문서번호	기전설비과-5063
결재일자	2020.5.26.
공개여부	비공개(2,5)
방침번호	행정2부시장 방침 제148호

						시 민
★주무관	기전설비과장		생산부장		상수도사업본부부본부장		상수도사업본부장	행정2부시장
협 조
	정보공개팀장
	시설과장

미활용 청정에너지 개발로 에너지자립률 향상을 위한

상수도 수열에너지 활용 계획

2020. 5.

상수도사업본부

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정책수립	◆ 정책화를 위한 제반 법규(근거법령 및 규칙, 지침 등)는 검토하였습니까? - (선거법) 공직선거법 등 각종 법률 저촉여부 - (성별분리통계) 성별분리통계 분석 등	■	□
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정책집행	◆ 타기관, 민간단체 등과의 협의·협력 및 이견 조정 등을 검토하였습니까? - (타기관) 타기관(중앙정부, 지자체), 민간(단체) 등의 자원 활용 방안 - (자치구 영향) 자치구 행정·인사·재정 부담 및 적정성, 파급효과 분석 등	■	□
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정책홍보	◆ 국내외 정책(사업)홍보방안을 검토하였습니까? - (홍보) 국내보도자료, 기자설명회, 현장설명회 - (정책영문화) 영문제목·요약, 해외언론보도, 외국어 홈페이지 게시 등	□	■
기타사항	◆ 불필요한 외국어·외래어 표현 대신 바른 우리말을 사용하였습니까?	■	□
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목   차

Ⅰ.	추진배경	1
Ⅱ.	추진방향	1
Ⅲ.	수열에너지 개요	2
Ⅳ.	수열에너지 활용방안	4
Ⅴ.	사업 추진계획	6
Ⅵ.	향후계획	7

미활용 청정에너지 개발로 에너지자립률 향상을 위한

상수도 수열에너지 활용 계획

미활용 청정에너지인 상수원수의 온도에너지를 이용하여 건물 냉난방에 활용하는 친환경 사업을 추진하여 서울의 지속가능성을 제고하고  재생에너지의 획기적 확충에 기여하고자 함

Ⅰ		추진배경

□ 서울에 적용가능한 신・재생에너지원, 수열에너지

수열에너지: 물을 열원으로 히트펌프(heat pump)를 사용하여 변환시켜 얻어지는 에너지

○ 서울의 도시화 등 환경여건 상 도입가능 재생에너지 발굴 및 활용

- 상수도 혁신 마스터플랜(2020.3) 관련임.(신・재생에너지 발굴 및 활용)

○ 지난해「신재생에너지법 시행령」개정으로 재생에너지에 하천수 추가

○ 물의 새로운 가치를 이용한 수열에너지를 도심 냉난방 에너지원으로 활용하여 서울의 전력사용량을 줄여 온실가스 감축에 기여

- 기존 화석연료 사용과 비교시 약 20~50%의 에너지 절감

□ 미래 서울의 신성장동력으로 수열에너지 산업 육성 필요성

○ 수열분야의 산업유발 효과와 발전 잠재력을 활용하여 신성장동력 확보

Ⅱ		추진방향

□ 서울시 최적 에너지원으로 수열에너지 활용 유도

○ 지속가능하며 풍부하게 얻을 수 있는 수열에너지를 냉난방 에너지 사용이 많은 도심 건물에 활용

○ 설비보조, 인‧허가 행정지원 등을 통해 시 전역으로 확대

- 녹색건축인증 가능(인‧허가시: 건축허가 기준완화, 준공시: 취득세 및 재산세 경감)

Ⅲ		수열에너지 개요

□ 수열에너지(Hydro Thermal Energy)

여름철 수온이 대기보다 낮고, 겨울철에는 높은 특성①을 활용하여

물을 열원으로 히트펌프②를 통해 냉난방하는 시스템

① 물은 에너지를 축적하는 능력(비열)이 매우 큰 특성(물 4.18, 공기 1.01 J/g·°C)으로 여름철은 대기보다 시원하고, 겨울철은 따뜻한 특성

