◆총 효율 97%
난방과 온수를 공급하는 가정용보일러는 가정부문의 에너지 소비의 80% 이상을 차지하고 있을 정도로 에너지 소비의 많은 비중을 차지하고 있다. 이에 따라 유럽 선진국에서는 정책과 제도를 일차적으로 보일러의 효율향상에 집중시켜, 콘덴싱보일러 사용을 법제화한 바 있다. 유럽에서는 한 발 더 나아가 태양열, 태양광, 연료전지, 스털링 엔진 m-CHP 등 에너지 절감과 온실가스 저감을 극대화할 수 있는 차세대 에너지기기의 상용화를 준비하고 있다.

그 중 스털링 엔진을 이용한 가정용 열병합 발전 시스템은 기후 변화 대응을 위한 온실가스 규제에 대응할 수 있는 가장 효과적인 방안중 하나로 여겨지고 있어 주요 선진국을 중심으로 상용화 개발 중이다. 스털링엔진 'm-CHP'는 1kW급 스털링엔진과 콘덴싱보일러를 통합한 가정용 열병합 발전 시스템이다. 총 효율 97%이상을 실현하면서 1차 에너지 절감을 25%이상 달성할 수 있다.

현재 초소형 스털링 엔진 열병합 발전 시스템의 국내 기술개발 수준은 보조열을 생산하는 고효율 콘덴싱 보일러 부분에서 해외 선진국과 기술차이는 없으나 스털링 엔진과 열병합 발전 시스템 부문은 기술격차가 크고 개발경험이 부족한 상황이다.

하지만 2009년부터 정부주도하에 고효율 녹색 에너지 기기 개발을 위해 초소형 가정용 1kW급 스털링 엔진 열병합 발전 시스템의 연구개발이 진행되고 있다.

정부는 2009년 상반기 에너지효율향상 기술 개발 사업 중 ‘초소형 가정용 1kW급 스털링엔진 열병합 발전 시스템 개발’ 연구과제를 경동나비엔이 총괄 주관하게 선정했다. 이 연구과제는 2012년 5월까지 3년간 총 사업비 150억원 규모로 경동나비엔이 총괄 주관하고 한국기계연구원, 한국에너지기술연구원, 한양대학교, 국민대학교, 한국가스안전공사 등 산학연이 함께 한다.

이에 경동나비엔은 해외 선진국의 에너지 정책 및 기술 동향을 면밀히 분석하며 고효율 친환경 콘덴싱 기술을 바탕으로 ‘가정용 스털링 엔진 열병합 발전 시스템’ 개발에 총력을 기울이고 있다.

◆기존 신재생에너지 기기보다 저렴
스털링 엔진은 국내에 이미 1040만대 이상이 보급돼 있는 가정용 가스보일러 설치 장소와 방법이 유사하고 사용자 편의성이 뛰어나며 소음이 45dB이하로 적어 소비자의 거부감이 없다.

게다가 기존 고가의 신재생 에너지기기보다 가격이 저렴하고 도시가스 공급망을 그대로 사용할 수 있기 때문에 사회적 추가비용 지출이 없다. 특히 인구가 밀집되어 있는 수도권의 도시가스 공급률은 90%에 육박하고 있어 대도시 공동 주택에 그대로 적용 가능한 시스템이다.

◆녹색 시장
1kW급 가정용 열병합 발전 시스템 1기는 연간 1톤의 CO₂배출을 저감하게 되며, 친환경 기기인 Premix버너에 의한 연소 방식으로 CO 및 NOx 등 유해 배기가스 저감이 가능한 녹색에너지 기기이다.
유럽연합에서 나온 EuP 보고서에 따르면 기존 보일러 열효율등급을 강화시킨 새로운 효율 등급제도가 시행 예정이며, 이 제도에서는 신재생에너지 기기나 스털링 엔진과 연계된 콘덴싱보일러의 효율등급만이 최고등급을 받을 수 있다고 한다. 이에 전세계 에너지 기기업체들은 신재생에너지 및 열병합 발전에 연구개발을 집중하고 있다.
경동나비엔 관계자는 "이러한 이유로 정부의 적극적인 연구개발, 보급 장려 정책, 산학연의 다양한 노력 등이 수반된다면 제품 경쟁력을 갖출 수 있을 것으로 예상된다"며, "초소형 가정용 스털링엔진 열병합 발전 시스템 기술은 향후 우리나라 미래 에너지 테크놀로지의 한 축으로 자리잡을 것"이라고 말했다.
또 그는 "이 시스템이 국내에 설치된 1천만대에 달하는 가스보일러를 대체한다면 에너지 효율 향상과 온실가스 저감에 크게 기여할 수 있을 뿐만 아니라, 저 탄소 녹색제품의 해외시장 진출을 선도하게 될 것으로 예상된다"고 말했다.
한편, 스털링 엔진과 가정용 열병합 발전 시스템은 연구가 완료되는 내년 중반 이후 상용화가 진행될 전망이다.