핀란드 수도 헬싱키시가 바닷물을 이용해 가정 난방을 하는 지속 가능한 난방사업에 착수했다.
발틱해 해저까지 닿는 터널을 건설해 바닷물을 퍼 올린 다음 히트 펌프로 지역난방을 위한 전기를 생산한다는 복안이다.
현재 가동 중인 석탄발전소 2개 중 하나가 해수 이용 에너지 사업 기지로 바뀌고 석탄발전은 2024년 중단된다. 상온을 유지하는 심층 해저수를 끌어올려 히트 펌프로 재처리해 열을 생산하는 바닷물 이용 난방사업은 앞으로 2년 내에 사업계획을 구체화하고 5년 이내에 상용화한다는 계획이다. 이 사업의 추정 사업비는 약 4억 유로(5,456억 원)이다.
헬싱키 최대 에너지 기업인 헬렌 오이(Helen Oy)가 스페인 건설사 Acciona SA, 지역인프라기업 YIT Oyj와 손잡고 이 사업을 시행한다. 헬렌 오이에 따르면 2021년에 헬싱키 지역난방의 75% 이상에 화석연료가 사용됐다. 시 당국은 앞으로 해수를 이용해 헬싱키 가구 40%의 난방을 해결하는 것을 1차 목표로 삼았다.
현재 대다수 헬싱키 가정은 석탄과 천연가스를 사용해 열과 전기를 생산하는 지구난방시스템으로 난방을 한다. 헬싱키 건축물 90% 이상이 이 난방시스템에 연결돼 있고 2개의 석탄 이용 발전소와 2개의 가스 이용 발전소가 가동 중이다.
어떻게 해수를 이용해 난방을 할 수 있는가? 수온이 2℃를 유지하는 발틱해의 해저 심층수를 길이 17㎞의 해저 터널을 만들어 퍼 올린 다음 열교환기(heat exchanger)가 해수로부터 1.5℃의 열을 추출해 바닷속의 다른 터널로 보낸다. 모은 열은 석탄발전소 자리에 설치될 지하 히트 펌프를 통해 온도 80~95℃로 올리는데, 이 정도면 지역난방 네트워크에 사용하기에 충분한 온도이다. 워터 펌프의 용량은 500㎿이다. 히트 펌프는 온도 차이를 이용해 투입 에너지보다 더 많은 에너지를 효과적으로 생산한다. 따라서 해수 온도가 낮은 빙하수가 적합하다.
전문가에 따르면 해수를 히트 펌프로 온도를 올리는 것은 기존 지열시스템의 작동 원리와 비슷하지만 대규모 해수를 이용하는 점에서 발열 규모에서 지열시스템과는 비교가 안 된다. 여름철에는 해수를 이용해 생산한 에너지로 헬싱키의 지구 냉방도 해결할 수 있다.
신재생업체인 악시오나(Acciona)의 관계자는 해수 이용 열발전 규모가 확대될 경우 헬싱키 전체의 난방을 해결할 때가 올 수 있다고 말했다.
겨울철에 뜨거운 물을 충분히 뽑아 올리려면 해저 50m에서 70m까지 내려가 작업해야 하는데 수심이 30m 정도 밖에 안 되는 북해(네덜란드 인근)와 달리 발틱해는 바다가 깊다. 핀란드는 북해 연안보다 더 춥고 열에너지를 얻기에 적당한 바닷물이 풍부하다.
현재 알래스카의 주노와 노르웨이의 드람멘 같은 규모가 작은 도시들이 해수와 히트 펌프를 이용한 에너지 생산을 추진하고 있으나 헬싱키 해수 이용 난방사업은 실현되면 세계 최대 규모가 된다.
헬싱키는 석탄, 석유, 천연가스 같은 화석연료 의존도가 매우 높다. 러시아의 우크라이나 침공 이후 에너지 가격 폭등으로 화석연료에 대한 의존도는 더 높아졌다. 해수 이용 난방사업 계획은 이런 배경에서 그 필요성이 절실해졌다. 시 당국은 2035년까지 지역난방시스템에서 배출되는 이산화탄소 배출량을 완전히 없애는 계획을 추진 중이다. 핀란드 정부는 2029년까지 에너지 생산을 위한 석탄 사용을 전면 금지했다. 이에 따라 헬싱키는 서둘러 지역난방시스템을 바꿔야 할 형편이다.
시 당국이 이산화탄소 억제를 위한 도시난방 솔루션 공모에 100만 유로(13억 9,000만 원)를 투입한 이유가 여기에 있다. 헬렌 오이는 지구난방시스템의 히트 펌프를 가동하는 전기 생산에 핵연료 및 재생에너지원 사용을 추진하고 있다. 이 기업은 이미 데이터 센터와 스케이팅장에서 나오는 폐열을 재사용하고 있다. 헬싱키시는 히트 펌프 외에 쓰레기 발전 및 지열 등 다른 대체 에너지원 사용을 추진 중이다.
