탄소 배출 Zero, 전기요금 Zero! ‘제로에너지 하우스’
Aug, 2020



전 세계의 도시는 탄소 배출과 에너지 소비 저감을 위하여 제로에너지 하우스 보급ㆍ확산 정책을 펼치고 있다. 지구를 살리는 주택으로 떠오르는 제로에너지 하우스와 각국의 제로에너지 타운을 살펴본다. 



 탄소 배출 0(Zero)인 '제로에너지 하우스' 


전 세계적으로 나타나고 있는 기후 이상 현상과 에너지 고갈 문제를 해결하기 위해 전 세계 주택시장에도 변화의 바람이 불고 있다. 이산화탄소 배출을 최소화함과 동시에 인간의 거주공간에 쾌적성을 부여하는 제로에너지 하우스가 급부상 중이다. 제로에너지 하우스는 에너지 사용으로 발생하는 탄소배출이 0(Zero)인 건물을 의미한다. 

제로에너지 하우스는 크게 ‘패시브 하우스(Passive House)’와 ‘액티브 하우스(Active House)’로 나뉜다. 패시브 하우스는 건물의 단열 및 형태를 활용하여 에너지 손실을 절감시키는 주택이다. 기계적인 냉난방 시스템을 사용하지 않고, 기존에 만들어진 에너지를 최대한 저장하고 보관한다는 의미에서 '수동적(Passive)인 집'이라고 한다. 보온병의 원리를 생각하면 이해하기 쉽다. 차가운 얼음물, 뜨거운 커피가 처음의 온도를 오랫동안 유지할 수 있는 이유는 바로 보온병의 뛰어난 단열 성능 때문이다. 난방 설비를 통한 인위적인 에너지 공급 없이 건물 그 자체만으로도 쾌적한 실내 온도를 유지하는 것이다. 보통 남향으로 지어 햇볕을 많이 받으며, 첨단 단열 공법이나 고효율 3중 유리창, 틈새 바람을 차단하는 기밀(공기나 가스 등의 기체가 통하지 않는 성질. 기밀도가 높을수록 난방 효율이 높음) 시공 등을 건축물에 적용한다. 

액티브 하우스는 태양광·수열·지열·풍력 등 신재생에너지를 자가발전하여 일상생활에 필요한 에너지를 자체적으로 생산하는 주택이다. 그래서 '능동적(Active)인 집'이라고 한다. 주로 태양열을 적극적으로 활용하고 있어 '액티브 솔라 하우스(Active Solar House)'라고도 부른다. 반사경이나 태양전지를 지붕에 설치하고 태양열을 온수로 바꾸어 축열조에 저장하여 난방이나 급탕에 사용하며, 냉매의 발열 또는 응축열을 이용해서 저온의 열원을 고온으로 전달하거나 고온의 열원을 저온으로 전달하는 냉난방 장치인 열펌프를 사용해 냉방도 가능하다. 최근에는 패시브나 액티브, 어느 하나에 국한하지 않고 혼용 설계로 에너지 절약을 극대화하는 방식이 대세로 떠오르고 있다. 



