[영국] 친환경 빌딩에 최적화된 열병합 발전기술
영국 소매업체 Co-operative社의 새로운 본사가 영국 맨체스터(Manchester) One Angel Square 지역에 설립되었으며, 이 본사건물은 지난달 ‘세계에서 가장 친환경적인 건물(building)’이라는 이름으로 공식적으로 개장하였다.
Co-operative社는 세계에서 가장 친환경적인 건물을 짓고 여기에서 업무를 본다는 사실에 매우 흡족해하였다. 이렇게 될 수 있었던 가장 큰 이유가 바로 구조 중심부에 설치된 열병합 발전기술이다. 그는 이러한 열병합 발전기술이 Co-op社의 아주 높은 에너지 효율성 목표를 어떻게 달성할 것인지를 잘 설명해주고 있다
좀 더 구체적으로 그는 “우리가 이러한 기술에 대해 충분히 이해했을 때 그리고 고객에 의해 준비된 계약서를 체결했을 때 탁월한 요금률과 DEC(디스플레이 에너지 인증) 분석을 점수화한 BREEAM(BRE Environmental Assessment Method: BRE 환경평가방법) 점수를 획득할 수 있는 설계를 제공할 필요성이 존재한다”고 말했다.
본래 설계는 바이오매스 보일러(biomass boiler)를 위한 대비를 마련하였다. 하지만, 이는 2단계 입찰 과정을 통해 이를 변화시킬 결정을 하였다. 이러한 과정을 통해 BAM社는 고객과 함께 설계를 개발하였다. 그리고 Co-op社가 가질 수 있는 중요한 장점을 충분히 이해하였다. 특히, 잠재적인 전력적 이점에 대해서 말이다.
모델링(modelling)과 예측 가능한 기술이 배치된 이후 에너지 사용이라는 측면에서 DEC A 등급은 열병합발전기술이 아닌 다른 수단으로서는 달성될 수 없다는 결정을 내렸다.
우리는 고객들이 그들의 축산비즈니스 관행을 변화시키기로 결정하였던 프로세스를 활용하였다. 왜냐하면, 그들은 유채씨 작물을 효율적인 연료로 사용하여 에너지 효율성을 극대화할 수 있는 저탄소 공장을 만들 수 있기 때문이다.
이러한 결정은 Angel Square에 있는 열병합 발전설비들이 순순한 식물 오일 또는 유채씨유에 의해 촉진될 수 있음을 의미한다. 이는 Co-op社에게 매우 이상적인 것이다. 왜냐하면 그들은 그들 자신의 작물을 재배하고 있기 때문이다. 이는 충분히 가능한 일이다. 왜냐하면, 그들의 회전농작물의 휴경 기간 동안 이러한 부지들은 최첨단 건물을 위한 정말 좋은 원료를 만들 수 있는 곳으로 활용될 수 있다.
Wheatley는 이에 대해 “고객들은 영국 전역에 약 70,000에이커(acres)의 부지를 가지고 있다. 이것은 정말 어마어마한 연료원천이 될 것이다. 그들은 상업용 시장에서 이러한 연료를 구매할 수 있었다. 하지만, 그 스스로 연료를 가질 수 있게 되었다.
그러고 나서 그들은 엄격하게 조절된 정제 작업을 할 수 있는 다른 기업들과 계약을 하게 된다. 이러한 연료용 오일은 Ofgem 규칙에 의해 매우 엄격하게 모니터된다. 왜냐하면, 그것들은 연료를 위한 특별한 필요조건을 가지고 있기 때문이다. 즉, 그들은 재생에너지 의무할당제를 위한 인증을 받아야 한다”고 고 언급했다.
하나의 Angel Square는 약 6000리터의 유채씨 바이오연료(biofuel)를 현장에서 재배하고 있다. 이러한 개발을 대상으로 가장 높은 점수를 기록할 수 있는 에너지 원천은 열병합 발전기술의 사용이다. 당신이 250,000개의 건물들이 이러한 측면과 인증기관에 의해 인증되었을 때 이를 달성할 수 있는 것이 바로 열병합 발전기술인 것이다.
열병합 발전기술의 신중한 사용과 함께 이러한 설계에서 만들어질 수 있는 또 다른 에너지 절약 특성들이 존재한다. 이는 모든 리프트(lift) 내 재생 모토(motor)를 포함한 그들의 생각을 달성하는데 도움을 줄 것이다. 리프트는 발전시스템에서 전력을 공급받으며 광범위하게는 복잡한 난방 및 조명조절시스템과 지하 공급배관 등에도 활용될 것이다.
그것은 지하 콘크리트(subterranean concrete)에서 건물을 냉난방할 수 있게 해주는 데 사용될 것이다. 그리고 그러한 열이 유지할 수 있게 열 재킷을 가지고 있다. 뿐만 아니라, 이러한 컴퓨터 시스템(computer system)은 폐열을 재활용하게 된다.
