에너지연, 산단 RE100 설계 플랫폼 개발

개발한 기술의 개념도 / 에너지연 제공

[투데이에너지 임자성 기자] 공장마다 제각각인 전력 소비 형태와 입체적인 지붕 구조 탓에 막대한 시간과 전문 인력이 소모되던 산업단지 재생에너지 설계가 웹 지도 위 클릭 몇 번으로 해결된다. 복잡한 시뮬레이션 프로그램을 따로 다루지 않아도 태양광과 에너지저장장치(ESS)의 최적 설비 용량을 도출하고 향후 20년간의 경제적 투자 효과까지 한자리에서 검증하는 공공 디지털 플랫폼이 상용화됐다.

한국에너지기술연구원 신재생시스템연구실 김종규 박사 연구팀이 산업단지와 개별 공장의 재생에너지 도입 효과를 지도 위에서 원스톱으로 분석하는 웹 기반 통합 설계 플랫폼 ‘리너지스(RenerGIS)’를 개발했다고 밝혔다. 해당 플랫폼은 10월 29일부터 공식 웹사이트를 통해 무료로 공개됐다.

산업단지는 국가 전체 전력 소비의 상당 부분을 차지해 기업들의 탄소중립과 RE100 달성을 위한 핵심 전환 거점으로 꼽힌다. 하지만 입주 기업마다 업종과 건물 면적, 전력 부하 패턴이 달라 적정 발전 용량과 설치 경제성을 판단하기 어려웠다. 기존에는 건축물 데이터, 전력 사용량, 기상 자료를 개별 수집한 뒤 발전량 산정과 ESS 운영, 수익성 평가를 각기 다른 상용 프로그램으로 분석해야 해 진입 장벽이 높았다.

연구진이 구축한 ‘리너지스’는 산업단지 내 공장의 공간 정보와 기상·에너지 데이터를 하나의 지도에 융합해 설계 전 과정을 단일 웹 환경으로 통합했다. 사용자가 지도에서 특정 공장을 지정하면 가장 인접한 기상 관측 데이터가 자동 연동돼 시간·일·월 단위의 전력 소비 패턴 시계열이 생성된다. 이어 3차원으로 구현된 공장 지붕에 태양광 모듈 종류와 각도, 설치 방향을 설정하면 연간 예상 발전량이 정밀하게 계산된다.

플랫폼은 시간대별 전기요금 체계와 최대 전력 수요를 분석해 피크 전력을 깎아내고 잉여 전력을 저장·방전할 수 있는 ESS의 최적 용량과 운영 알고리즘도 함께 제시한다. 설치비와 운영비, 운영 기간, 할인율을 입력하면 투자비 회수 기간부터 순현재가치(NPV), 내부수익률(IRR), 누적 경제적 편익까지 자동 산출돼 PDF 보고서로 내려받을 수 있다.

분석 절차는 △건물 선택 △기상·환경 조건 설정 △건물별 에너지 모듈 설정 △태양광 3차원 배치 △경제성 분석 조건 설정 △결과 확인 및 보고서 도출 등 6단계로 단순화돼 비전문가도 직관적으로 활용할 수 있다.

실제 연구진이 국내 산업단지 한 곳을 대상으로 리너지스를 적용해 시뮬레이션을 진행한 결과, RE100 전환율은 5.89% 상승하고 연간 온실가스 배출량은 13288톤 감축되는 것으로 나타났다. 향후 20년간 누적되는 경제적 편익은 1559억원에 달할 것으로 예측됐다. 아울러 부산 신평장림 일반산업단지 입주기업을 대상으로 15분·시간·일 단위의 태양광 발전량과 ESS 충·방전 데이터를 분석하며 현장 실증도 마쳤다.

연구진은 이번 에너지연 기본사업 성과를 바탕으로 분석 대상을 태양광과 ESS뿐만 아니라 태양광·열 복합설비(PVT), 산업용 히트펌프, 열저장장치(TES), 연료전지 등으로 대폭 넓힐 방침이다. 이를 통해 전기와 열에너지를 포괄하는 국가 차원의 종합 탄소중립 의사결정 플랫폼으로 고도화할 계획이다.

연구책임자인 김종규 에너지연 책임연구원은 “산업단지와 개별 공장의 신재생에너지 도입 가능성을 지도 위에서 손쉽게 진단하고 설비 규모와 경제성까지 한 번에 평가할 수 있는 기반을 마련했다”며 “실제 산업단지 적용과 현장 데이터 검증을 지속 확대해 기업과 지자체의 RE100 전환을 뒷받침하는 국가 표준 설계 플랫폼으로 안착시키겠다”고 말했다.