[인터뷰] 김수화 혁신이앤씨·KNS에너지 대표
KNS에너지
2020.04.14 15:54
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2002년 법인 설립된 혁신이앤씨는 기계설비, 소방, 냉난방시스템 등 다양한 시공능력과 전문인력을 바탕으로 2008년 지열분야 신재생에너지 전문기업으로 등록하며 지열사업에 본격적으로 뛰어들었다. 2015년 경북TP 100대 프라이드기업에 선정되며 경북을 대표하는 선도기업 및 강소기업으로 인정받았다.
또한 한국에너지공단에서 주관하는 주택·건물 지원 사업(9년 연속), 공공 설치의무화 등 보급사업을 통해 에너지절약과 친환경에너지 개발 이용 및 보급에 앞장서고 있다. 5년 연속 대구·경북 권역별 지열 A/S전담기관으로 선정되기도 했다.
특히 한국에너지기술연구원 제1호 연구소기업인 케이앤에스(KNS)에너지를 2015년에 설립하며 태양열 온수·난방설비, 중대형 태양열시스템까지 생산, 보급하며 지열과 태양열분야 신재생열에너지 전문기업으로 성장하고 있다.
대한민국 신재생열에너지산업 발전 및 활성화에 앞장서고 김수화 혁신이엔씨·케이앤에스에너지 대표를 만나봤다.
■ 경영철학이 있다면
지역사회, 환경, 인간이 서로 상생하며 살기 좋은 세상을 만들기 위해 이바지하고 있다. 또한 협력업체와의 긴밀한 유대관계를 형성해 상부상조할 수 있는 방안을 추구하고 있다. 회사와 임직원이 함께 발전할 수 있도록 신재생협회의 직무교육을 비롯해 다양한 기관에서 실시하는 인력교육에 인력을 파견해 업무역량을 향상시키고자 투자를 확대하고 있다.
특히 업종 특성 상 시공을 위한 각종 면허 및 자격증을 가진 인력이 필요함에 따라 자격수당을 주고 있다. 지속적인 인력양성과 기술개발로 믿을 수 있는 기업의 가치를 창출하고 기술교류를 통해 글로벌 선도기업으로 성장하겠다.
■ 사업현황은
한국에너지공단에서 주관하는 신재생에너지 보급사업 지열에너지분야에 참여하고 있다. 다양한 시공경험, 노하우 및 다수의 전문인력을 바탕으로 매년 주택(건물), 융·복합, 지역지원, 공공설치 의무화사업, A/S 전담기관으로서 A/S 업무, 기계설비, 소방 및 시설물 유지관리사업 진행하고 있다.
태양열에너지 홍보를 위해 대구 엑스포에서 열리는 그린에너지전시회와 서울 코엑스에서 진행되는 에너지대전에도 꾸준히 참가하고 있다. 태양열에너지의 제품개발과 사업화를 위해 연구개발특구진흥공단, 중소기업청 등 정부출연기관과 함께 지속적으로 연구과제를 진행하고 있다.
■ 태양열사업 진출 배경은
우리나라는 GDP대비 전력소비량이 평균보다 1.75배가 높고 단위면적당 전기 밀도가 세계 1위인 국가다. 1차 에너지 중 수입에너지의 비율을 에너지의 ‘수입 의존도’라고 한다.
반대로 국산에너지가 차지하는 비율을 ‘에너지자급률’이라고 하는데 이 에너지자급률 또한 다른 국가에 비해 많이 미약한 수준이다. 이러한 에너지자본은 에너지를 얼마나 안정적으로 공급할 수 있느냐 하는 ‘에너지안보’와 직결된다. 많은 전문가들은 우리나라에서 에너지공급 중단의 위험성을 완화하려면 에너지수입을 다변화하거나 적절한 에너지공급믹스를 해야 한다고 말한다.
에너지 믹스(Energy Mix)는 ‘섞는다(mix)’는 의미를 적용한 합성어로 에너지원을 다양화한다는 의미를 갖고 있다. 이는 석탄과 석유와 같은 기존 에너지원에 태양에너지 등의 신재생에너지자원의 융합을 통해 급등하는 에너지수요에 적절하게 대응하는 것이다. 물론 에너지믹스를 위해서는 친환경적인 에너지로서 안정적인 공급이 가능해야하며 경제성도 고려돼야 한다.
에너지 믹스시대를 위해 태양열에너지는 태양광 못지않은 보급 잠재력을 가지고 있다. 보급 잠재력을 실현하기 위해 끊임없는 연구와 개발에 더욱 매진할 것이다.
