1. 머리말

에너지 기본계획, 지구온난화 대책계획 등 정부의 기본정책 중에 지중열이 안착됨에 따라 에너지·환경 분야의 기술기준 및 가이드라인 등에 있어서도 이들을 개정함에 있어 지중열이 기재될 기회가 증가하고 있다. 본고에서는 이러한 정책적 배경에 입각해 지중열 이용에 관한 최신 정보를 제공한다. 

처음에는 지난 3월에 속보치를 발표한 환경부의 지중열 이용현황 조사결과에 대해 기술한다. 또한 최근 주목해야 할 점으로는 ZEB/ZEH에의 지중열 도입에 대해 기술함과 동시에 기술개발의 동향과 관련해 향후 지중열 이용 전망에 대해서도 살펴보기로 한다.

이들 외에도 최근의 동향으로 에너지절감 기준 WEB 프로그램에는 2021년부터 Open Loop 계산이 가능해짐에 따라 Closed Loop(보어홀, 말뚝, 수평매설)와 함께 지중열 히트펌프 시스템의 상당 부분을 계산할 수 있게 된  점, 2022년부터 시작된 탈탄소 선행지역 중에서 채택된 홋카이도 카미시호로쵸, 오카야마현 니시아와쿠라무라, 시마네현 오난쵸, 고치현 스사키시의 계획에 지중열 이용이 포함돼 있는 점 그리고 오사카시의 대수층 축열 프로젝트가 국가전략특구의 틀 안에서 진행되고 있는 점 등이 있는데 이들에 대해서는 지면의 관계상 생략한다.

2. 환경성의 조사결과

환경성은 격년제로 지중열 이용 상황을 조사하고  있다. 작년에는 지중열 히트펌프를 비롯해 지중열  이용 전체를 커버하는 조사가 이루어져 2021년도까지의 도입 상황에 대한 데이터가 집계됐다.

지중열 히트펌프 설치건수의 추이를 <그림 1>에, 그와 동일한 설치용량의 추이를 <그림 2>에 각각 나타낸다. 연간 설치건수를 보면 2013~15년경에는 300건/년 정도에서 정점을 찍은 후 감소하다가 최근 4년간은 100건/년 정도(피크 시의 1/3정도)에서 횡보하고 있다. 한편 연간 설치용량도 2013~2015년경에 정점을 찍고 그 후 감소하고 있지만 피크 시의 2/3 정도에서 머무르고 있다. 이와 같이 2013~2015년경에 피크가 나온 것은 지중열뿐만 아니라 다른 재생에너지에서도 공통된 현상으로 동일본 대지진 이후 재생에너지가 붐을 이루었기 때문이다. 지중열 히트펌프의 경우는 이 시기에 지중열에 종사하는 사업자가 증가했던 때와도 일치한다. 2010년대 후반부터 2022년까지는 횡보상태가 지속적이었지만 다른 재생에너지와 마찬가지로 2020년 정부의 탈탄소 선언 이후로 활발한 움직임이 시장에 나타났기 때문에   2년 후 조사에서는 새로운 움직임이 포착될 것으로 기대된다. 

도도부현별 지중열 히트펌프 설치건수를 <그림 3>에, 그와 동일한 도입 개소별 설치건수를 <그림 4>에 각각 나타낸다. 도도부현별 설치건수는 과거에 실시했던 조사와 마찬가지로 홋카이도를 중심으로 동일본에 많이 분포돼 있다. 그리고 도입 개소별 설치건수에서 가장 많은 것은 단독주택이고 그 다음은 사무실, 청사 등으로 돼 있는데 이것도 과거에 실시한 조사와 같은 분포를 보이고 있다. 도입 개소별 설치건수의 추이는 과거에 실시한 환경성 조사결과와 비교하면 단독주택의 비율이 작아진 한편 청사 등의 건축물 비율이 커졌음을 알 수 있다.

시설별 누계 설치건수 및 누계 설비용량을 <그림 5>, <그림 6>에 각각 나타낸다. 누계 설치건수에서는 단독주택이 압도적으로 많고 그 다음은 사무실, 청사 등이다. 한편 누계 설치용량에서는 청사 등이 가장 많고 사무실, 병원·의료시설에 이어 단독주택이 8번째로 돼 있다. 도입시설별 설비용량을 보면 건축물계는 수십 kW~수백 kW(최대 2천 kW 이상)인 한편 단독주택의 설비용량은 10kW 이하다.

3. ‘지중열 이용에 있어서의 가이드라인’

환경성에 의한 가이드라인은 2012년 3월에 공표된 이래 3년 간격으로 2회 개정됐는데 전회(前回) 2018년 3월에 개정 증보판을 공표한 지 5년째인 금년 3월에는 대폭 개정이 이루어져 제4판이 공표됐다. 이번 개정에서는 지하수·지반 환경 보전에 유의하면서 지중열 이용을 한층 더 보급 촉진하기 위해 새로 확보한 지식·사례 등을 추가해 내용을 충실하게 했다.

주요 개정 내용을 보면 새로 얻은 지식·사례 등의 추가에서는 실제 지중열 도입사례 소개로서 ZEB· ZEH에 도입한 사례 7가지를 추가하고 지중 축열 관련 기술 및 사례를 추가했다. 내용면에서는 지중열 보급상황에 대한 최신 조사결과를 토대로 데이터 갱신, 지중열 이용 히트펌프 관련사항(유의점·궁리) 충실히 하고 또 약 20개의 도표 데이터를 갱신했다.

여기서는 이번에 대폭 개정된 가이드라인 중 토픽으로서 지중열교환기의 신설·폐지에 관한 유의점, 지중 축열에 관한 기술, 패키지화 추진의 3가지에 대해 기술한다.

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본 원고는 일본공업출판주식회사 발행하는 ‘建築設備と配管工事’잡지에서 발췌하여 번역한 것입니다.

전체 기사는 2023년 9월호 ‘월간 설비기술’에 게재되어 있습니다.(월간지 구입문의(02)2633-4995)

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