2021년 3월 전 세계 136개 국가가 탄소중립을 선언하며 2030 국가온실가스감축목표(NDC)를 상향 조정했다. 우리나라는 2050 탄소중립 목표 달성이라는 목표를 향해 나아가고 있다. 에너지 소비의 증가는 온실가스 배출량을 높이는 주요인으로 작용한다. 그중에서도 화석연료를 사용하는 전력 생산은 전체 온실가스 배출량의 40%를 차지한다. 이에 소형원자력, 신재생에너지 등 화석연료를 대체하기 위한 연구가 이루어지고 있으며, 신축건축물에 대한 ZEB(Zero Energy Building) 인증제 등 ‘녹색건축물 조성 지원법’이 확대 적용되는 추세다. ㈜해동엔지니어링은 건축 부자재 역할과 전력생산을 동시에 할 수 있는 BIPV(Building Integrated Photovoltaics, 건물 일체형 태양광 발전) 시스템을 비롯한 에너지 기술로 주목받고 있다.

 

제로에너지빌딩의 핵심, 실용적이면서도 상용화 가능한 태양광에너지 활용 방안 ‘BIPV’

건축물의 ZEB(Zero Energy Building)를 실현하기 위해서는 다양한 분야의 기술이 어우러진 고도화된 기술력이 요구된다. 건축물의 외벽 및 창호의 단열성과 기밀성, 열교차단 등 건축물이 필요로 하는 냉난방 에너지 요구량을 최소화시키는 ▲패시브(Passive) 기술과 고효율설비, 고효율장비, 에너지관리시스템 등을 적용하여 건축물이 필요로 하는 에너지를 효율적으로 공급해주는 기능을 갖는 ▲액티브(Active) 기술, 태양광, 태양열, 연료전지 등 ▲신재생에너지 기술 등이 대표적이다. 우리나라는 2014년 ZEB 활성화 방안을 발표한 이후 꾸준히 관련 규제를 강화해왔으며, 2025년부터는 민간 30세대 이상 공동주택에 대한 제로에너지건축 5등급 수준의 규제가 적용될 방침이다.

BIPV는 기존의 태양광 사업이 가진 문제점을 보완하고, 실용적이면서도 상용화 가능한 태양광 사업을 구현하기 위한 대안으로 주목받는다. 태양광 모듈을 건축물에 설치하여 건축 부자재 역할과 전력생산을 동시에 수행하는 설비인 BIPV는 ZEB 구현을 위한 주효한 수단으로 활용된다. 특히 고신뢰성 열교차단기술 및 구조체결 기술을 접목함으로써 건축물의 마감재와 패시브 기능을 갖춘 건축자재로 관심을 모은다. 지붕 및 입면 등 건물 외부에 태양광을 결합하는 방식으로 제작되며, 건물의 외벽과 지붕, 커튼월 등 기존 태양광 설치가 어려웠던 건물 곳곳을 활용할 수 있다. 이런 특장점들로 인해 BIPV는 친환경적 방법으로 건축물의 에너지 효율을 증가시킬 수 있는 최적의 시스템이라 평가받는다.

㈜해동엔지니어링은 ▲신뢰성 및 내구성 ▲내화성 ▲고출력에 중점을 둔 BIPV 사업을 통해 건물 외장재의 수밀, 기밀, 내풍압 등 기능을 포함하는 태양광 발전시스템을 구축하는데 역량을 기울이고 있다. ‘패시브 BIPV 시스템’을 통한 건물에너지 자립 방안을 제시하는 것이 목표다. 이완형 대표는 전기 시공 경험을 기반으로 재생에너지 활성화에 기여하고자 BIPV 사업에 뛰어들었으며, 컬러 모듈 개발을 시작으로 BIPV 시스템 전반에 걸친 기술 개발을 통해 태양광 산업 발전에 기여하고 싶다고 전했다.

 

 

30여 년간 쌓아온 EPC 엔지니어링 역량 바탕 삼아 BIPV 전문기업으로 도약한다

1990년 설립한 ㈜해동엔지니어링은 고객사가 필요로 하는 전력수전, 송배전 설비의 설비공급과 시공에서 출발해 ▲자동화 부문 ▲태양광부문 ▲배터리부문 ▲비파괴검사 부문의 사업을 영위해왔다. POSCO를 비롯한 국내 고객사의 각종 전력설비 및 산업설비의 신·증설에 참여해왔으며, KEPCO의 변전 전문협력업체로 힘을 보태왔다. 또한, 이들은 글로벌 기술기업인 ABB사의 오랜 파트너사로서 형상제어 시스템, DTC 드라이브, 정밀제어시스템, 장력측정장치 등의 엔지니어링에서부터 설치, 시공까지 전담하고 있다. 이를 기반으로, 20여 년간 ABB사의 엔지니어링 실적을 쌓으며 안정적인 비즈니스 관계를 이어가는 중이다.

