< 인천 업사이클 에코 센터 > 에너지와 자원을 한번에 잡는다

< 인천 업사이클 에코 센터 > 에너지와 자원을 한번에 잡는다

그림 1. 호모오일리쿠스

호모오일리쿠스(Homo Oilicus); 석유를 입고, 먹고, 쓰는 것에 중독되어 있는 현대인을 지칭.

석유 문명에 의존하는 현대인류가 지구에 미치는 영향력은 실로 엄청나다. 지구는 쓰레기 더미로 채워져 생태 황무지가 되고 있으며, ‘지구 용량초과의 날’은 점점 앞당겨지고 있다. 하루 빨리 화석연료로부터 벗어나 새로운 생산ᆞ소비의 패러다임으로 변화해야 한다. 에너지 자립과 자원순환 측면의 롤 모델이라고 할 수 있는 ‘인천 업사이클 에코 센터’를 다녀왔다.

 

1. 에코센터 소개

그림 2. 인천 업사이클 에코센터 전경

출처 : 일요신문

 

인천 업사이클 에코센터(이하 에코센터)는 자원순환 및 환경교육과 지속가능 생태도시 기반 조성을 목적으로 작년 6월에 개관하였다.

에코센터의 핵심가치는 ‘자연스러움’이다. 일상적인 생산소비는 불합리한 낭비를 발생하는데, 이러한 낭비가 오염을 초래한다. 에코센터에서는 낭비로부터 시작되는 오염을 자연스러운 자원 순환과정을 통해 해결하고자 한다. 그리고 풍력, 태양광, 지열 등 패시브&액티브 설비를 통하여 자연에너지를 활용한 에너지 자립을 이루었다.

또한, 차세대 에너지와 환경분야의 리더 배출을 위해 교육ᆞ체험 프로그램을 운영하고, 전문 연구플랫폼을 제공하며, 다양한 환경공동체를 지원하는 등 지역환경 교육의 허브를 지향한다.

 

▣ 센터 프로그램

에코센터에서는 유치원생부터 가족단위까지 다양한 사람들을 대상으로 하는 프로그램을 진행한다. 강사양성, 체험교육, 시설견학, 특별기획, 지역연계, 네트워크 프로그램 등 에너지ᆞ생태에 관련한 “통합 교육 기관”의 역할을 맡고 있다. 대표적인 프로그램으로는 『나의 탄소발자국은 얼마?』, 『신재생에너지를 찾아라!』로 신재생에너지와 기후변화에 대해 알아가는 프로그램이다. 가족 프로그램으로 『기후에너지-나만의 발전소 만들기』를 운영하는데, 이는 기후에너지 강의를 들으며 패시브 하우스에 대하여 배우고 절전형 멀티탭 만들기 등 실생활에 유용한 활동으로 구성되어 있다.

 

우리는 인천 업사이클 에코센터를 자원측면과 에너지 측면으로 나누어 바라보았다.

 

 

2. 에코센터의 자원순환

▣ 업사이클의 정의

업사이클이란, 업그레이드 와 리사이클의 합성어로 재활용보다 진화된 “새활용”의 개념이다. 버려지거나 방치된 물건에 디자인을 더해 새로운 가치를 지닌 제품으로 재탄생 시키는 것을 말한다. 업사이클은 보다 자연스러운 자원순환을 추구한다.

그림 3. 업사이클(새활용)의 의미

출처 : 인천 업사이클 에코 센터

 재활용은 재가공의 과정에서 자원의 기능 파괴와 재탄생의 과정을 거치기 때문에 비용이 발생한다. 하지만, 업사이클은 자원의 기능을 유지하며 새로운 활용도를 창조하거나 혹은 디자인을 입혀 예술로 재탄생 되기에 더욱 효율적이다.

 

그림 4. 에코센터의 업사이클 상품 전시

▣ 에코센터의 업사이클 프로그램

-폐가죽 업사이클 가죽공예; 가죽&천은 의류를 만들고 남은 자투리 또한 업사이클의 대상입니다.

-PET & CAN 수거기; Recycle, Point Up and Cash Back

그림 5. Can/Pet 수거기

-업사이클 콕콕콕; 버려지는 스티로폼의 재활용

-재활용 공예; 목장갑으로 동물 인형 만들기

 

 

3. 에코센터의 에너지 설계

▣ 엑티브 & 패시브 에너지 설비의 정의

▶ 액티브 하우스

능동적으로 에너지를 끌어 쓰는 집으로 태양열 흡수 장치, 풍력발전기, 조력발전기 등의 적절한 장비를 이용하여 외부로부터 에너지를 활용하고 생산하는 기술을 사용한다.

▶ 패시브 하우스

폐기물 순환 자원화 기능으로 외부로 손실되는 에너지를 차단하고 소비량 감축한다. 방열 설비, 기밀 설비, 환기 제어, 일사량 제어, 지열 시스템 등의 설비를 이용하여 건축물 내 에너지 손실을 감축한다. 화석연료를 사용하지 않고도 실내 온도를 따뜻하게 유지하면서, 건물로 인한 탄소발생을 억제하는데 목표를 둔다.

