낭비되는 지하 주차장 열 재활용법

아직 개발되거나 수집되지 않은 대규모 에너지원이 빌딩이나 도로 아래에 있다는 새로운 연구 결과가 나왔다.

지하 주차장에 주차된 자동차는 많은 열을 방출하면서 주차장 아래의 지하수를 데운다. 이렇게 낭비되는 에너지는 독일 베를린에서만 1만 4600채 이상의 가구에 난방을 공급할 수 있는 충분한 양이라는 내용의 연구 보고서가 토털환경과학(Science of the Total Environment) 저널에 실렸다고 과학자 그룹 포털 앤트로포신이 전했다. 

주차장에서 낭비되는 열을 활용하면 지하수를 식히는 데 도움이 돼 생물 다양성과 수질에 도움이 될 것이라는 지적이다. 지하수 온도가 높아지면 지하수에 서식하는 생물군에 위협이 되고, 식수에서 박테리아 성장을 증가시키는 것으로 나타났다. 이 연구는 마틴 루터 대학 할렌-비텐베르크(Martin Luther University Halle-Wittenberg)의 지구과학자인 맥시밀리안 노이든 교수팀이 주도했다. 

밀도가 높은 도시 지역은 아스팔트, 콘크리트 방수포와 같은 건축 자재가 열을 발생시키기 때문에 주변 농촌 지역보다 온도가 더 높다. 이른바 도시 열섬 효과다. 이는 세계가 점점 도시화됨에 따라 더욱 커진다. UN에 따르면 오늘날 세계 인구의 절반 이상이 도시 지역에 살고 있으며, 그 비율은 2050년까지 3분의 2까지 증가할 것으로 예상된다.

도시는 일반적으로 건물의 높이와 깊이를 늘리면서 증가하는 인구를 소화하며, 이로 인해 지하 주차장 수는 꾸준히 증가한다. 자동차 엔진의 폐열은 지하 부지를 따뜻하게 해주기 때문에 일반적으로 주변 지하 표면보다 온도가 몇도 더 높고, 이는 주변 지하 표면과 지하수의 열원이 된다. 

연구팀은 이러한 핫스팟이 도시 지하 온난화에 어떻게 영향을 미칠 수 있는지를 조사했다. 그들은 독일, 오스트리아, 스위스 전역의 31개 지하 주차장에 소형 온도 기록 장치를 설치했다. 1년 이상 동안 이 장치는 몇 시간 주기로 주변 공기와 지하수의 온도를 측정했다. 

그 결과 주차장은 일년 내내 지하수를 가열하는 것으로 나타났다. 교통량, 부지와 지하수와의 근접성, 주변 지하수 온도가 지하수의 가열 정도에 영향을 미쳤다. 노이든은 “공공 지하 주차장은 더 깊고 주차 시간이 짧기 때문에 민간 시설보다 지하수를 더 많이 가열하는 것으로 나타났다”고 말했다.

연구팀은 기록된 데이터와 공개된 기온 데이터를 사용하여 컴퓨터 모델링을 적용, 베를린 전역의 5040개 지하 주차장에 대한 분석을 진행했다. 계산 결과 주차장은 평균적으로 1년 동안 베를린의 모든 지하 부지에서 열원 역할을 하면서 652.6테라줄의 열 에너지를 지하수로 방출했다. 이 에너지는 독일 평균 1만 4660가구, 즉 2만 9639명의 난방 수요에 해당한다.

연구원들은 기존 환기 시스템에 열펌프를 통합하는 것이 지하 주차장에서 발생하는 폐열 에너지를 활용하는 방법이 될 수 있다고 강조했다.