■ 국내 지열시장에 대해 평가한다면
국가적으로 대기오염, 지구온난화, 에너지보급 활성화 등 다양한 목적을 달성하기 위한 정부정책으로 인해 현재까지 신재생에너지사업은 꾸준히 성장하고 있다.
2000년경 지열히트펌프시스템이 처음 도입한 이후 초기 시장 진입단계에서 많은 시행착오를 겪었지만 정부지원 보급정책에 힘입어 2009년까지 성장세를 이뤘지만 이후 뚜렷한 성장세는 나타나지 않고 있다. 게다가 현재 정부에서 신재생에너지정책이 주로 발전(전력생산)과 관련된 분야에 치중돼 있으며 2020년 산업부 신재생에너지 R&D예산에서 지열, 수열에 대한 지원은 0원으로 나타나 지열사업이 단기적으로 봤을 때 불투명할 것으로 판단된다.
지열에너지시장이 발전하기 위해서는 포항 지진으로 인한 왜곡된 이미지를 쇄신할 필요가 있으며 일반적으로 사용하고 고효율 히트펌프 개발 및 보급하는 것이 요구된다.
▲ 혁신이엔씨가 개발한 가정용 히트펌프 배관패키지 제품 ‘HSSP-5RT’.
■ 지열분야 주력제품은
특허등록된 가정용 히트펌프에 사용하는 배관패키지 제품(HSSP-5RT: HyukSin System Package)이다. 기존 배관시스템은 외부에 노출돼 있고 많은 시공 시간 및 인력 소모된다.
이 제품은 가정용 히트펌프(5RT)용량에 맞춰 설계됐으며 배관 및 주요부품을 내장해 진동 및 소음 감소, 공간 활용 우수 및 배관연결 용이성을 확보해 작업 효율을 향상시켰다. 한국에너지공단에서 주관하는 신재생에너지보급사업에 많이 사용돼 높은 신뢰성을 가진 제품이며 시공시간 및 인력을 줄일 수 있어 비용이 낮아지는 경제적 효과도 얻을 수 있다.
주력제품인 HSSP-5RT는 현재 가정용 히트펌프에 맞게 설계돼 사용되고 있지만 향후 고용량에 사용가능한 제품을 개발할 계획이며 OEM(주문자생산 방식)으로 제작되고 있지만 올해 하반기부터 자체 제작을 고려하고 있다.
■ 지열분야 사업계획은
그동안 효율적인 지열시스템을 도입에 앞장서왔다. 또한 정부 R&D국책과제에도 적극 참여해 국내 지열에너지산업 발전을 위해 힘써왔다. R&D사업을 통해 효율적인 지중열교환기 및 축열시스템을 개발해 정부춘천지방합동청사, 국민건강보험공단 장기요양기관, 한국광물자원공사 신청사 및 한국학중앙연구원 종합연구동 등의 시공에 참여했다.
공공건물, 학교, 기업 및 군부대의 기계설비 및 소방분야, 시설물 유지관리분야에서 다수의 실적도 냈다. 올해도 신재생에너지 융복합지원사업 지열분야에서 경산, 안동 외 6곳에 선정된 만큼 역할을 수행할 계획이다.
■ 태양열분야 제품개발 현황은
무제한 에너지원인 태양열에너지 이용에 있어 무엇보다도 중요한 점은 태양열을 모으는 집열기의 고효율화다. 특히 열전달의 1차 관문인 히트파이프 응축부와 매니폴드(Manifold)의 최적 설계가 매우 중요한 변수로 작용한다. 이 때문에 진공관형 태양열 집열기의 집열성능에 결정적인 영향을 미치는 열교환기가 포함된 매니폴드 기술에 대해 전 세계 기업들이 꾸준히 기술개발 중이다.
그러나 지금까지는 진공관형 집열튜브 내 히트파이프 응축부와 매니폴드 열교환기 사이에 열전달 면적 부족과 접촉 열저항이 커 원활한 열전달이 이뤄지지 못했다. 이에 따라 우수한 진공관형 집열튜브 성능에 비해 매니폴드 성능이 우수하지 못해 진공관형 태양열 집열기효율 저하로 나타났다.
매니폴드 열교환기는 ‘진공관형 태양열 집열기’의 핵심부품으로 집열기의 효율에 큰 영향을 주는 핵심기술이다. 진공관형 태양열 집열기는 평판형 태양열 집열기와는 달리 진공기술을 접목해 열손실이 적고 집열기효율을 높일 수 있다.