포스코의 계열사에서 제철전기컨트롤 분야를 담당하던 이완형 대표는 엔지니어링 사업을 펼치겠다는 일념으로 창업에 도전했다고 설명했다. 이후 34년간 전기설비 시공 등 EPC(설계·조달·시공) 엔지니어링 분야의 전문성을 축적해왔다.

2020년부터는 포항산업과학연구원(RIST)과 협업체계를 구축하고 산업통산자원부의 ‘아파트 입면을 활용한 건물형 태양광 모듈 개발 및 실증’ 과제를 수행하며 신재생에너지 사업 분야의 업력을 쌓았다. 2021년에는 20MW급 컬러 태양광 모듈 공장을 완공하며 경쟁력을 한층 키웠으며, 경상북도 혁신에너지 기술사업화 지원사업, 포항 강소연구개발특구 지역 특성화 육성사업 등을 맡으며 연구 역량을 강화했다. 지난해 2월에는 ‘KS C 8577 건물일체형 태양광 모듈 인증’, ‘KS C 8567 태양광 발전용 접속함 인증’을 획득하며 경쟁력을 또 한 번 입증했다. 향후 연 생산량을 200MW급으로 확장하는 것이 목표다.

최근에는 BIPV 전문기업으로 도약하고 있다. 해동엔지니어링의 BIPV 모듈은 발전효율을 확보하면서도 다양한 색상의 구현이 가능한 특화 기술을 적용한 것이 강점이다. 해동엔지니어링은 BIPV용 Color Module, 벽체형 BIPV 시스템, 지붕형 BIPV 시스템 등 ZEB 구현을 위한 다양한 포트폴리오를 구축하고, 대한민국의 에너지자립률 향상 및 탄소중립 실현에 무게를 싣는 모습이다. 신재생에너지(건물형 태양광)와 관련한 연구, 설계, 생산, 시공, 관리 등 전반적인 사업에 참여하는 것은 물론 친환경적인 기술개발을 통해 ZEB를 구현할 수 있는 최적의 시스템 구축에 초점을 맞추고 있다.

“항상 새로운 기술, 실용적 기술에 관심을 기울여왔습니다. 신기술, 신제품을 선도적으로 개발해 시장에 선보일 수 있었던 힘이죠. 항상 남들이 하지 않는 분야를 고민하며 빠르게 발전해가는 기술 트렌드에 뒤처지지 않고자 노력했던 것이 앞선 기술을 선보이는 결과로 이어졌습니다.”

 

 

폭넓은 포트폴리오로 BIPV 둘러싼 다양한 수요 대응

건축자재기능과 전력생산기능을 동시에 충족해야 하는 BIPV는 다양한 색상으로 제작이 가능해야 하며, 고층빌딩 등 도심에의 설치수요를 반영할 수 있어야 한다. 유휴 부지가 적은 공간을 활용할 수 있어야 경쟁력을 갖출 수 있는 셈이다. 이러한 요구를 충족하는 것이 바로 BIPV용 Color Module(SHINE&DIVE)이다. 건축 외장재 성능을 만족하는 건물 일체형 태양광 모듈로써 건축설계 시 외장재의 심미성을 구현해야 한다는 건축적인 요구사항에 대응한다. 내부 태양전지 은폐 및 발색이 가능한 컬러 전면유리를 적용하여 다양한 색상·채도를 구현하는 동시에 발전효율을 증대시킨 것이다. 나아가 다양한 건물 형태에 따라 적용 가능한 맞춤형 BIPV용 Color Module을 생산하며 높은 만족도를 자아내는 것은 물론 KS C 8577 인증과 포항산업과학연구원에서 제공하는 256컬러 및 3D 프린팅을 활용한 컬러 유리 기술을 접목해 그림, 사진 등이 적용된 입체형 Color Module을 생산하는 등 선택의 폭을 넓혔다. 디자인 설계 및 컨설팅을 거쳐 생산된 모듈의 설치·시공은 물론 맞춤형 Q&M 솔루션, 안정적인 운영관리와 유지보수 등 원스탑 솔루션을 제시하며 신뢰를 쌓고 있다.

벽체형 BIPV 시스템에는 KS C 8577 인증을 획득한 모듈이 기본 적용되었으며, 화재확산 방지를 위한 내화자재 및 화염 차단 기술을 개발하는 등 건축자재 품질인증에 초점을 맞추고 있다. 시스템 내부에는 그리드 배수 구조를 적용하여 완벽한 방수를 실현했으며, 결로 침투 방지 기술을 적용하는 등 배수·방수 시스템 구축에 만전을 기했다. 만일의 재난에 대한 대비도 철저하다. 건축적인 요소인 내진 및 층간 변위에 대응하는 구조시스템 구성과 4면 직결체결구조를 적용함으로써 내풍압 기능을 90m/s 이상 강화한 것이다. 이는 어떠한 외부 압력에도 견딜 수 있는 안전한 구조 강성 시스템 구축으로 이어진다. 이처럼 외벽면 시공의 안정성을 극대화한 벽체형 BIPV 시스템은 공동주택, 업무시설, 상업용 시설, 관공서, 학교 등에 널리 적용되고 있다.

