온배수를 활용한 Smart Farm
발전 온배수를 활용한 친환경 Smart Farm Factory(식물공장)
신문기사에 제가 2011년부터 꾸준히 관심을 가져온 발전 온배수를 이용한 Smart Farm Factory(식물공장)에 대한 이야기가 나왔습니다.^^
http://news.chosun.com/site/data/html_dir/2016/04/21/2016042101814.html
반가운 마음에 기사를 공유하고 2012년 1월에 제안하려고 했던 아이디어를 적어 Facebook에 공유를 했는데 좀 더 자세한 설명이 필요할 것 같아 2012년 1월 준비했던 내용 중 일부를 공유합니다.
세상에 새로운 아이디어는 없고 제가 생각하는 것은 누구나 생각할 수 있다고 생각하기 때문에 아마 저는 생각으로 끝낸 부분을 많은 분들이 실현하기 위해 노력하고 계실 것으로 판단됩니다.
다만 제가 고민했던 내용 중에 혹시 도움이 될만한 아이디어가 있다면 하시는 일에 도움이 되셨으면 좋겠습니다.^^
1. 발전 온배수의 문제점
◯ 발전온배수에 의한 열 오염
- 열 오염 : 임계 수온 이상에서 해양생물의 생체리듬이 깨지면서 생산성 저하 및 서식 범위 축소, 해양생물의 사망 초래
- 수온 상승은 해수 밀도의 감소를 가져와 해수 중 부유물질 침강률을 증가시키고 용존산소의 용해도를 감소시킴
- 발전온배수의 확산
◯ 해수를 냉각수로 이용하는 발전소의 가동에 따른 해양생물상의 피해
식물플랑크톤 : 삼천포화력발전소의 경우 7.5~58.9%, 고리원자력발전소의 경우 55% 정도 소멸된 것으로 조사
동물플랑크톤 : 발전소 냉각계통에서 30~100% 사망
◯ 온배수 배출에 의한 어업피해
2008년 기준 수산 활동 제한구역 2,300ha
보상액 1990~2005년 3,230억(원전 1771억, 화전 1,459억)
2. 발상의 전환
◯ 문제의 원인 온배수를 열원으로 농작물 재배, 해수담수화, 도로결빙방지, 지역난방 등에 활용
◯ 선진국은 1950년대부터 온배수 이용을 시도, 1970년대 실용화
3. 외국 온배수의 활용사례
◯ 미국 : 22개 발전소에서 굴, 바닷가재, 새우 등 양식
◯ 독일 : 10여 개 발전소에서 메기, 잉어, 농어 양식 기업화, 농업부문 특히 시설 화훼 분야에 온배수 이용 난방
◯ 프랑스 : 어류 양식, 토마토 재배, 화훼 원예, 목재 건조 등에 활용
◯ 일본 : 어패류 종묘 육성, 치어 사육
◯ 헝가리, 리투아니아, 슬로바키아, 불가리아, 스위스 : 가정용 지역난방
◯ 외국의 온배수 이용에 대한 시사점
온배수 활용을 위한 인프라 설치비는 정부, 지역행정당국, 발전소에서 많은 부분을 부담하고, 사업주체의 부담비율은 극히 적음( 프랑스 등 유럽)
발전소의 홍보활동의 일환으로 발전소 부지 내에 온실을 운영하여 지역 주민의 이해를 제고시키고자 노력(일본)
4. 국내 온배수의 활용사례
◯ 발전소 측이 대외 홍보용 및 지역 발전기여 측면에서 온배수를 수산부문에 활용하는 것이 주를 이룸
◯ 1964년 부산 감천 화력발전소 온배수 확산 구역에 진주조개를 월동시키는 첫 활용사례
◯ 우리나라에서 발전 온배수의 활용이 주로 양식업에서 이루어져 왔으나 최근 온배수의 농업적 연구가 이루어짐
◯ 2010년 7월 서귀포시 안덕면 화순리 ‘발전소 온배수 이용 시설원예 시범단지’ 준공
[발전폐열 이용 온실]
[히트펌프 난방시스템]
[애플망고]
- 우리나라에서 발전소 온배수를 농업에 사용하고 있는 최초 사례
