산업현장 폐열을 에너지로···고온 히트펌프 개발 확대

[에너지신문] 산업현장에서 버려지는 폐열을 공정에 필요한 고온 열에너지로 활용하기 위한 기술개발이 확대된다.

정부는 산업용 히트펌프의 고온화·대용량화 기술개발을 강화하고, 화석연료 중심의 산업공정 열에너지 공급체계를 전기화하기 위한 지원방안도 구체화할 계획이다.

기후에너지환경부는 29일 서울 서초구 한강홍수통제소에서 산업계와 연구기관, 에너지 전문가들이 참석하는 ‘산업계 열에너지 탈탄소 전환을 위한 산업용 히트펌프 기술개발 및 활용 토론회’를 개최한다고 밝혔다.

▲정부가 산업현장에서 버려지는 폐열을 공정에 필요한 고온 열에너지로 활용하기 위한 기술개발 확대 방안을 모색한다. 사진은 AI 생성 이미지.

이번 토론회는 산업용 히트펌프의 국내외 기술개발 동향을 공유하고, 산업 현장 보급 확대와 정책적 지원방안을 논의하기 위해 마련했다.

산업용 히트펌프는 산업공정에서 발생하는 폐열이나 활용하지 않는 열원을 회수해 고온의 열에너지를 생산하는 장치다. 적은 전기에너지로 더 많은 열에너지를 공급할 수 있어 화석연료 보일러를 대체할 기술로 주목받고 있다.

일반 가정의 냉난방에 사용하는 히트펌프가 8~20kW 수준인 반면, 산업용은 MW급 대용량 설비로 건조와 화학반응, 가공 등 제조공정에 필요한 고온수와 증기를 생산하는 데 활용한다.

산업부문의 온실가스 배출 비중이 높은 만큼 열에너지 전환의 필요성도 커지고 있다. 2024년 기준 국내 온실가스 배출량의 약 38%를 산업부문이 차지했으며, 산업부문 에너지 소비량의 70% 이상을 열에너지 생산에 사용했다.

국제에너지기구(IEA)는 400℃ 이하 산업 공정열의 탈탄소화 과정에서 히트펌프가 핵심적인 역할을 할 것으로 전망했다. 국제재생에너지기구(IRENA)도 산업용 히트펌프 보급 규모가 2050년 8000만대 수준으로 성장할 것으로 내다봤다.

정부는 산업용 히트펌프의 활용 범위를 넓히기 위한 고온화·대용량화 기술개발을 추진하고 있다.

기후에너지환경부와 한국에너지기술평가원은 제지산업에서 발생하는 약 38℃의 폐열을 활용해 100℃ 이상의 고온수를 생산하는 3.5MW급 대용량·대온도차 히트펌프 핵심기술 개발과 실증을 지원하고 있다.

이와 함께 180℃ 이상의 고온 증기를 생산하는 산업용 히트펌프 요소기술과 시스템 개발에도 집중하고 있다. 산업공정에 필요한 고온의 열에너지를 공급할 수 있도록 관련 기술을 고도화한다는 계획이다.

기후에너지환경부는 이번 토론회에서 제시한 산업계와 전문가들의 의견을 반영해 산업용 히트펌프 연구개발(R&D) 로드맵을 보완할 예정이다.

아울러 산업단지 집단에너지와 산업공정의 탄소 감축 경로를 구체화하고, 열에너지 전환을 촉진하기 위한 지원방안도 마련할 방침이다.

김성환 기후에너지환경부 장관은 “산업 부문의 탄소중립과 에너지 절감을 동시에 달성하기 위해서는 고온 히트펌프의 기술개발이 필수적”이라며 “원천기술 국산화를 위해 선제적 연구개발 예산을 확대하고 히트펌프 제조산업을 적극 육성해 나가겠다”고 밝혔다.