▶ 제로 에너지 하우스

액티브, 패시브 설비가 상호보완 구성을 이뤄 탄소 발생량을 0에 가깝게 하는 건축물을 의미한다.

 

▣ 에코센터의 에너지 설비

인천 최고의 녹색건축 인증 건물인 업사이클 에코 센터는 제로 에너지 빌딩을 실현하고 있는 건축물로 에너지 소비절감과 생산이 모두 가능한 ‘액티브&패시브 Hybrid 에너지 설계’가 되어 있다. 에코센터는 난방, 냉방, 온수, 조명, 환기 5가지에 초점을 맞춘 에너지 전략을 가지며, 실제로도 높은 에너지 자립 성과를 내고있다.

주목할 점은, 위 5가지 에너지 영역이 일반 가정집의 에너지 소비 영역과 일치하는데, 때문에 에코센터는 ‘액티브&패시브 에너지 설계’가 일반 가정으로 보급화 됨에 있어 적절한 예시가 될 것이라 판단하였다.

에코센터의 ‘액티브&패시브 에너지 설계’는 다음과 같다.

그림 6. 에코센터의 전경 그림

<Active>

▶ 건물 일체형 태양광 발전 (BIPV; Building Integrated Photo Voltaic)

방식	유리창 일체형 (수직보정계수 : 0.68)
발전시간	평균 3.5시간/Day
발전량	1.98kWh/Day, 59.35kWh/Mon

표1. BIPV의 사양

▶ 추적형 태양광 발전

방식	XᆞY축 태양광 추적형
태양전지모듈	다결정 300W모듈 (앞, 뒷면 동시발전)
발전시간	평균 6시간/Day

표2. 추적형 태양광 발전의 사양

▶ 지붕 태양광(PV) 발전

방식	지붕 고정형
시스템	계통연계형 인버터 (한국전력과 요금 상계거래 중)
발전시간	평균 3.5시간/Day

표3. 지붕 태양광 발전의 사양

▶ 루프형 풍력 & 태양광 발전 가로등

방식	루프형 풍력 & 태양광 발전 Hybrid형 가로등
시스템	실시간 원격제어
제조원	미래테크

표4. 루프형 풍력&태양광 발전 가로등 설비

 

※ 에코센터의 Active 설비 현황

에코센터의 태양광 발전 시스템은 우리나라의 월평균 전기소비량을 기준으로 6가구에 전기를 공급할 수 있는 발전규모를 가진다.

또한, 태양광 발전의 전기 생산량이 많은 낮시간대에는 생산한 전기의 잉여량을 한국전력로 역전송하고, 야간에는 한국전력에서 전기를 공급아 사용한다. 한국전력으로 전송한 잉여 전기는 유기적으로 이월, 상쇄가 되는 시스템이다.

(4~9월의 에너지 자립율을 살펴본 결과, 발전량은 14937kW이고 초과 사용 전력량은 8508kW로 64%의 자립율을 보였다. 에어컨에 의한 전력 소비가 큰 여름철만을 포함한 분석임에도 높은 자립율을 보인다.)

 

<passive>

▶ 지열 시스템

그림 7. 에코센터의 지열 시스템 배관

냉매 방식	R410A (오존 파괴지수 0, 친환경 냉매), 수냉식
굴착	150m 굴착, 지름 150cm
냉방 원리	실내에서 열 흡수, 지중에서 방출
난방 원리	지중에서 열 흡수, heat pump를 통해 실내로 공급
Heat pump 온도	15℃ (입구), 20℃ (출구)

표 5. 지열 시스템의 사양

기존의 지열 시스템은 난방에서만 효과가 있었는데, 에코센터의 지열 시스템은 냉난방 모두 효과를 보았다는 점에서 의미가 있다.

 

▶ 자연 환기 시스템

그림 8. 에코센터의 환기구

개방형 천정제를 사용하여 자연스러운 환기 유도로 냉방 및 환기부하를 최소화하고, 실내의 열을 회수하는 환기시스템으로 에너지 효율을 높인다.

 

▶ LED 조명

가스 필라멘트나 수은등에 비해 안정적이고, 수명이 길며, 소비전력이 적은 LED를 사용한다.

 

▶ 방열 시스템

벽체, 지붕, 바닥 등 건물 부분별 최적화 단열재를 시공하여 외부로의 열 손실을 최소화한다.

 

▶ 옥상 녹화 & 실내 벽면 녹화

그림 9. 실내 벽면 녹화

※ 옥상, 실내에 녹지를 조성하여 단지 녹화를 통하여 냉난방 효율 증가, 대기정화, 습도 조절 및 도시의 열섬현상을 완화한다.

 

▶ 자연 채광 이용

- 자연 채광의 유입 : 건물의 일부가 전면 유리로 자연채광의 유입되어 조명으로 소비되는 전기를 최소화한다.

