수소시범도시 인프라 기술개발 사업으로 추진된 ‘삼척 수소 타운하우스’가 드디어 모습을 드러냈다.
삼척 ‘수소 타운하우스’ 실증단지가 본격 운영에 들어간다. 이는 ‘수소시범도시 인프라 기술개발’ 사업으로 2020년 4월에 시작됐다. 한국에너지기술연구원과 LH공사 토지주택연구원, 두산, 한국수력원자력 등 정부와 공기업, 일반 기업체 등 15개 기관이 참여했으며, 총사업비 316억여 원(국비 166.4억 원, 민간 102.6억 원, 도비 7.5억 원, 시비 39.5억 원)이 들었다. 삼척시 교동 일원 8,400여㎡ 부지에 ‘수소·재생에너지, 친환경 건축기술 간 융합을 위한 수소주거단지’를 조성했다.
일반주택 2동, 수소주택 1동, 태양광 주택 3동, 외부 거래형 주택 1동(3세대) 등 총 9세대와 통합관리동(수소, 태양열·지열, ESS 시설), 홍보관(주민센터)을 갖추고 있다. 이곳 실증단지는 외부 에너지 공급 없이 최소 1주일에서 1개월까지 독립 운전이 가능하고, 남는 에너지를 수소에너지로 저장하는 에너지 프로슈머 기술이 적용돼 있다.
수소도시 타운하우스형 주거모델 실증 사업의 핵심이 되는 ‘통합관리동’은 맨 위에 자리하고 있다. 내부에 수전해 장치, 고체수소저장시스템, 지열시스템, 수소연료전지 등을 갖추고 있다. 수전해 방식으로 생산한 수소를 금속수소화물로 저장한 뒤, 건물용 연료전지(10kW)와 가정용 연료전지(1kW)에 공급하게 된다.
두산퓨얼셀파워에서 제작한 건물용 10kW 수소연료전지와 5kW 도시가스 기반 연료전지가 통합관리동 안에 설치돼 있다. 수전해 수소를 연료로 하는 10kW 연료전지를 주력으로 운전하게 된다.
티타늄, 망간 등 10여 개의 금속을 혼합해 만든 특수합금 안에 기체수소를 저장하게 된다. 낮은 온도에서 저압수소를 저장하고 높은 온도에서 고압수소를 방출하는 금속수소화물의 특성을 이용한 방식이다. 압축기를 통해 시간당 약 0.5kg의 수소를 처리할 수 있으며, 수소 120kg 이상을 저장할 수 있다.
수소 전용으로 제작된 1kW 가정용 연료전지가 국내 최초로 설치된 현장이다. 수소 폭발 위험에 대한 모델링, 검증 과정을 거쳐 안전성을 갖춘 주택 설계를 반영했다. 수소, 태양광, 지열로 생산한 전기와 열 등 복합에너지를 활용하는 ‘가정용 에너지관리 시스템(HEMS, Home Energy Management System)’이 적용돼 있다.
올해 상반기까지 6개월가량 실증운전을 거친 후 삼척시가 인수인계를 받아 주택단지 운영에 나선다. 삼척시 핸드볼, 궁도 선수단이 입촌해 실거주하는 수소 주택단지 리빙랩으로 활용될 예정이다. 이번 연구개발 과제는 수소에너지와 재생에너지, 친환경 건축기술을 통합한 에너지 자립형 ‘수소 타운하우스’의 본보기라는 점에 큰 의미가 있다. 향후 수소주거단지 연구단(HiVE)을 통한 사업화가 기대된다.