야마타니 노리히코(Yamatani Norihiko)

키타다테 야스히로(Kitadate Yasuhiro)

이와테현 환경생활부 환경생활기획실 온난화·에너지 대상 담당

실내 온수 수영장이 위치하고 있는 일본 이와테현 시즈쿠이시쵸는 현청 소재지인 모리오카시의 옆에 위치하며 현 내 최고봉인 이와테산(2,038m)에 위치한 자연이 풍부한 마을이다. 마을 내에는 이와테산기슭의 웅대한 자연과 코이와이 농장, 스키장, 각종 온천 시설이나 펜션 등의 숙박시설이 여럿 있어, 한 해 많은 관광객이 방문하고 있다.

또한 이 마을에는 발전출력 8만kW의 지열발전소나 코이와이 농장에서 나오는 가축 분뇨나 식품 공장, 학교급식 등에서 나오는 식품 찌꺼기 등을 유효하게 이용한 바이오매스 발전시설이 입지하고 있다. 또한 휴경논에 심어진 유채꽃밭을 유효하게 이용한 BDF의 실증 시험 등, 이산화탄소의 삭감을 위해 다양한 노력을 하고 있다.

도입 배경

실내 온수 수영장은 이와테산 주변에 풍부하게 존재하는 지열의 유효 이용을 목적으로 시즈쿠이시 지역 지열열수 공급 사업 실증 조사의 일환으로서 건설을 개시해 열수 공급의 실용화, 지역 진흥, 주민의 복지 등에 활용하는 것을 목적으로 1993년도에 개관했다. 그러나 수영장의 열원이 되던 열수는 비용 문제 등으로 2005년도 말에 실증 조사를 종료하고 열수 공급이 폐지됨으로써 새로운 열원이 필요해져 시설의 폐지를 포함한 여러 면에서 검토를 거듭해 왔다.

이와테현은 지구온난화 대책의 대처로서 2010년에 1990년 대비 이산화탄소를 8% 삭감한다는 목표를 설정했다. 이는 일본 전체 목표치인 6%보다 높은 수치로, 실내 온수 수영장을 지역의 자원을 활용한 신재생 에너지의 대표 시설로서 존속시키게 되었다.

현은 지열열수를 대신할 열원을 검토함에 있어서 환경적인 면이나 경제적인 면에서 현 토지의 77%가 삼림에 덮여 있는 지역 특성을 살린 에너지를 선정할 것에 중점을 두었다. 또한 시설 전체에서는 물을 가열하는 것 외에도 난방, 급탕, 샤워 등을 이용하기 위해 하루 최대로 700kW나 되는 열원을 필요로 하기 때문에, 열원의 안정적인 공급과 경제성을 중시했다.

이와 같은 사항을 고려해 선정된 것이 지역의 삼림 자원을 유효 활용하는 칩 보일러와, 지하수의 안정된 수온을 이용한 지하수 이용형 히트 펌프이다. 히트펌프는 지열열수 공급 사업에 이용한 큰 우물(심정호)에서 뿜어져 나오는 지하수를 이용한다.

이렇게 새로이 개발된 신열원은 열수 공급이 정지한 다음 해인 2006년도에 개수 공사를 실시해 2007년 1월에 완성, 그 해 2월부터 가동하고 있다.

신열원의 개요

온수 수영장에 새롭게 도입된 신열원은 목질 바이오매스의 이와테형 칩 보일러 3대와 지하수 이용형 히트 펌프 1대를 조합한 복합설비이다.

• 이와테형 칩 보일러 200kW 2대
• 이와테형 칩 보일러 100kW 1대
• 지하수 이용형 히트 펌프 200kW 1대

이와테형 칩 보일러

칩 보일러는 간벌재 등의 미이용 목재를 칩화해 보일러의 연료로 사용하는 것으로, 삼림이 감소하지 않는 한 대기 중의 CO2의 증가는 없다고 보여지는(카본 뉴트럴) 사실로부터 환경적인 면에서 뛰어난 보일러이다.

