봄~가을 남는 에너지 저장했다가 겨울에 활용… 스마트시티 '에너지 자립 기술' 뜬다

2018 한국 기후기술대전

수소연료전지로 냉·난방 등
첨단 친환경 기술 대거 선봬

노르웨이는 수력과 풍력 같은 신재생에너지와 물, 지열 등에서 에너지를 얻는 히트펌프 기술 등을 활용해 에너지를 자급자족하는 친환경 도시 모델을 만들고 있다. 노르웨이 수도 오슬로는 빅데이터와 사물인터넷 등 4차 산업혁명 기술을 결합한 신재생에너지 플랜을 통해 전체 난방수요의 75%를 해결하고 있다. 국내에서도 태양전지와 수소·연료전지 등의 신재생에너지로 지역 사회에 필요한 전기와 열을 생산하는 자립형 스마트 시티 모델이 주목받고 있다.

18일부터 20일까지 서울 양재동 aT센터에서 열리고 있는 ‘2018 대한민국 기후기술대전’에서는 에너지를 자급하는 스마트 시티 핵심 기술들이 대거 소개됐다.

미국과 중국, 유럽연합 등 주요국들은 스마트 시티 사업을 추진하면서 도시 안에서 에너지를 덜 쓰는 접근에서 한발 더 나아가 웬만한 에너지를 자급자족하는 모델에 주목하고 있다. 국내에서도 시 단위보다는 규모가 작지만 에너지 자립이 가능한 스마트 시티를 건설하기 위한 실증이 이뤄지고 있다. 과학기술정보통신부는 2015년부터 135억원을 투자해 충북 진천에 친환경에너지타운을 짓고 고등학교, 도서관, 청소년문화센터 등 공공건물에 태양광과 히트펌프 연료전지 등에서 생산된 냉방에너지와 온수를 공급하는 실증 운전을 하고 있다. 이곳에는 봄부터 가을까지 남는 열에너지를 저장했다가 겨울에 활용하는 계간축열 기술이 처음으로 적용됐다. 2017년 5월부터 올 4월까지 에너지 생산량과 사용량을 분석한 결과 단지에서 사용하는 열에너지 100%, 전기에너지 100%를 자체적으로 해결했다.

과기정통부는 에너지 자립을 이루고 친환경적인 스마트 시티를 구현할 핵심 요소 기술 개발에 박차를 가하고 있다. 건물 창호와 외벽을 태양전지로 사용하는 건물일체형 태양광 발전 시스템(BIPV)을 비롯해 곡면 구현이 가능한 고성능 플렉시블 태양광 패널을 개발했다. 태양광 전지 설치에 대한 거부감을 줄이기 위해 디자인 기능을 강화한 염료기반 유리기판형 반투과 유기태양전지도 개발하고 있다. 수소연료전지를 이용해 냉·난방을 동시에 제공하는 삼중열병합 연료전지 발전도 추진하고 있다. 신재생에너지를 저장할 이차전지 기술도 에너지자립 도시를 확산시킬 기술로 꼽힌다. 김민표 과기정통부 원천기술과장은 “신재생에너지 관련 요소 기술이 빅데이터, 인공지능(AI) 등 4차 산업혁명 핵심기술과 결합하면서 스마트 시티 시대를 앞당기고 있다”고 말했다.

박근태 기자 kunta@hankyung.com