- 화력발전소에서 폐열로 바다에 버려지는 20~30℃의 온배수에서 열을 흡수한 후 히트펌프를 이용 45~50℃로 온도를 높여 축열탱크에 저장하였다가 온실난방에 사용
[발전 폐열을 활용한 히트펌프 난방시스템 개념도]
- 성능 계수 4.0 이상으로 관행(경유난방기) 대비 87% 난방에너지 비용 절감(cf 지열의 경우 성능 계수 3.4 난방비 78% 절감)
- 시설원예 난방 에너지원을 발전소 폐열로 대체하여 Co2 감축과 겨울철 시설원예 난방비 절감으로 농가소득보전 및 안정생산에 기여, 여름철 냉방 재배로 소득증대 및 수출경쟁력 제고
온배수를 이용한 냉난방으로 작물재배 및 출하조절이 가능
5. 온배수를 활용한 친환경 Smart Farm Factory(식물공장) 설립 검토
◯ 관엽식물, 화훼, 토마토, 파프리카 등과 같이 가온 시설을 필요로 하는 고온성 작물의 경우, 난방비를 40~80% 정도 절약하는 것으로 유럽에서 조사
◯ 발전소 지역 주민과 지자체와 연계해 온배수를 이용한 탄소배출이 적은 친환경 Smart Farm Factory(식물공장, 시설원예) 시스템의 개발이 필요함
- 최근 시설농가의 최대 화두는 난방비이며, 신재생에너지 활용사업으로 정부에서는 시설농가에 지열히트펌프 방식을 권장
- 발전소 온배수 활용방법은 지열히트펌프 방식과 유사하나 지열이 아닌 온배수에서 열 회수를 한다는 점이 다르며, 온배수는 지열보다 온도가 높고 물이기 때문에 열 회수 효율성이 높음
- 히트펌프 방식은 냉방과 난방이 동시에 가능하기 때문에 저온처리를 통한 작물의 출하시기를 조절할 수 있어 식물공장 시스템에 부합
◯ 온배수를 활용한 난방의 경제성 분석
(보령시 화력발전 온배수의 활용방안, 이인희, 2011.6.13.)
- 6.1년 후 온배수 활용 히트펌프로 인해 추가 투자비용을 난방비 절감액으로 회수 가능
6. 부산복합화력발전소의 온배수를 이용한 Smart Farm Factory(식물공장)
6.1 부산복합화력발전소의 특징
6.2 온배수 에너지 손실
6.3 부산복합화력발전소 부지
6.4 부산복합화력발전소 Smart Farm Factory의 운영
◯ “도시농업의 육성 및 지원에 관한 법률” 발효로 도시농업 농장의 개설과 운영에 들어가는 경비의 전부 또는 일부를 지원 가능
◯ 기후변화로 인한 신선 농산물 가격의 불안과 소비자의 인식 제고로 인한 유통구조에 대한 변화 요구
◯ 발전소 주변에 자연 친화적인 도시환경 조성에 대한 요구
◯ 오염원으로 인식되고 있는 온배수의 활용으로 열병합 설비 에너지 효율 극대화
◯ 도심 내 Smart Farm Factory(식물공장) 운영을 통한 지속 가능한 양질의 일자리 창출
◯ 남부발전에서 투자를 하고 발전소 주변 주민들이 참여하는 주민협의체 방식의 사회적 기업 형태의 대규모 식물공장을 설립하고 운영
◯ 주민협의체에 참여한 주민들을 식물공장에 고용하면 고용창출과 지역에 실질적인 기여가 가능
7. 기대효과
◯ 부산복합화력발전소 온배수로 인한 민원의 해결책 제시
- 온배수의 냉난방 활용과정에서 최종 배출 수온의 적정수온에 접근 피해 감소 기대
- 녹색식물공장 건립시 단순한 이미지 개선을 넘어서 주변 주민에 대한 일자리 창출 등 공생 방안 제시
◯ 도시농업을 수출산업으로 육성하여 농업의 경쟁력 강화
◯ 지역 고용창출 및 경제 활성화 기대
◯ [정부는 인프라, 민간은 시설투자] 원칙을 구현하여 농식품분야의 새로운 투자모델 정립
◯ 남부발전의 에너지 효율 향상 기술 확립
