하르야발타 난방 : 핀란드인들의 난방에 활용된 회수열

 핀란드 서부에 있는 도시 하르야발타(Harjavalta)의 주민들은 몸을 따뜻하게 유지하는 데 도움을 준 지역내 황산 공장에 감사를 표했습니다. 스웨덴 금속 회사 볼리덴(Boliden)이 소유한 이 공장은 황산을 생산할 때 발생하는 많은 양의 열을 회수하여 그 일부를 하르야발타의 지역 난방 네트워크로 전달하고, 나머지는 구리와 니켈 가공 시설을 포함한 현장의 다른 공장에서 사용하고 있습니다.

지속가능한 비용 절감으로 지역사회에 혜택 제공

이 20MW의 총 회수 열을 석유(배럴당 70달러)로 생산할 경우, 보일러 효율과 연소열의 일반적인 값과 연간 350일을 가동한다고 가정할 때 연간 비용은 약 950만 달러이고 약 40,000톤의 CO2가 배출되었을 것입니다. 이 추정값을 단순화해서 현재 속도로 계산하면, 회수된 열 1MW당 연간 CO₂ 배출량은 약 2,000톤 감소하고 연료 비용은 50만 달러를 절감할 수 있습니다.

에너지를 판매하는 것은 우리가 이익을 얻을 수 있는 한 방법이고 이를 통해 지역사회도 이익을 얻을 수 있습니다. 그들은 연료를 태우거나 지역 난방 시설을 위한 새로운 장비에 투자할 필요가 없습니다. 대신 그들은 우리에게서 에너지를 구입할 수 있습니다.”  

Jyrki Makkonen, production manager, Boliden Harjavalta Oy

금속 회수를 위한 선도적이고 대중적인 Flash Smelting

 하르야발타(Harjavalta)는 광물 가공 산업의 역사적인 랜드마크로, 바다에서 약 50km 떨어진 핀란드 남서쪽 해안에 위치한 인구 8,000명 정도의 마을입니다. 1949년에 금속 회수를 위한 플래시 제련 공정이 개발된 곳으로, 처음에는 구리 광석을, 그다음에는 니켈과 납을 위한 공정이 개발됐습니다.

"플래시 제련의 장점은 광석에서 광물을 분리하기 위해 정광 자체에 포함된 에너지를 사용한다는 것입니다."라고 Makkonen은 말합니다. 건조되고 분말화된 광석은 산소와 혼합되면 발화하여 금속이 녹아서 바닥으로 떨어지게 됩니다. "외부 에너지를 사용하는 대신 정광에서 얻은 황과 철을 태우고 있습니다.” 

 이 기술의 인기가 높아졌으며 오늘날 세계에서 가장 널리 사용되는 구리 정광 제련 방법 중 하나라고 Makkonen은 말합니다.

 플래시 제련은 오염된 이산화황(SO²) 을 배출하기 때문에 광물 처리 공장은 유독 가스를 유용한 것으로 바꾸기 위해 근처에 황산 공장을 건설하는 것이 일반적입니다. 브리태니커 백과사전에 따르면 황산은 실제로 “모든 화학 물질 중에서 가장 중요한 것 중 하나”입니다.

성가심에서 돈과 기후를 구하는 영웅으로

 지난 수십 년간 열 회수 기술이 발전하면서, 뜨거운 물을 바다나 강에 직접 방출해서 지역과 환경에 자극을 주는 존재에서 돈과 기후를 구하는 영웅으로, 유황을 태우는 산성 공장에 대한 인식을 변화시킨 곳이 바로 이곳입니다.

 “황산을 만들 때 많은 열이 발생합니다. 어떻게든 그 열을 제거해야 해요.”라고 Makkonen은 말합니다.

 이 중 일부는 고압 증기를 만드는 데 사용되며, 이 증기는 전기 에너지를 생성하거나 현장에서 다른 목적으로 사용할 수 있습니다. 나머지는 뜨거운 물의 형태로 제거됩니다. 볼리덴 하르야발는 1995년까지 인근 Kokemäenjoki 강으로 이 뜨거운 물을 직접 방류하여 강을 가열하고 해양 환경을 변화시켰습니다. 그러나 그후에 공장의 냉각 시스템을 재구성하여 폐루프 냉각 회로에 판형 열교환기를 포함시켰다고 Makkonen은 말합니다.

고정관념에서 벗어난 지역난방

 탈염수 회로는 알파라발 판형 열교환기의 지역 난방수를 섭씨 60~90도까지 가열합니다. 지역난방 회로의 온도는 황산 공장의 다른 장비를 통해 섭씨 115도까지 올릴 수 있습니다. 볼리덴 하르야발타는 북유럽 지역에서 최대 규모인 황산 공장으로 연간 약 600,000톤의 황산을 생산합니다.

 폐루프 회로는 해당 지역에 있는 볼리덴의 니켈 및 구리 생산 공장을 난방하기 위해 10MW를 회수하고 도시 지역 난방 네트워크를 위해서 추가로 10MW를 회수합니다.

 Makkonen은 “좋은 부산물입니다.”라고 말합니다. “어떻게든 에너지를 없애야 하는데, 그 대가로 돈을 받을 수 있다면 더 좋습니다. 게다가 환경 및 배출 관점에서도 더 현명합니다.”

 겨울에는 볼리덴 하르야발타가 하르야발타 의 지역 난방 네트워크가 필요로 하는 열의 약 3분의 2를 공급하고, 온화한 여름철에는 도시의 생활용수에 필요한 모든 열을 공급합니다.

 Makkonen은 “간단합니다.”라고 말합니다. “당신이 가진 에너지를 뜨거운 물로 바꾸세요. 이 뜨거운 물을 사용하는 것은 간단한 일입니다. 까다로운 부분은 난방해야 할 것이 무엇인지 고객과 함께 파악하는 것입니다. 아파트, 주택, 온실, 수영장 등 무엇이든 가능합니다. '틀에서 벗어나' 생각의 범위를 넓히세요. 난방할 필요가 있는 것은 무엇이든 그렇게 하면 됩니다.”