BAM社는 건물 내 열병합 발전설비가 가장 적합한 형태로 여겨질 때 이를 사용하게 된다고 Wheatley는 말하였다. 그리고 그는 이러한 요인과 기술들이 매우 중요한 것임을 강조하고 있다. 좀 더 구체적으로 그는 “이 모두는 건물 설계에 의존하게 된다. 일부 고객들은 열병합 발전기술을 포기하기 위해 노력하고 있다. 하지만, 그들은 건물에 맞추기 위해 열병합 발전기술을 적절하게 선택하지 못하고 있다.
이는 건물 설계의 중심에 놓여 있을 필요가 있다. 그리고 당신은 열병합 발전소에서 물리적으로 적합한 흡수 냉각기를 고려할 필요가 있을 것이다. 이에 수반되는 수많은 중요한 훈련이 존재한다; 만일 당신이 연료오일 또는 가스와 관련하여 시간의 80% 또는 90%를 건물에 사용할 경우 당신은 그러한 엔진(engine)을 3~4년마다 교체를 해야만 한다.
그리고 전체 건물 가동비용을 만들 수 있을 것이다. 궁극적으로 고객들은 비용과 수익을 기반으로 결정을 할 것이다. Co-op社는 연료 원천이라는 측면에서 그들 운명의 마스터(master)이다. 그리고 이 기업은 비용이라는 측면에서 보다 안전한 미래 평가를 가지게 될 것이다. 만일 여름기간 동안 정말 좋지 않은 기후조건에 노출되는 경우를 제외하고는 말이다”라고 언급했다.
[원문보기]
CHP an Ideal Fit for 'World's Most Environmentally Friendly' Building in UK
Diarmaid Williams, International Digital Editor, Power Engineering International
LONDON -- The Co-operative’s new headquarters at One Angel Square in Manchester, UK was lauded last month during its official opening for meriting the title, ‘World’s most environmentally friendly building.’
COSPP online spoke to Dennis Wheatley, Senior M&E Manager at BAM Construction, and he outlined how cogeneration technology proved the right fit for the Co-op’s lofty energy-efficient ambitions.
“When we took on board the design and build contract that was prepared by the client, from day one there was a requirement to provide a design that would achieve a BREEAM (BRE Environmental Assessment Method) score outstanding rating and a DEC (Display Energy Certificate) analysis of A.”
The original design had a provision for a biomass boiler but it was decided to change that through a two stage tendering process. Through this process BAM developed a design with the client and also took on board a major advantage the Co-op holds, in terms of its power potential; its land.
“It was decided, after modelling and predictive technology was deployed, that from the point of view of energy usage a DEC A grading couldn’t be achieved by any other means than by a CHP.
Once we were engaged into the process the client decided to change his business farming practices so that he could produce a low-carbon factor energy efficient fuel from his rapeseed crop.”
The decision meant that the CHP units at Angel Square are driven by pure plant oil or rapeseed oil, which was ideal for the Co-op as they grow their own crop. This is enabled as in the fallow periods of their rotational crop they have allocated a period of time to growing rapeseed with highly desirable results for the state-of-the-art building.
“The client has about 70,000 acres of it throughout the UK. It’s a massive fuel resource,” continues Wheatley. “They could have bought this fuel in on the commercial market but happens to have it himself. They are then engaged with another company that cold presses it under a strictly controlled refining regime. This fuel oil is very rigidly monitored by Ofgem rules as they pick the specification requirements of the fuel so that it is certified for Renewable Obligation Certificates.
One Angel Square has up to 6000 litres of rapeseed biofuel on site at any one time. It was that use of CHP that enabled the development to achieve the highest recorded BREEAM, quite an achievement when you think that 250,000 buildings have been certified by this method worldwide up to this point.
Along with the judicious use of CHP there are lots of other energy saving features built into the design that helped it achieve such recognition, including regenerative motors in all the lifts pumping back into the system, extensively complex heating and lighting control systems, underground earth supply ducts that use subterranean concrete to heat and cool the building, and a thermal jacket around the façade of the building which retains heat. In addition Its computer systems recycle waste heat.
BAM frequently uses cogeneration in its buildings as and when it is deemed the most appropriate fit and Wheatley says getting that element right is essential.
“It all depends on the building design. Some clients are eager to go down the CHP route but don’t properly select the CHP unit to suit the design of the building. It needs to be at the heart of the design and you need to take into account for example that absorption chillers match physically to the CHP plant.”
“There is also a number crunching exercise involved; if you are running a building 80 or 90 percent of the time on fuel oil or gas, you may have to replace those engines every three to four years, and build that into the overall building running costs.”
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