출처 :국토교통부



 세계 각국의 제로에너지 하우스  


덴마크 남부의 쇠네르보르 시에는 ‘제로플러스 하우스’라는 집이 있다. '제로플러스 하우스'는 쇠네르보르 지방 자치 기구가 건설ㆍ에너지 기업들과 손잡고 탄소 중립을 구현하면서 지속가능한 도시로 성장하기 위해 진행하는 '프로젝트 제로' 사업의 일환이다. 이 집에 사는 부부는 전기요금 고지서를 받는 적이 없다고 한다. 집 안에서 사용하는 모든 에너지를 자체 충당하기 때문이다. 제로플러스 하우스 지붕에는 거대한 태양전지 패널이 부착되어 있어 이 부부가 소비하는 전기보다 더 많은 전력을 생산한다. 땅에 묻은 펌프로는 지열을 끌어 올려 난방도 필요 없다. 부부는 최첨단 관리 시스템을 통해 에너지 사용 정보를 얻는데, 주택이 생산하는 에너지가 너무 많이 남아 전기자동차를 사야 하나 고민할 정도라고 한다. 
마을 전체가 제로에너지 시스템으로 운영되는 곳도 있다. 영국 최초의 친환경 주택 단지 '베드제드(BedZED)'는 오수처리 시설이 있던 장소에 폐목재, 폐플라스틱 등을 재활용해 지었다. 입주민들이 사용하는 전력의 90%는 인근 목재소에서 배출되는 목재 찌꺼기나 매립장에서 분리 처리한 바이오매스를 연료로 삼아 충당하고, 나머지 10%는 지붕과 3층 유리창에 설치된 태양광 패널로 해결한다. 네덜란드 아메르스포르트 시에 있는 '뉴랜드(Niuwland)’는 6천 세대 전체가 태양광발전시스템을 이용하는 친환경 주거단지다. 모든 주택 지붕에 태양전지판이 부착되어 있으므로 마을 전체가 태양광발전 시스템의 일부라 해도 과언이 아니다. 
한국 서울시에 위치한 ‘이지하우스(EZ House)’는 한국 최초의 제로에너지 공동 주택 단지다. 남향으로 창을 내고, 일반 창 두께(24mm)보다 훨씬 두꺼운 유리창(47mm)의 사용해 건축했다. 건물의 정면과 측면 벽, 옥상에 설치된 1,284개의 태양광 패널에서는 연간 40만7000kWh의 전기를 생산한다. 지하에 있는 지열 설비에서도 냉난방, 온수 공급 등으로 연간 36만7000kWh 전력량에 해당하는 에너지를 만든다. 한국 세종시의 ‘로렌하우스(Roren House)’는 열회수환기장치와 태양광 등을 설치해 냉난방·조명 등에 쓰이는 에너지량의 80% 이상을 자체 생산한다. 또, 다양한 고효율설비시스템 채택으로 에너지소비량을 낮춰 혹서·혹한기를 제외하고는 실제 세대당 에너지비용 부담이 거의 없다. 
아랍에미리트(UAE)는 180억 달러를 투입해 6㎢의 면적에 5만 명의 거주자와 1,500개의 친환경 기업을 수용하는 탄소제로 도시 '마스다르(Masdar)' 시티를 건설 중이다. 기온이 50도까지 올라가는 사막에 가장 적합한 태양열을 주 에너지원으로 삼으며 2025년 완공을 목표로 한다. 이 밖에도 주민들의 전기ㆍ난방비를 태양열ㆍ풍력 등의 재생에너지로 100% 대체해 그린 에너지의 가능성을 보여주고 있는 독일의 펠트하임(Feldheim) 마을, 미국의 채터누가, 브라질의 쿠리치바 등 친환경 주택 단지가 세계 곳곳에 조성되고 있다. 



 주택용 태양광 시장을 선도하는 한화큐셀 


한화큐셀 역시 제로에너지 하우스 트렌드에 발맞춰 친환경에너지를 활용한 주택용 태양광 솔루션을 제공하고 있다. ‘큐홈(Q.HOME)’은 한화큐셀의 대표적인 주택용 ESS 통합 솔루션으로 사용자들에게 스마트한 에너지 관리 시스템을 제공한다. 사용자들은 ‘Q.HOME’을 통해 가정에서 소비하고 남은 전력을 보관했다가 필요할 때에 자유롭게 사용할 수 있으며, 이를 통해 주택의 에너지 사용 효율을 높이고 전기요금 체계에 능동적으로 대응할 수 있다. 



▲ 한화큐셀의 주택용 ESS 통합 솔루션 ‘큐홈(Q.HOME)’


세계 주택용 태양광 시장을 선도하고 있는 한화큐셀은 고효율·고성능 제품과 고객에 맞는 솔루션 제공을 통해 미국, 독일, 일본 등의 주택용 태양광 시장에서 점유율 1위를 달성했다. 또한, 한국에서는 2014년부터는 한국에너지공단이 주관하는 '태양광 대여사업자¹'로 선정돼 현재까지 5,100가구 이상의 공동주택과 주택에 태양광을 설치함으로써 친환경에너지 주택 발전에 일조하고 있다. 한화큐셀이 태양광 모듈을 설치한 한국의 ‘신정이펜하우스 5단지’ 아파트 옥상 태양광 발전소는 240kWp 규모로, 매년 5,000만 원 이상의 전기요금을 절감하고 있으며, 이러한 성과를 통해 2019년에는 서울시에서 개최한 '2019 에너지절약 경진대회' 아파트 부문에서 대상을 수상했다. 

이에 앞서 지난해 3월 패시브 하우스의 선구자인 독일에서도 한화큐셀 태양광 모듈이 설치된 에너지자립주택(100% energy-autonomous passive house)이 친환경 설비를 통한 탄소 무배출(CO₂-free)을 인정받아 독일 연방 경제기술부(Federal Ministry of Economics and Technology)로부터 우수혁신상(Federal Prize for Outstanding Innovative Achievements)을 수상한 바 있다.

제로에너지 하우스로의 전환이 전 세계적인 흐름인 만큼 앞으로도 한화큐셀은 세계 각국, 각 지역의 특성에 맞는 주택용 태양광 솔루션을 통해 탄소배출 0(Zero) 달성은 물론, 에너지 사용 효율을 높이는 데 앞장서고자 한다. 





1) 태양광 대여사업자 : 한국에너지공단이 주관하는 태양광 대여사업은 단독주택이나 공동주택에 태양광 발전설비 설치를 희망하는 소비자가 초기 투자금 없이 대여사업자에게 매월 일정 대여료를 지급하고 대여사업자는 대여 기간 동안 태양광 발전설비의 설치·운영·관리를 모두 맡는 사업자이다. 

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