이를 위해 진공관형 태양열 집열기 ‘편심형 매니폴드’를 개발, 매니폴드의 전열성능을 향상시켰다. 편심으로 형성된 유체통로로 이뤄진 편심 엔드캡을 사용해 매니폴드에 부착, 매니폴드 제작비용을 절감하고 열매체 난류 영역 확대를 통해 매니폴드의 전열성능을 향상시키기 위한 기술이다.
현재 생산하고 있는 ‘KNS-VC-18 단일진공관형 태양열 집열기’는 집열튜브가 단일 진공관 구조로 설계돼 빛의 투과율을 높이고 특수 티타늄합금이 코팅된 판형 집열판이 히트파이프에 부착, 열을 흡수해 직접 전달하는 구조이다. 이중진공관형 집열기대비 약 30% 이상 집열효율 증가와 온수생산효과가 있다.
기술력을 바탕으로 2017년 품질경영시스템인증서(ISO 9001)와 한국산업표준 KS인증(KB B 8295)을 받았으며 에너지절약 한국에너지공단 이사장상을 수상했다.
■ 태양열분야 사업계획은
에너지공단 보급사업 참여기업으로 선정된 만큼 대구종합건설본부, 대구건설관리본부, 한국에너지기술연구원 등에서 발주한 태양열급탕시설과 태양열 해수담수화 실증플랜트사업에서 최대 132.37m²의 집열면적에 해당하는 대용량사업을 진행한 실적이 있다. 지난해 울릉도 주택지원사업을 단독으로 맡아 신재생에너지 공급에 힘썼다.
올해는 영양, 영덕, 경주 융복합사업에 선정됐으며 국내 보급사업과 함께 해외사업에도 더욱 적극적으로 나서고 있다. 지난 2018년 신재생에너지 해외 타당성조사지원사업인 몽골 울란바타르시 태양광·태양열 1MW, 2,000m² 규모 설치 사업에 참여해 에너지자립마을 300가구 조성을 위해 산업통상자원부와 한국에너지공단과 함께 진행 중이며 올해는 베트남에도 진출해 신재생에너지 태양열분야의 해외 플랜트사업 개척에 나설 계획이다.
■ 해수 담수화사업은 무엇인가
태양열 해수담수화 실증플랜트사업은 에너지기술연구원의 ‘MD(Membrane Distillation: 막 증발법) 전용 태양열 열공급시스템 설치’ 사업으로 경북 안동시 남후면 아곡길 942 건설기술연구원에 설치됐다. MD는 해수를 가열해 발생된 수증기를 분리막을 통과시켜 해수와 수증기를 나누고 다시 수증기를 응축해 담수를 생산하는 기술이다.
▲ 안동MD 해수담수화 파일럿 플랜트.
에너지기술연구원에서 제시한 담수화설비 연계를 위해 태양열을 공급하기 위한 프로젝트로 MD전용 태양열 열공급시스템 기본개념를 근거로 시스템의 안정성과 효율을 극대화할 수 있는 태양열시스템 기본설계를 바탕으로 시공됐다.
전면적 290.5m²에 해당하는 곳에 케이앤에스에너지가 개발한 단일진공관형 집열기 모듈 시제품 65set가 들어간 대규모 플랜트사업이다. MD시스템 제어와 상호 연계하는 태양열 열공급시스템으로 MD스팀보일러 열공급 시스템에 연결하는 방식으로 진행됐다.
■ 태양열분야 사업목표는
케이앤에스에너지만의 기술 확보를 토대로 사업화 기반을 구축하고 효율을 향상시켜 인증용 시제품을 만들었다. 앞으로 대량생산을 위한 공정을 최적화시키고 사업의 전문화·고도화를 위해 고품질 제품 및 서비스로 기술을 차별화시켜 태양열시장 활성화를 도모코자 한다.
특히 한국과 미국에 특허등록된 ‘편심형 매니폴드’를 기반으로 본격적인 사업화에 착수할 계획이다. 진공관형 태양열집 열기는 평판형과 달리 진공기술을 접목해 열손실이 적고 집열기의 효율을 높일 수 있다. 진공관형은 평판형에 비해 가격이 다소 높게 책정돼 있지만 제대로된 기술과 제품으로 이를 극복하고 소비자들에게 충분한 가치를 줘 높은 만족도를 제공하겠다.
에너지믹스시대를 위한 태양열에너지 연구개발의 첫 단추가 바로 진공관형 태양열 집열기를 통한 국내외 태양열시장 진출이며 태양열에너지와 함께 신재생에너지와의 융복합에너지분야 선두주자로 발돋움할 것이다.
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