지금까지는 유럽 제품이 많이 도입되었지만, 이번에 도입된 보일러는 이와테현의 특성을 살린 ‘이와테형 칩 보일러’로, 현 공업 기술 센터와 민간회사가 공동으로 개발한 것이다.

이와테형 칩 보일러의 주된 특징으로는 첫째, 고함수 비율 칩으로 대응하고 있다. 연소실 구조의 개량에 의해 함수 비율 120% 정도의 그대로의 칩으로도 사용이 가능하다. 둘째, 같은 규모의 다른 칩 보일러와 비교해 봤을 때 소형이기 때문에 공간을 절약해 설치할 수 있고, 가건물의 면적과 높이가 비교적 작아 도입 설비 비용을 줄일 수 있다. 셋째, 등유 버너를 탑재한 하이브리드 보일러이다. 등유 버너는 발화가 간단하고 긴급 시에는 등유에 의한 백업 운전이 가능하다. 넷째, 취급이 간단하다. 터치 패널에 의해 간단히 조작할 수 있으며, 버튼 하나로 발화 소화가 가능하다. 다섯째, 역화 방지 센서, 내진 센서, 각 장소의 온도 제어 등, 운전하기에 안전하도록 설계되어있다.

지하수 이용형 히트 펌프

지하수 이용형 히트 펌프는 에어컨과 같은 원리이지만, 에어컨의 경우 바깥 공기의 온도 변화에 따라 열효율이 떨어진다. 그에 비해 연중 온도가 일정한 지하수를 열원으로 하는 지하수 이용형 히트 펌프는 연간 안정된 열효율을 얻을 수 있다. 예를 들어 히트 펌프의 소비 전력을 1로 하면 3.5배 정도의 열에너지를 얻을 수 있다.

실내 온수 수영장에서는 열수 사업에서 사용한 큰 우물(심정호)에서 뿜어져 나오는 풍부한 지하수를 유효 이용하고 있다. 지하수의 수온은 일년 동안 거의 일정한 13℃ 전후를 유지하고 있으며, 히트 펌프에서 5℃ 정도의 열을 이용한 후, 8℃ 전후로 방류하고 있다.

새로운 열원 도입에 의한 환경면에서의 효과

이산화탄소 배출량의 삭감 효과

통상의 화석연료를 사용하는 중유 보일러 등과 비교하면, 2007년도 실적에서 900톤의 이산화탄소의 배출을 억제할 수 있었다(일반 가정의 이산화탄소 배출량의 120가구분에 상당). 만일 연간 중유 보일러로 가동했을 경우는 약 400kL(200L 드럼통 2,000개)가 소비된다. 또한 원유가격에도 따르지만, 연료비도 중유 보일러와 비교하면 일반적으로는 20%에서 30%가 되며, 작년과 같은 원유가격의 상승 시에는 40% 정도 저렴한 가격이 될 것이라고 시산하고 있다.

삼림 환경의 정비 효과

실내 온수 수영장에서의 연간 칩 소비량은 약 4,000m3이며, 이것을 간벌재로부터 칩을 생산했을 경우는 정비된 삼림면적의 약 60he(헥타르)/년으로 시산된다.

그 외의 신 에너지 설비

일본 이와테현 역시 이 실내 온수 수영장을 신재생 에너지의 모델 시설과 위치설정 칩 보일러, 히트 펌프 등을 정비해 왔다. 온수 수영장의 칩 보일러는 현 내 최대급의 설비로서 주목 받고 있으며 현 내외 및 현지의 시설 원예 농가 등도 시찰하러 방문하고 있다(2008년 초 견학자수 1,134명).

실내 온수 수영장에서는 앞에서 기술한 칩 보일러와 지하수 이용형 히트 펌프 외에도, 태양광발전 설비(20kW), 소형 태양광 패널과 소형 풍력발전이 일체가 된 하이브리드 LED 가로등, 펠릿 스토브(Pellet Stove) 등의 신재생 에너지 설비를 적극적으로 도입하고 있다.

앞으로는 다른 공공시설이나 민간시설에서도 신재생 에너지 설비의 도입이 진행되어, 이산화탄소 배출 삭감에 공헌할 수 있도록 한층 적극적인 홍보에 힘쓸 예정이다.

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