부산복합화력발전소 전경

떠오르는 지열 냉·난방

부산대 본관 뒤 제1교수연구동에는 '땅굴'이 있다. 사람 3명 정도가 지날 수 있는 크기의 땅굴을 통해 24개의 열교환기가 땅속 깊은 곳까지 연결되어 있다. 바로 올해 초 시험 가동에 들어간 지열 냉·난방시스템. 부산대와 LG전자가 지난 2년 동안 73억5천만원을 투입해 개발한 것으로 제1교수연구동 30개(1, 2층) 강의실의 냉·난방을 책임지게 된다.

부산대 이재근(기계공학부) 교수는 "여름철 에어컨은 냉매(섭씨 60도)와 외부 온도(섭씨 30도) 차(약 30도)를 이용해 내부의 열을 외부로 버린다"며 "평균 섭씨 15도에 불과한 지열을 이용하면 열을 더욱 쉽게 버릴 수 있고, 결과적으로 에너지를 절감할 수 있다"고 밝혔다. 연구팀은 현재 열교환기의 최적 깊이와 간격 등을 분석하고 있다. 오는 2009년 완공될 부산대 양산병원에는 이보다 2배 규모의 지열 냉·난방시스템이 적용될 예정이다.

부경대 김종수(기계공학부) 교수는 히트파이프를 이용, 지열에너지 활용 연구를 진행하고 있다.

김 교수는 "겨울철 도로 결빙방지를 위해 아스팔트 밑으로 전선을 설치할 경우 수전설비 등 엄청난 비용이 요구된다"며 "그러나 열을 빨리 전달하는 히트파이프를 땅속 15m까지 연결하면 도로는 물론 골프장 그린 등의 결빙 문제를 해결할 수 있다"고 밝혔다.

▲ 부산대 이재근 교수 연구팀.

석탄, 다시 각광받다

부산대 화력발전에너지분석기술센터의 총괄책임자인 전충환(기계공학부) 교수는 "그동안 낙후된 에너지로 여겨진 화력발전이 연료전지 복합화력발전 등 첨단에너지로 새로 각광받고 있다"고 밝혔다. 석탄은 지구상에서 풍부한 에너지 자원 중의 하나로 앞으로 인류가 250년 동안 사용할 수 있다.

전 교수는 "화력발전은 국내 전체 발전량의 45%를 차지하기 때문에 1차적으로 연료효율을 1%만 증가시켜도 연간 3천억원 이상의 비용을 줄일 수 있고 이산화탄소 배출도 크게 줄일 수 있다"고 밝혔다.

또 연료전지 복합화력 발전 기술을 개발하면 연료효율 10% 증가, 이산화탄소 15% 이상 줄일 수 있다는 것. 연료전지 복합화력 발전이란 고체상태인 석탄을 가스화해 이 가운데 탄소 성분을 태워 전기를 생산하고, 나머지 수소성분은 연료전지를 통해 발전하는 첨단 에너지기술이다.

부산대 화력발전에너지분석기술센터는 최근 산업자원부 전력기반조성사업센터가 지원하는 대학전력연구센터로 선정됐다. 이에 따라 오는 2011년까지 4년간 30억원의 연구비를 지원받아 연료효율 향상 및 복합화력 발전기술을 개발하게 된다.

바람·바다이용 연구 활발

해외에선 돼지기름과 잡초까지 바이오연료로 개발할 태세다. 미국의 정유회사와 육류가공업체에선 돼지고기 등에서 나오는 기름을 이용해 바이오연료를 추출하는 기술을 공동개발하고 있다.

또 독일과 일본 등에서 잡초와 나무 등에 포함된 셀룰로오스를 바이오연료로 바꾸는 '가스화합성액체연료'(BTL) 연구도 진행하고 있다. 또 수면 위에선 거센 바다 바람을 이용하고 수면에선 파력을 활용하는 해상풍력에 대한 연구도 활발하다.

한국해양대 이영호(기계정보공학부) 교수는 "한국에너지기술연구원에서 부산 지역을 대상으로 해상 풍력 관련 용역을 진행 중"이라며 "부산시 등에서도 예산발전량, 최적 후보지, 예상 풍속에 대한 현장조사와 컴퓨터 시뮬레이션 연구 등 구체적인 검증 자료를 마련할 필요가 있다"고 밝혔다.

임원철기자 wclim@busanilbo.com