도시 탄소중립 에너지원을 공급 가능성

함부르크 엘브인젤 빌헬름스부르크 (Elbinseln Wilhelmsburg)의 베델과 함부어거 비넨항구(Veddel und Harburger Binnenhafen)에서 사용하는 전체에너지의 95%를 탄소배출량 0%로 공급할 계획을 하고 있다. 이를 통해 이 지역의 브랜드 가치를 높이고 삶의 질을 향상시키는 효과를 예상한다.

에너지아틀라스는 고밀도 복합도시를 지향한다. 개발되는 토지는 가능한 확대하지 않고 원지반을 유지하게 한다. 절약적인 토지이용과 향상된 에너지 신축건물은 많은 녹지와 도시환기와 함께 도시 미기후 향상에 기여한다. 동시에 태양광과 태양열을 설치할 수 있는 지붕과 입면의 사용을 통해 에너지 생산의 가능성을 활용한다.

탄소중립 도시 엘브인젤의 목표는 에너지공급을 전적으로 신재생에너지로 전환하는 것이다. 다시 말해 도시의 태양에너지, 풍력에너지, 지열에너지, 바이오매쓰, 바이오가스(특히 폐목재, 바이오쓰레기, 폐수를 이용한 가스), 산업 폐열을 사용하는 것이다. 무엇보다도 이런 프로세스를 지속가능하게 형성하기 위해 지역자원을 활용하고 가능한 적은 에너지를 효과적으로 사용하는 것이다. 이와 더불어 이 지역의 고밀도 지역은 효과적으로 재생되는 난방네트워크의 신설로 비교적 짧은 시간에 이산화탄소 배출을 크게 감소시킬 수 있는 장점을 갖고 있다. 이 지역과 연관된 지역 난방네트워크 장치는 개별건물의 에너지 공급과 비교해 효과적인 열병합발전을 가능하게 한다. 그리고 동시에 전력요구량의 대부분을 생산한다. IBA의 획기적인 시나리오에는 2050년까지 전력생산의 30%를 태양광에너지로 충당할 내용을 담고 있다. 나머지 대부분의 전기는 풍력에너지가 맡을 것이다.

에너지아틀라스의 시나리오

기후보호컨셉의 과제는 단계적으로 신재생에너지의 비율을 높이는데 있다. 그래서 화석과 원자력 에너지 도시로부터 지속가능하고 재생 가능한 도시로 완전히 전환하는 것이다. 에너지아틀라스는 동시에 건물의 개보수와 재사용의 중요성과 가능성을 보여주고 있다.

전략적으로 에너지아틀라스에서 공간적인 에너지 접근을 기초로 한다. 이로써 전체 지구를 다양한 도시공간형식으로 나누게 된다. 모든 공간과 관련된 IBA지역 정보의 세밀한 분석을 통해 20개 이상의 다양한 도시공간형식을 정의했다. 1840년 전에 생성된 전기산업사회 구 도시로부터 1970년 고밀도주거지역을 거쳐 오늘날 패시브등급의 주거단지에 이르기까지 각 유형의 특별한 토지이용밀도와 난방과 전력요구량의 특성 등을 일정한 기준을 통해 분류하였다.

목표연도인 2050년까지 전체 도시는 신재생에너지를 통해 공급되어야하고 이산화탄소 배출량을 발생시키지 말아야한다. 에너지아트라스에서 시간대 계획으로 IBA 시작년도 2007년, IBA 준공년도 2013년과 2020년 3단계로 나눈다. 여기에는 각각 기존시나리오와 우수시나리오로 나누어진다. 기존시나리오에는 (IBA 함부르크의 고려 없이) 국가적인 에너지절약과 과학기술 발전정도를 통해 일정한 향상이 가정되어있다. 우수시나리오에는 에너지적인 뛰어난 프로젝트와 기후보호컨셉이 기본으로 되어있다. 여기에는 신재생에너지 생산과 에너지적인 개보수로 기존시나리오보다 더 빠르고 효과적으로 추진할 수 있다.

함부르크 무어부르크(Moorburg)에 건설 중인 새로운 화력발전소 때문에 에너지아틀라스에서 두 가지 기존시나리오로 나누게 되었다. 기존시나리오 1은 화력발전소의 난방 네트워크를 대상지에 연결하지 않고 발전시키는 것이다. 이와 반대로 기존시나리오 2는 새로운 화력발전소의 난방에너지 공급을 신재생에너지공급과 함께 포합시키는 것이다. 연구의 결과는 화력발전소에서 생산한 난방을 사용하는 것은 탄소중립도시로의 진행을 방해하는 것으로 밝혀졌다.

