<전문가 기고>기후변화 대응 농업에너지 절감기술 개발성과

“배기열회수‧지열히트펌프 등 비약발전”

경영비에서 차지하는 난방비‧‧‧감귤44%‧오이31% 등 높아

에너지절감‧신재생에너지 이용으로 기후변화 적극대응해야

유영선 국립농업과학원 에너지환경공학과장

◇ 경영비 중 난방비 비중높아

2014년 한국에너지경제연구원에서 발행한 에너지총조사 보고서에 의하면 연간 우리나라의 총에너지 소비량은 2억34만7000toe(ton of oil equivalent(석유환산톤)=1000만kcal)이며, 농림업에 사용된 에너지량은 249만7000toe로서 전체 에너지소비량의 1.24%에 불과하지만, 이를 석유(발열량은 1ℓ당 1만kcal로 가정)로 환산하면 약 25억ℓ나 된다. 이를 우리가 흔히 알고 있는 드럼(1드럼 = 200ℓ)으로 환산하면 드럼통 1250만개에 해당하는 엄청난 양이다. 또한 농림업에서 소비되는 에너지를 용도별로 나누어보면 농업기계용이 52.4%, 장비 및 설비에 37.3% 그리고 건물에서 10.3%를 소비하고 있으며, 농업용으로 공급되는 면세유 16억4500ℓ 중 논이나 밭농사에 사용되는 양은 약 35%, 농업시설의 난방용으로 약 65%가 사용되는 것으로 추정된다. 즉 농업용으로 공급되는 면세유의 절반 이상이 온실의 난방 등에 사용되고 있는 것이다.

따라서 겨울철에 난방재배를 하고 있는 시설원예작물의 경영비 중 난방비의 비율을 분석해보면, 2015년 기준 시설감귤의 경우 44.1%로 가장 높게 나타났고, 장미 35.7%, 촉성오이 30.9% 그리고 파프리카 27.7%로 나타났다. 네덜란드 같은 시설원예 선진국의 경영비 중 난방비 비중은 약 10% 수준으로 낮은 편임에도 불구하고 아직도 난방비를 줄이기 위한 연구와 노력이 계속되고 있다. 왜냐하면 재배작물의 국제경쟁력을 높이기 위해서는 고품질, 대량생산 등도 중요한 요인이지만 투입비용을 줄이기 위한 노력도 대단히 중요하며, 투입비용을 줄이는 데 있어서 가장 효과적인 것이 바로 에너지비용을 줄이는 것이기 때문이다.

◇ 난방에너지 절감기술 개발성과

온실의 난방비용을 줄이기 위해 우리나라에서는 1990년대에 농업용 난방기의 효율개선을 위한 연구가 주로 이뤄졌으며, 배기열회수장치와 난방기의 열교환기 개량기술의 개발로 난방비용을 10~20% 줄이는 데 성공했다. 2000년대로 들어서면서 난방기 그을음 청소방법을 고안해 난방비용을 18%까지 절감할 수 있게 됐고, 또한 에너지소비효율 등급화 연구가 수행돼 농업용난방기, 농산물건조기 등의 에너지효율등급기준도 마련됐다. 이와 더불어 단열효과가 우수한 다겹보온커튼 및 자동개폐장치가 개발돼 기존의 보온커튼 대비 난방비용을 46%나 절감했다. 2005년부터는 신재생에너지의 농업적 활용 기술이 개발됐다. 그 중 대표적인 기술이 시설원예용 지열히트펌프 시스템이다. 지열히트펌프 시스템은 농가에서 실시한 현장실증연구에서 겨울철 난방비가 78%나 절감되는 것으로 분석돼 일반 건물에만 보급되던 지열히트펌프 시스템을 온실이나 축사 등의 농업시설 냉난방에 보급할 수 있는 길을 열어줬다. 그 후로 온실내부의 잉여 태양에너지를 축열해 야간의 난방에 이용하는 기술, 공기열 또는 지하수열을 이용한 히트펌프 시스템 그리고 작물의 생장점 부위를 국소적으로 난방하는 부분난방기술 등이 개발돼 농가현장에 보급되고 있으며, 여름과 겨울의 온도차를 이용한 계절간 축열기술도 농가현장에 직접 투입돼 실증연구가 진행 중이다. 또한 최근에는 산업분야의 미활용에너지를 농업시설의 에너지원으로 활용하기 위한 조사연구를 수행해 전국적으로 농업부분에 이용 가능한 산업분야 미활용에너지에 대한 지도를 제작했으며, 6종의 농업적 활용모델도 구축했다.

이와 같이 개발된 에너지 절감기술들은 농업현장에서 실증연구를 거친 후 미비점을 보완해 농식품부의 농업에너지이용효율화사업에 반영되어 보급되고 있거나 농촌진흥청과 지방자치단체의 시범보급사업 등으로 현장에 안착되고 있다.

◇ 기후변화 대응 연구활발

농업분야의 에너지절감기술과 신재생에너지이용기술은 농촌진흥청에서 농업부문의 기후변화 대책을 마련하기 위한 온실가스배출 저감기술 개발연구의 일환으로 수행되고 있으며, 농업현장 맞춤형 기술로 완성도를 높여 널리 보급이 확대되도록 힘써야 할 것이다.

앞으로 우리농업이 극복해야 할 또 하나의 난제는 바로 기후변화에 대한 신속한 대응이라 할 수 있으며, 농업부문의 이산화탄소 배출저감을 위한 가시적인 연구성과는 농촌진흥청의 ‘농업에너지절감 및 신재생에너지이용기술 개발’ 연구에서 뚜렷하게 나타날 것으로 기대된다.

지열히트펌프시스템 원리

지열시스템 구성설비

정상진  jsj1234@alnews.co.kr

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