세계 최고 수준의 ‘제로에너지 솔라하우스’ 국내 보급 _ 차세대에너지자립주택기술, ㈜한화건설에기술이전

한국에너지기술연구원은 ㈜한화건설과 '제로에너지 솔라하우스(ZeSH) 기술'이전 조인식 및 양해각서(MOU)를 체결했다.

전체 온실가스 배출량 가운데 16%를 차지하는 주택부문의 온실가스 배출량을 줄이고 2030년 세계시장 380조 원 규모로 예측되는 그린홈 기술시장 선점을 위해 세계 각국의 기술 경쟁이 치열하다.
EU와 영국 등 선진국들은 빠르면 2016년부터 화석에너지를 전혀 사용하지 않는 탄소제로주택의 보급을 의무화하는 정책을 적극적으로 추진하고 있다(<표> 참조).
한국에너지기술연구원(원장 한문희)은 국내 총에너지 사용량의 4분의 1을 차지하는 건물에서의 획기적인 에너지 저감을 위해 '제로에너지 솔라하우스(ZeSH : Zero Energy Solar House) 기술'을 개발, 기존 주택(50평, 평당 400만 원 기준) 대비 20% 이내의 추가 비용으로 85% 이상의 에너지를 자립할 수 있는 차세대 에너지 자립형 주택 기술을 확보했다.

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연구원의 '제로에너지 솔라하우스(ZeSH) 기술'은 ㈜한화건설(대표이사 이근포)에 기술 이전되며, 3월 18일 이와 관련된 기술 이전 조인식 및 양해각서(MOU) 체결식을 갖고 제로에너지 솔라하우스 기술개발 및 보급확대를 위한 협력을 강화하기로 했다.
이번 기술 이전을 시작으로 한국에너지기술연구원과 ㈜한화건설은 주택 이외 건물의 에너지 자립화 기술 개발에도 적극적으로 협력해 나갈 예정이며, 국내혁신도시, 전원주택 단지 등의 에너지 자립화를 기반으로 해외진출도 가능할 것으로 보고 있다.
ZeSH 기술은 건물에너지 저감 기술과 신재생에너지 기술의 최적화 설계를 통해 외부로부터의 에너지공급을 최소화하고 자연에너지를 통해 주택에 사용되는 에너지의 자급을 추구하는 미래지향적인 그린홈기술이다.
크게는 에너지 부하를 줄이기 위한 슈퍼 단열 기술과 자연형 태양열 기술, 배열 회수 기술 등 패시브(Passive) 기술과 태양광, 태양열, 지열 등 신재생에너지원을 활용한 에너지 생산 개념의 액티브(Active)기술로 나눌 수 있다. 또한 설비의 설치 면적 확보와 건물의 의장성을 높인 건물 일체화 기술과 에너지 절약가전기술, 친환경 기술 등이 복합적으로 적용됐다(<그림>참조).
최근 저에너지 주택 구현을 목표로 유럽과 북미에 보급 · 확산되고있는패시브하우스기술과비교하면 ZeSH 기술은 냉 · 난방 및 급탕, 전기를 공급하는 신재생 하이브리드 시스템 기술을 적용, 냉 · 난방 부하만 줄이는 패시브 하우스 기술을 능가하는 것으로 평가받고 있다.
세계 최초로 적용된 '신재생 하이브리드 시스템 기술'은 태양광, 태양열, 지열 등 신재생에너지원으로 냉 · 난방 및급탕, 전기생산에 활용되는 통합시스템이다. 설비별로 각각의 시스템을 설치해야 하는 단점을 극복, 콤팩트화 및 건물 일체화를 실현했다. 아직까지 독일 등 기술선진국들은 개별설비의 단순적용 및 콤팩트화에 머무르고 있다.
또한 ZeSH의 주요 특징인 '벽면일체형 태양열 집열장치'는 부하가 많은 동절기에는 집열이 많이 되고 부하가 적은 하절기에는 집열이 적게 되도록 주택남측벽면에 수직으로 설치해, 외장재역할과 더불어 지붕에 주로 설치됐던 기존 태양열 집열기가 여름철에 과열되는 현상을 막고 설치공간을 충분히 확보할 수 있게됐다.

이외에도 건물의 외피를 통해 손실되는 에너지를 최소화하는 '슈퍼 단열기술 및 고효율 창호', 태양에너지를 통해 건물의 난방부하를 줄이는 '자연형 태양열기술', 겨울철 실내의 따뜻한 공기와 외부의 찬 공기를 열 교환시켜 예열된 공기가 유입(여름철은 반대작용)되도록 하는 '환기 배열 회수 기술', 버려지는 온수로 차가운 물을 예열시켜 공급하는 '온폐수 회수기술'등이 적용됐다.
ZeSH의 핵심기술 및 통합화, 에너지자립도수준은 세계적인 수준이며, 탄소제로주택, 에너지 자립 주택 등 ZeSH와 유사한 개념으로 다양하게 불리는 이 기술의 주요 판단기준은 투자비용대비 에너지자립도 즉, 경제성에 초점이 맞춰져 있다. ZeSH는 막대한 추가비용으로 100% 에너지자립도를 달성한 것이 아닌 20%이하의 추가 비용으로 85% 이상의 에너지 자립이 가능해 실제적인 경제성을 확보한 기술로 평가받고 있다.
2000년부터 에너지 자립형 주택 연구를 진행해 온 한국에너지기술연구원은 2002년 말 국내 최초로 '제로에너지 솔라하우스 Ⅰ(ZeSH Ⅰ)'을 선보였으며, 2005년에는 '제로에너지타운'운영을 통해 실증 및 분석결과를 도출, 에너지자립과 경제성을 확보한 '제로에너지 솔라하우스 Ⅱ(ZeSH Ⅱ)'를 개발, 차세대에너지 자립형 주택의 실현가능성을 한층 더 높였다.
연구책임자인 백남춘 박사는 "화석에너지의 절감과 탄소 배출을 줄이기 위한 제로에너지 솔라하우스와 같은 에너지 자립형 주택 보급은 그 의미가 크다"고 언급하고, "태양광, 태양열, 지열의 신재생 하이브리드 시스템기술, 건물에너지 저감기술과 전력IT 기술의 접목을 통해 에너지자립률 90% 이상을 목표로하는 100세대 규모의 에너지 자립형 커뮤니티 구축에 관한 연구를 추진 할 예정"이라고 밝혔다.
또한 연구원은 ZeSH 기술을 활용해 단독주택, 타운하우스 및 커뮤니티 센터 등으로 구성되는 전북 고창군의 '에너지 자립형 농어촌 뉴타운 조성 사업'을 추진한다. 이를 위해 연구원과 고창군은 협약식을 3월 19일 고창군청에서 가졌다.

글_백종윤 기자 <한국에너지기술연구원 (042)860-3114 / www.kier.re.kr>