기존시나리오는 우수시나리오와 비교하는 척도로써 역할을 한다. 우수시나리오는 빌헬름부르크에 적합한 전략을 보여준다. IBA 대상지를 혁신적이고 미래지향적인 기술과 공간적인 전략의 통합적인 도입으로 화석에너지 의존으로부터 독립하게 만든다. IBA의 개별 프로젝트를 보자면 개보수 개선안, 신축건물과 파일럿프로젝트(에너지벙커, 에너지마운틴)가 중요한 추진체 역할을 하게 된다.

미래지향적인 방향

우수시나리오에서 기후보호컨셉으로부터 수행되는 프로젝트와 같이 IBA 함부르크의 프로젝트를 통해 모든 긍정적인 효과를 고려한 에너지잠재력을 주목할 수 있다. 지붕과 입면위에서 에너지생산, 히트펌프로 더 빠르고 강하게 추진된다. 여기에 더하여 신축과 개보수를 통해 구체적인 IBA 프로젝트와 이와 연계된 추후프로젝트와 같이 개별건물에서 개보수율을 높인다.

이를 통해 2025년에 이미 전체 난방요구량의 절반을 신재생에너지로 충당하게 된다. 여기에 결정적인 부문은 신재생적인 난방네트워크를 통해 기존건물에 빠르고 대규모적인 공급을 갖는다. 비록 IBA 프로젝트 과정에서 인구증가가 55,000에서 73,000으로 상승되지만 2050년 85%의 난방에너지요구량을 신재생에너지원으로부터 얻는다. 전력부문에서 전기요구량은 우수시나리오에서 이미 2025년 100% 신재생에너지원으로부터 충당하게 된다. 이 시기부터 잉여전기는 난방부문에 에너지를 신재생에너지로부터 공급하기 위해 특별히 전기자동차나 산업분야의 대기열과 같은 곳에 사용하게 된다.

무탄소의 가능성

우수시나리오에서 효율적인 대책과 화석, 원자력 에너지를 대신한 신재생에너지의 도입은 이산화탄소 배출량의 대폭적인 감소를 이끈다. 이미 IBA 프로젝트가 준공되는 시기 2013년에 기존시나리오 경우보다 50% 이상의 탄소배출량을 절감하게 된다. 2050년 전망목표년도에 우수시나리오에서 탄소배출량은 2007년 탄소배출량의 5% 정도를 기록하게 된다. IBA 대상지는 주목할 만한 에너지부문(가정, 제조업, 상업, 서비스)과 관련하여 거의 탄소중립을 유지하게 된다. 여기에 반하여 기존시나리오라면 2050년 탄소배출량은 2007년 대비 60%의 절감을 이루지만 여전히 기후에 오염을 일으키는 탄소를 배출한다.

이와 같은 급진적인 탄소중립목표는 단지 지역주민들의 관심만으로 되는 것이 아니라 연구소, 지역 산업체, 세입자와 건물주 연합을 통해 행동으로 이루어질 때 비로서 이루어진다.

미래의 지속가능한 투자

경제적인 관점에서 보면 기후보호전략의 적용은 미래를 위한 필수적인 투자가 요구된다. 기존시나리오와 우수시나리오를 비교하면 결과적인 효과는 투자비용과 비교해 상대적으로 작은 차이를 보인다.

탄소중립도시로의 IBA 대상지의 발전은 지역경제와 일자리창출, 교육에 큰 파급효과가 있다. 기존시나리오에서 2050년까지 에너지기술분야의 서비스와 기업분야에 50에서 60개의 일자리 창출이 가능하다는 전망이 있다. 이에 비해 우수시나리오에 의하면 약 230개의 일자리 창출이 가능하여 기존시나리오보다 4배나 효과적이다.

우수시나리오에서 발전된 전략은 단일 도시공간에 국한되어있다. IBA 프로젝트와 후속 프로젝트을 비롯하여 개별식 에너지생산, 개보수대책, 효율적 에너지운영이 요구된다. IBA 프로젝트는 자립적인 에너지공급, 탄소중립, 차세대도시로써 입지를 강화해 갈 것이다.

▣ 원문제목 : Energieatlas-Zukunftkonzept Erneuerbares Wilhelmsburg