빛가람 혁신도시 스마트에너지 도시만들기
손승광/동신대 건축공학과 교수
광주·전남공동(빛가람) 혁신도시에 유치된 15개 공기업은 4개 분야의 기업군으로 특성화되는데, 그 중에 한전을 중심으로 에너지기업군의 발전잠재력이 가장 크다. 다행이 지난해 11월에 ‘에너지밸리특별법]이 제정되어서 에너지산업융복합단지를 지정 육성하는 법적 기반이 마련됐다. 그 동안 에너지관련 국가산업단지가 확장됐으며, 특히 한전대학 설립이 추진되고 있다. 이와 연계해 관련기관과 연구소가 집적화되는 에너지밸리의 핵심인프라가 구상 중에 있으며, 나주시는 에너지수도를 선포해 새로운 시대를 맞으려 하고 있다.
에너지밸리의 핵심지역에 위치한 빛가람 혁신도시가 스마트에너지시티로 시범적으로 조성돼 한다는 것은 너무나 당연한 목표이겠다. 에너지밸리의 상징적인 중심도시이고, 에너지산업을 활용한 미래도시의 모습을 보여줄 수 있는 좋은 대상이 되기 때문이다.
스마트에너지시티는 도시에 필요한 에너지를 소규모 태양광발전, 지열, 풍력 등 신재생에너지 등을 통한 에너지 생산을 한다. 또한 에너지가 필요한 곳에서는 신재생에너지를 활용해 에너지를 바로 생산해 소비하는 시스템이면 가장 이상적이다. 에너지를 효율적으로 활용하고 관리하기 위해 에너지를 쉐어링하고 그리고 가상발전소 등의 개념을 적용하는 새로운 에너지패러다임이다.
신재생에너지는 소규모의 태양열, 태양광발전이 가장 일반적이다. 지열은 훌륭한 에너지이나 지하 굴착과정에서 지하수와 지하구조의 안정성의 문제가 있다. 풍력발전은 소음의 민원이 있다. 태양광에너지는 상대적으로 매우 우수한 에너지원으로 지붕, 벽체, 그리고 창문을 활용하여 발전이 가능하다. 건축물과 일체화된 태양광주택 혹은 건축, 그리고 주차장 등의 유휴 공지를 활용해 에너지를 생산하는 스마트에너지도시는 디자인과 에너지경관 부문에서 파급효과가 크다..
두 번째는 에너지는 생산하는 것이 가장 기본인데, 에너지를 생산하는 효과보다 에너지소비를 최소로 해 얻는 에너지 절감효과도 크다. 건축물의 외피성능이 단열효과를 극대화하는 방안, 창문을 통한 열손실을 최소화하고, 또 여름철에는 냉방부하가 최소가 되도록 하며, 햇빛 조절장치를 에너지조절성능을 자동화시키는 방법, 환기를 할 때에 손실되는 에너지를 절감하기 위해 열교환장치를 활용한 환기 등 보이지 기술과 보이지 않는 기술들이 많다.
세 번째는 에너지를 생산했으나 태양광은 주간에만 생산된다. 에너지를 소비하는 시간은 야간과 태양이 없을 때도 있으니 태양광에너지는 야간과 우천시를 위하여 에너지 저장장치가 필요하다. 전기자동차가 확산되면, 태양광에너지를 이용해 자동차에 충전하고, 자동차에 저장된 에너지는 필요한 곳에 전기를 사용될 수 있다. 전기자동차시대를 준비하면서 공공기관, 공공장소, 그리고 주거단지에 전기 충전소 보급을 확대하도록 한다.
넷째, 에너지를 생산하고 소비하는 량이 건축물마다 다를 수 있어서, 건축물에 따라 에너지 공유( Energy sharing) 시스템 구축이 가능하다. 잉여전기를 주고받으면서 에너지는 비용으로 현금화 할 수 있다.
이상의 기술을 바탕으로 도시전체적으로 에너지의 생산과 에너지소비 데이터를 실시간으로 모니터링 함으로서 에너지 활용이 최적 상태를 유지하는 기초데이터가 된다. 이는 에너지를 사용하는 모든 기관, 건축물들이 에너지정보를 수집하는 도시에너지 모니터링 시스템에 연결하는 참여가 기본이다.
그러나 일반인들은 태양광발전설비, 에너지저장장치, 에너지공유시스템, 모니터링 장치에 투자하는 비용은 일반건축물이나 도시를 건설하는 데에 투자되는 초기비용보다 높기 때문에 스마트에너지시티를 조성하는 데에 부정적일 수 있다.
이러한 현실을 고려해 빛가람 혁신도시에 있는 모든 건축물과 도시기반시설에 부가적으로 투자되는 비용의 일부를 지원하거나 보조함으로서 스마트에너지시티를 만드는 과정에 공공과 민간이 동참하도록 하는 것이 필요하다. 이를 위해 스마트에너지시티 조성을 위한 조례를 제정하는 것이 에너지수도를 천명한 나주시의 첫걸음이 된다. 다음으로 빛가람 혁신도시에서 모든 건축물과 도시인프라, 그리고 공공부문의 개발사업은 에너지기술을 적용하는 사업으로서 평가과정을 거쳐서 사업을 시행하는 행정절차가 수반돼야 한다. 이 과정에는 에너지 전문기술과 평가, 그리고 에너지행정과 정책이 일관되고 전문적으로 관리돼야 한다. 스마트에너지시티의 시범도시화 작업은 에너지산업의 비젼을 보다 효과적으로 전하고 확산시켜 주는 중요한 실천사업이다.