- 기밀 시공 : 3중 유리창호의 기밀성을 높인 시공과, 3중창 사이에 아르곤 기체를 충진 하여 단열효과를 높인다.

- 여름철 과도한 자연채광의 유입으로 실내온도 상승 및 냉방 과부하를 방지하기 위해 옥외 블라인드를 설비한다.

 

<기타 시설>

▶ 태양열 조리기

그림 10. 태양열 조리기

 

▶ 빗물 저장/이용

빗물을 이용하여 조경수로 활용한다.

 

▶ 전기 자동차 충전소

그림 11. 전기 자동차 충전소

 

4. 센터 건축물에서 내다보는 우리나라 에너지 자립형 건축의 가능성

에코센터는 ‘공생,공유,공존’의 3가지 키워드를 가진다. 이 3가지 키워드는 국가 차원의 에너지 자립을 이룩하기 위해 필요한 키워드이기도 하다. 우리나라는 이제 무분별한 발전보다 자연과 인간, 인간과 인간, 도시와 도시의 공생을 위한 발전이 필요한 시점이다.

해외의 사례를 살펴보면,

(1) 독일 윤데 마을

이 마을은 소규모 농촌마을로 바이오에너지를 이용하여 화석연료의 사용을 줄이고, 생산전력의 잉여량을 판매하여 마을의 수익을 높였다. 마을 농사에서 발생한 밀, 옥수수, 해바라기와 건초, 가축분뇨 등을 발효하여 만든 메탄가스(CH₄)를 연료로 바이오매스 열병합발전소를 건설하였다. 연간 소비량은 약 2,000MWh인데 반해 연간 전력생산량은 5,000MWh로, 그 잉여량을 외부에 매각하여 수익을 창출한다

(2) 오스트리아 무레크 마을

이 마을은 교육 및 레저의 도시이다. 이 마을에서는 트렉터에 사용되는 화석연료를 바이오디젤로 대체하였다. 1989년 농부들이 주축으로 바이오디젤 회사를 설립하여 인근 도시에서 수거한 폐식용유를 정제하여 바이오디젤을 생산, 마을에 공급하고 남은 것은 재판매하였다.

또, 1998년 목재와 폐열을 이용한 지역난방회사를 설립하여 현재 마을 주민의 난방 수요 중 95%를 충족하고 있다.

또, 2004년 지역 원자재를 이용한 바이오가스회사를 설립하여 연간 8,400MWh의 전력을 생산하고 있다. 이후 2010년에는 연간 출력량 2,100MWh의 태양광 발전소까지 설립하였다.

 

상기 사례들은 몇가지 주목할 점이 있다.

① 공동체 단위 (도시, 마을)

② 지역의 기존 특성에 적합한 신재생에너지 분야를 시도됨

③ 시도하는 에너지 분야를 점차 확대 (급수/난방/발전/수송 등 에너지자립 확대)

④ 액티브 & 패시브 hybrid 설계

⑤ 시민 주도적 (사업화, 체계화)

⑥ 자체 교육프로그램

⑦ 지속적인 지원

 

‘인천 업사이클 에코센터’에는 다양한 에너지 설비, 시민 교육 등 위 특징들이 집약되어 있다. 에코센터를 통하여 수준 높은 에너지자립마을이 우리나라에도 상륙하기를 기대한다.

 

 

 

<Reference>

1. 인천 업사이클 에코 센터 홈페이지

http://incheoneco.or.kr/

2. 권소희, 『액티브 하우스? 에너지를 만드는 집』, SK이노베이션 블로그, 2017.09.01

http://skinnovation-if.com/%EC%95%A1%ED%8B%B0%EB%B8%8C-%ED%95%98%EC%9A%B0%EC%8A%A4-%EC%97%90%EB%84%88%EC%A7%80%EB%A5%BC-%EB%A7%8C%EB%93%9C%EB%8A%94-%EC%A7%91/

3. 정종선, 『에너지자립마을 조성사업의 문제점과 개선방안』, 발간등록번호 (31-9735025-000625-14), 국회입법조사처_이슈와 논점, 2013.05.10

4. 한상은 독일 뮌헨 무역관, 『독일, 에너지 자립마을 스마트그리드기술 테스트베드로 부상!』, Kotra 해외시장뉴스, 2011.12.27

https://news.kotra.or.kr/user/globalBbs/kotranews/3/globalBbsDataView.do?setIdx=242&dataIdx=111898

5. 성소영,  『독일, 영국, 네덜란드의 에너지 자립 마을 환경을 위한 작지만 큰 변화들』, 기아자동차 JOURNAL, 2016.05.17

http://blog.hmgjournal.com/TALK/Story/Reissue-vauban-totnes.blg

6. 정영식 기자, 『독일 최초의 바이오에너지 자립마을 마무헨하임, 골칫거리 축산분뇨가 노다지로…』, 남해신문, 2011.12.23

http://www.namhae.tv/news/articleView.html?idxno=17686