② 히트펌프는 냉매의 기화 시 주변의 열을 흡수하고, 액화 시 주변에 열을 방출하는 성질을 이용해 열을 저온에서 고온으로 이동

□ 수열에너지 원리

○ 냉방: 일반적인 냉방은 실내의 발생열을 냉각탑을 통해 대기로 방출하나,  수열에너지는 냉각탑을 대신하여 열을 물로 방출

○ 난방: 일반적인 난방은 보일러로 화석연료(LPG, 석탄 등)를 연소시키나, 수열에너지는 물로부터 열을 얻어 실내에 공급

□ 도입사례

○ 국내

- 롯데월드타워(지상 123층, 지하6층)와 한국수자원공사 내 소규모 사업장(주암댐 발전동 등 13개소)에서만 도입되어 운영 중임.

	< 롯데월드타워 수열도입 현황 >
- 수 열 원: K-water 수도권1단계 광역상수도 원수(50,000㎥/일) - 설비용량: 3,000RT(히트펌프), 전체 냉난방 부하의 10% - 적용효과: 총 에너지사용량 35.8%, CO2 배출량 37.7% 절감 [동일 용량의 흡수식냉온수기 대비]

- 추진 중 사례로 상암지구 지역냉방 효율화 사업, 영동대로 지하공간 복합환승센터, 강원도 수열에너지 융복합 클러스터, 부산에코델타시티 스마트시티 국가시범 도시 사업 등이 있음.

○ 국외

- 해외에서는 1980년 후반부터 수열에너지를 도입했고, 프랑스(루브르 박물관), 캐나다(토론토 : 엔웨이브사에서 약 150개 빌딩에 냉방공급) 등에서 활발히 수열에너지를 활용 중에 있음.

□ 경제성 검토                                      (단위:억원)

구 분		수열시스템(수축열)	흡수식 냉온수기(가스)	빙축열시스템+보일러
초기투자비		66.9	31	74
투자비 차액		△36	비교기준	△43
연간유지비		22.67	39.23	30.20
유지비 차액		△16.56	비교기준	△9.03
회수기간(년)		2.2	비교기준	4.8
에너지사용량	kWh	18,093,098	3,332,838	11,951,731
	Nm3	-	4,943,325	1,861,500
	TOE TOE(석유환산톤): 각종 에너지원들을 원유 1톤이 발열하는 칼로리를 기준으로 표준화한 단위	3,853	5,795	4,651
이산화탄소 배출량 (tCO2)		8,011	12,243	9,544

※ 롯데월드타워 3000RT 기준

Ⅳ		수열에너지 활용방안

□ 활용방안

○ 한강 취수원수의 수열에너지를 신규 건물 냉·난방에 활용

⇒ 여름엔 뜨거워진 냉매를 식히고, 겨울에는 차가워진 냉매를 데우는 역할

□ 적용대상

○ 도수관로(연장 46.8km) 기준 1km 이내 건물

⇒ 냉난방 에너지 사용이 크고, 상수관로 인접의 대형 백화점, 데이터센터, 복합상업시설 등 신규 수요처 적극 발굴

취수장명	만톤/일	관로 연장	비고
강북	230	D=2,600mm×2열, L=8,600m(4,300m×2열)
자양	80	D=2,200mm, L=5,000m
풍납	70	D=2,400～1,500mm, L=21,756m
청계천 유지용수	4	D=900～1,100mm, L=11,510m

□ 역할구분

- 서울시: 원수 공급(유상), 관로 부설(관리), 건축 인･허가 행정지원 등

- 사용자: 수온차 냉난방 시설 설치･운영 등

※ 투자비 회수: 에너지 절감분 징수(협약에 따라 절감분 배분)

	<한국수자원공사 수열 공급모델>
▸사업재원: 초기 투자비 분담방식(관로: 공급자, 설비: 사용자) ▸에너지원: K-water 광역상수도 ▸역할구분 - 한국수자원공사: 공급관로 부설 및 유지관리 - 사용자: 냉난방 시설 설치･운영 관리 ▸투자비 회수 - 한국수자원공사: 연간 사용료(정액) 징수 - 사용자: 운영비(에너지 사용량 및 유지관리비 등) 절감

⇒ 우리시는 건축 인・허가권을 가지고 있으며, 투자비 회수방식이 에너지 절감분에 대해 징수하므로 한국수자원공사에 비해 사용자가 유리한 방식임.

