야전기 보일러는 기존 심야전기 보일러 대비 70% 이상 에너지를 줄일 수 있다.

두 냉난방 기기를 하나로 결합시킨 게 트윈에너지가 개발한 또 하나의 새로운 주력 품목 ‘트윈 스마트 에어 컨디션너(TSAC, Twin Smart Air Conditioner)’다. 두 제품은 과거 심야전기 보일러가 선풍적 인기를 끌었을 때 낮에 전기 부하가 크게 줄어든 것과 같이 여름철 낮에 몰리기 마련인 전력 수요를 잉여전력인 심야전기로 분산할 수 있어 전력수요 관리에 유리하다.

그러나 국내 열저장시스템의 보급은 2005년을 기점으로 감소세다. 축냉식 에어컨에는 기존 에어컨 장비에 물을 얼리고 저장하는 축냉조와 냉기를 실내에 공급하는 순환펌프가 추가된다. 이러한 추가 장비가 제조 원가를 올리며 소비자의 선택을 꺼리게 했다. 추가된 장비로 인해 시스템 구성이 일반 에어컨보다 복잡해져 고장이 잦은 것도 한몫했다.

허 대표는 기존의 축냉식 에어컨이 가진 이러한 단점을 보완하기 위해 많은 노력을 기울여 왔다. 예컨대 축냉조에서 축냉량을 제어할 수 있는 장치를 개발했으며, 축냉조를 이루는 모양과 소재도 내구성을 높이기 위해 기존의 사각형 스테인리스 소재에서 원형 폴리에틸렌(PE) 소재로 바꿨다. 축냉조 안에 삽입해 물을 얼리는 동파이프 코일도 기존의 수평형 조립에서 수직형으로 개선, 제조원가를 절감했다.

트윈에너지는 발전소나 시멘트생산업체 등 각종 산업시설 등에서 버려지는 폐열(250~300도)을 단위부피 및 단위무게당 열에너지 저장용량이 큰 잠열재에 저장했다가 재활용하는 ‘운송형 축열시스템’도 개발하고 있다. 현재 한국기후변화연구센터와 공동으로 개발 중인 운송형 축열시스템이 바로 그것이다. 잠열재를 사용한 운송형 축열시스템은 청정에너지 이용으로 그을음, 유독가스, 소음공해가 없는 열에너지라 할 수 있다. 또한 폐열을 이용하므로 연료비 부담이 없어 수요층을 확보하기 쉽다. 산업시설에서 발생되고 버려지는 폐열을 적절한 잠열재에 저장하고 에너지가 필요한 곳으로 운송해 사용하면 자연환경보존과 지역산업발전에 큰 도움이 될 수 있다는 게 그의 생각이다.

허 대표는 “2018년도 평창동계올림픽 프레스센터 등에 운송형 축열시스템을 적용하여 경제적인 올림픽, 친환경적인 올림픽을 전 세계에 알리는 게 앞으로 트윈에너지가 나가야 할 목표”라고 말한다. 특히 “가정용이나 노인요양시설, 펜션 등에 설치된 일반 에어컨을 축냉식 에어컨이나 냉난방 겸용 빙축열시스템으로 모두 대체하는 게 꿈”이라면서 “어느 정도 실현되면 2011년 발생됐던 일시 정전 같은 전력 대란은 일어나지 않을 것”이라고 밝혔다.

이에 따라 정부의 정책에도 변화가 있어야 한다는 목소리가 나온다. 윤나영 이토에너지아트 사장은 “허 대표가 국내 최초로 개발한 냉난방겸용시스템은 수십년간 보급해 내구성과 경제성이 확인된 심야전기 보일러와 여름철에 가장 확실한 축냉방법인 빙축열시스템을 스마트하게 융합시켜 사계절 냉난방은 물론 온수까지 사용 가능하도록 한 기기다”면서 “정부는 막대한 비용을 들여 발전소를 새로 건설하기보다 수요관리에 적합한 에너지 절감형 기기 개발 지원 및 보급에 더 큰 정책적 비중을 둬야 한다”고 강조했다.

한상봉 기자 hsb@seoul.co.kr