지붕형 BIPV 시스템은 대표적인 패시브 BIPV 시스템이다. 지붕 상하구조 연결부에 T형상의 스프링 구조를 적용하여 내진성능을 확보하는데 중점을 뒀다. 또한, 이상기후에 따른 폭풍, 폭설, 폭염, 폭우 등에 대응할 수 있으며, 건물에너지자립에도 기여한다. 금속과 특수플라스틱의 연결구조를 형성시켜 양방향 체결방식으로 구조성능을 향상한 것이 특징이다. 시스템 내부에는 단열재 상하부간 이격을 막아주는 클립구조를 갖는 연결부재를 사용하여 화염차단기능(화재 지연)을 적용했으며, 열교차단을 위해 유리섬유 강화 복합소재를 적용하여 강판 대비 200배 이상의 열저항을 갖추었다. 이는 건축물의 단열성능을 향상시키고, 에너지 절감을 돕는다. 또한, 외부에는 Module의 4면을 직접 체결하여 높은 구조성능을 확보(내풍압 90m/s)했으며, 내식성 알루미늄 소재를 사용하여 완벽한 배수 및 방수가 될 수 있도록 2025년 우수조달제품 등록을 위하여 개발을 한창 진행 중이다.

 

더 나은 내일을 향한 도전과 성장, ‘그린 에너지 기업’을 향한 도전

“지구 온난화의 여파를 피부로 느낄 정도로 심각해지고 있습니다. 길어지는 장마와 여름철, 겨울 장마 등 체감할 수 있는 변화가 이어지고 있죠. 해동엔지니어링의 사업이 탄소중립에 기여할 수 있다는 점에서 보람을 느끼곤 합니다. 앞으로도 후손들을 위한 의미 있는 행보에 동참하겠습니다.”

이완형 대표는 새로운 도전을 두려워하지 않고 실패를 할지라도 과감하게 시도할 수 있는 인재를 강조했다. 여기에 기존의 것을 개선할 수 있는 방안을 고민하고, 구현해가는 창의적인 인재상을 더했다. 이 대표는 10번의 시도 중 9번을 실패하더라도 한 번을 성공한다면 충분한 성취를 이룰 수 있다며, ㈜해동엔지니어링 또한 수많은 도전과 실패의 역사를 써왔다고 말했다. 이렇다 할 실적도, 경험도 없이 출발했던 해동엔지니어링은 엔지니어링이라는 개념조차 생소하던 시절 EPC(설계·조달·시공)이라는 비즈니스 모델을 내걸고 설계부터 수주, 시공을 도맡았다. 남들과 똑같이 해서는 결코 경쟁에서 이길 수 없기에 차별화를 이루기 위해 택했던 전략이었다. 이 대표는 차별점 없이는 결코 살아남을 수 없다는 위기의식을 강조했다.

“기업의 존재가치는 생존에 있습니다. 주식회사로서 반드시 살아남아서 이익을 창출하고, 그 이익으로 기업 구성원들의 삶을 꾸릴 수 있는 터전을 만들고 주주에게는 배당을 지급해야죠. 30년간 새겨온 철칙입니다. 도전과 창의, 고객감동, 이익창출이라는 사훈 아래 미래를 위한 도전과 성장을 이어가겠습니다.”

해동엔지니어링이 지금까지 올 수 있었던 원동력에는 지역의 지속적인 지원도 있었다. 포항시는 2019년 전국 최초로 ‘차세대 배터리 리사이클링 규제자유특구’에 지정되면서 에코프로, 포스코퓨처엠 등 선도기업을 중심으로 14조 원 규모 투자를 유치해 국내 대표 이차전지 도시로 도약하고 있다. 이에 2023년 배터리 특화단지 선정에 앞서 2차전지 산업육성을 위해 해동엔지니어링을 2020년 차세대 배터리 리사이클 규제자유특구 사업자로 선정했다. 이 대표는 포항시의 적극적인 투자유치 및 행정지원이 있었기에 기회를 잡고 성장할 수 있었으며 그 노력의 결실을 함께 이루기 위해 최선을 다하고 있다고 전했다. 또한, 해동엔지니어링은 자체 연구소를 설립, 재활용 충·방전기를 개발하여 다수의 ESS 리콜배터리 방전 및 해체 이력을 보유하고 같은 지역 내 포항산업과학연구원(RIST) 및 포스텍과 R&D 개발에 집중하고 있다. 이를 기반으로 사용후 이차전지 재활용 및 재사용 업체들의 엔지니어링 및 컨설팅 사업을 진행하며 포항 내 신재생에너지 발전 전문기업으로 성장해나간다는 청사진이다. 태양광과 배터리, ESS를 아우르는 친환경 그린에너지 사업을 토대로 녹색 미래를 열어가는 그린에너지 기업 해동엔지니어링의 내일을 기대해본다.