□ 기대효과

○ 서울시

- 미사용 수열에너지를 공공 및 민간건물에 공급하여 신사업 창출

- 여름철 도시열섬현상 해소 및 온실가스 감축에 기여

- 풍부한 수자원의 적극적 활용을 통한 저탄소 녹색에너지 가치 창출

- 신기술(수온차 냉난방시스템) 보급으로 관련산업 동반성장 지원

○ 사용자

- 건축 허가 시 신・재생에너지 공급의무 비율(30%) 충족

⇒ 근거: 신재생에너지법 시행령 제15조(신․재생에너지 공급의무 비율 등)

⇒ 대상: 연면적 1천제곱미터 이상인 건축물(건축법 시행령 별표1)

- 전기나 화석연료 대비 20~50% 에너지 절약에 따른 운영비 절감

- 소음, 진동, 백연현상 해소로 친환경 녹색건축물 인증 가능

Ⅴ		추진계획

수열활용 수요처 발굴 (도입기)	[2020년~2021년] □ ‘상수도 수열활용 모델’ 정립 □신규 수요처 조사 및 발굴 ⇒ 대형 백화점, 데이터 센터, 대형매장, 복합상업 시설 등 □건축물 인･허가 시 수열에너지 활용 유도 □ 수열에너지 활용을 위한 전략적 홍보 실시 ⇒ 홈페이지, SNS, 지하철․버스․전광판 등 市 홍보수단 최대한 활용 □표준 모델 개발 및 시범구축 ⇒ 초기 투자비 및 사업 분담방식, 원수 사용료 등 확정 ⇒ 서울아산병원 뇌심혈관 병동(신축) 수열에너지 활용 논의 진행 중 □추진매뉴얼 작성 ⇒ 시범구축 결과를 토대로 수열 활용을 위한 추진매뉴얼 작성
공공부문 중심으로 설치․운영 (정착기)	[2021년~2025년] □ 자치구 등 공공기관 신규 건축물 설계 시 수열에너지 우선 검토 및 설치 □적용가능 사례 ⇒ 잠실 마이스(MICE) 복합단지 ⇒ 동서울터미널 현대화 사업 ⇒ 여의도 통합개발계획 ⇒ 장안평 중고차매매센터 현대화 사업
민간부문 설치․운영 확대 (확대기)	[2026년 이후] □ 민간부문으로 설치 확대 □기존 공공기관 위주 → 민간 건축물로 확대 도입 □민간부분 수열에너지 활용 시 인센티브 제공 ⇒ 원수이용료 할인, 관로부설 지원 등 혜택 제공

Ⅵ		향후계획

○ 2020. 5.	: 서울아산병원 신축 뇌심혈관 병동 수열에너지 활용 추진

- 2020. 5.	: 관계자 협의[서울시, 서울아산병원, 제안사(LG전자)]

⇒ 제안서 검토 및 보완

- 2020. 9.	: 상호협력 MOU 체결[서울시, 서울아산병원]

- 2020. 12.: 실시협약 체결[서울시, 서울아산병원]

- 2021~2022 : 수열에너지 냉난방 시스템 구축

○ 2020. 6. : 수열에너지 신규 수요처 조사 및 발굴

○ 2020. 6. : 자치구 등 공공기관 수열에너지 활용 안내

붙임  1. 서울아산병원 수열에너지 추진사항 1부.

2. 국내・외 도입사례                1부.

3. 롯데월드타워 수열도입 현황       1부.

4. 신재생에너지 의무비율 관련 법규  1부.  끝.