하수열에너지 활용 방안 연구

하수열에너지 활용 방안 연구

 

□ 제목 : 하수열에너지 활용 방안 연구

□ 발행: 2021. 12.

□ 형식 : pdf 295 page

□ 제작 : 한국환경공단

□ 자료 다운로드 : 하수열에너지 활용 방안 연구 보고서

하수열에너지 활용 방안 연구 보고서.pdf

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하수열에너지 활용 방안 연구

 

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주요 내용

 

연구목적 및 필요성

· 화석연료의 과도한 사용으로 인한 온실가스 배출 문제는 현재의 기후 위기를 불러왔으며, 각국에서는 화석연료의 사용을 줄이고, 온실가스 배출량 저감을 위한 다양한 조치를 수행하고 있다. 본 연구는 온실가스 감축이라는 전 지구적 과제에 대응하고자 건물 냉난방 분야에서 하수열에너지의 열원으로서의 이용 가능성을 평가하고 그 활용방안을 제시하고자 한다.

 

· 국내에서도 전 세계적인 노력에 동참하고자 다양한 형태의 온실가스 저감 정책을 수행하고 있으며 에너지 생산 분야 및 수송 분야를 비롯한 여러 분야에서 신재생에너지의 사용 확대 및 고효율 장비의 사용 등 다양한 노력을 기울이고 있다.

 

· 그럼에도 불구하고 많은 에너지를 소모하는 건물의 냉난방 분야에 대한 정책의 시행은 미흡한 점이 있으며, 대부분의 냉난방 설비가 도시가스 등 화석연료에 의존하고 있다는 점에서 화석연료를 사용하지 않는 열원에 대한 연구가 필요하다.

 

· 하수열은 히트펌프라는 장비를 활용하여 하수에 존재하는 온도 차 에너지를 이용하는 방법으로 사용에 있어 화석연료를 사용하지 않을 뿐 아니라, 하수의 발생 특성상 수요지와 공급지가 매우 가까운 장점이 있기 때문에 그 활용 가능성이 매우 클 것으로 예상된다.

 

· 따라서, 본 연구에서는 하수열에너지의 활용 가능성을 평가하고 하수열에너지 활용에 따른 비용/편익 분석을 통하여 하수열에너지의 사회적 효용을 평가함과 동시에, 활용방안을 제안하는 것을 목적으로 한다.

 

연구범위 및 내용

· 본 연구는 하수열에너지의 활용 가능성 및 활용방안을 제안하기 위하여 기존 하수열에너지의 활용 현황을 분석하여, 하수의 열에너지로서의 특성을 파악해 하수열에너지의 이용 가능성을 확인하였고, 이에 더해 하수열에너지를 활용하는 경우 발생할 수 있는 사회적 편익 등을 검토하고 최종적으로 하수열에너지 활용방안을 제시하여 열원으로서 하수의 이용 확대를 통해 기후변화에 대응하고자 한다.

 

· 선진국의 하수열에너지 활용 사례에 대한 검토를 통해 하수열에너지의 활용 가능성을 확인하였으며, 국내 하수의 특성을 확인하기 위해 서울(난지), 부산(해운대)의 하수 수온 실측을 통해 연간 하수 수온의 변화에 대한 특성을 검토하였다.

 

· 활용 가능성 확인을 바탕으로 하수열에너지를 활용하고자 하는 경우에 대한 검토기준(안)을 마련하였으며, 경제성 분석을 위한 툴(tool)을 마련하여 하수열 활용 시스템의 비용/편익 분석을 위한 도구를 제시하였다.

 

· 또한, 하수열에너지의 활용 확대를 위해 필요한 신재생에너지 지정을 위한 법률 개정(안)을 제시한다.

 

연구결과

· 기후변화 대응을 위해 적극적으로 노력하고 있는 유럽 및 일본과 같은 선진국에서는 다양한 열원을 에너지원으로 사용하고 있으며, 하수열도 에너지원에 포함돼 보급의 확대를 위해 노력하고 있다.

 

· 하수는 수온 측정결과 연중 12~25℃ 내외의 분포를 나타내는 것으로 확인하였으며, 겨울철 하수를 활용한 온수 생산에 있어 높은 효율을 나타낼 것으로 예상된다.

 

· 국내법의 범위에서 하수열에너지 활용을 위해 두 가지 검토기준(안)이 마련되었으며, 대규모 지역난방 연계형은 생산된 열을 공급하기 위한 부분에 주안점을 두었고, 기타 개별사업형은 하수열을 열원으로 사용할 경우 꼭 필요한 요소인 수요, 공급, 기계적인 검토 기준안을 통하여 하수열에너지 활용에 따른 검토 절차를 제시한다.

 

· 경제성 분석의 툴(tool)은 대규모 지역난방 연계형 하수열에너지 활용 사업 시 하수처리시설 유량(처리수) 및 지역난방시설/배관과의 거리에 따른 설비를 개략적으로 구성해 비용 및 편익을 분석한 것으로, 비용으로는 하수열에너지 활용을 위한 기계 설비비, 인건비, 유지관리비(전력비+유지관리비)로 구성되었으며, 편익은 생산된 하수열을 판매함으로써 발생하는 경제적 편익으로 구성한다(하수열 활용 효과는 크게 경제적, 환경적, 사회적인 효과를 상정할 수 있으며, 경제적 효과는 하수열에너지 판매 비용, 환경적 효과는 하수열에너지 활용에 따른 온실가스 감축 효과 및 대기오염물질 저감 효과, 사회적인 효과는 기존 하수처리시설의 하수열에너지 생산에 따른 부정적인 인식을 줄여주는 효과가 있을 수 있다).

 

· 하수열에너지 활용의 확대를 위해서는 현행 신재생에너지법 체계 내에 하수열이 포함될 필요가 있으며, 이를 위해 4가지 법률 개정안을 마련하여 제시하였으며, 1안은 수열 에너지의 범주에 하수를 포함시키는 것(시행령 개정), 2안은 수열 에너지 항목 신설(법률 개정), 3안은 온도 차 에너지 항목 신설(법률 개정), 4안은 히트펌프 항목 신설(법률 개정)이다.

 

 

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