기후부, 180℃ 초고온 히트펌프 국산화 추진

김성환 기후에너지환경부 장관/기후에너지환경부 제공

[투데이에너지 임자성 기자] 국가 온실가스 배출의 상당 부분을 차지하면서도 화석연료 의존도가 높아 탈탄소의 난제로 꼽히던 산업 공정열의 전기화 전환이 속도를 낸다. 화석연료 보일러를 대체해 180℃ 이상의 초고온 증기를 생산하는 대형 히트펌프의 핵심 원천기술을 국산화하고 보급 기반을 넓히기 위해 민관이 한자리에 뭉쳤다.

기후에너지환경부가 10월 29일 오전 서울 서초구 한강홍수통제소에서 산업계와 연구기관, 에너지 전문가들과 함께 ‘산업계 열에너지 탈탄소 전환을 위한 산업용 히트펌프 기술개발 및 활용 토론회’를 열었다.

이번 토론회는 글로벌 탄소중립 실현의 핵심 기술로 떠오른 산업용 히트펌프의 국내외 기술 추세를 점검하고, 국내 제조 현장 보급을 가속화하기 위한 정책 지원 방안을 모색하기 위해 마련됐다.

2024년 기준 산업부문은 국가 온실가스 배출량의 약 38%를 차지하고 있으며, 산업부문 전체 에너지 소비량 가운데 70% 이상이 열에너지 생산에 쓰이고 있다. 제품 제조 과정의 건조나 화학반응, 가공 공정에는 100℃ 이상의 고온 증기가 필수적으로 쓰여 화석연료 보일러를 산업용 히트펌프로 전환하는 공정 전기화가 시급한 과제로 꼽힌다.

공기열이나 수열 등 저온 열원에서 열을 흡수해 고온 열로 변환하는 히트펌프는 적은 전력으로 다량의 열을 공급하는 고효율 장치다. 특히 8~20kW 수준인 가정용과 달리 산업용은 메가와트(MW)급 대용량 설비로 구축돼 공정 폐열과 미활용 열원을 적극적으로 회수할 수 있다.

국제기구들의 전망도 밝다. 국제에너지기구(IEA)는 400℃ 이하 산업 공정열 탈탄소화에 히트펌프가 결정적인 역할을 맡을 것으로 내다봤으며, 국제재생에너지기구(IRENA)는 글로벌 산업용 히트펌프 보급 규모가 2050년 8000만대 수준까지 늘어날 것으로 전망했다.

현재 기후에너지환경부와 한국에너지기술평가원은 제지공장의 38℃ 안팎 폐열을 회수해 100℃ 이상의 고온수를 만들어내는 3.5MW급 대용량·대온도차 히트펌프 실증 연구를 지원하고 있다. 나아가 180℃ 이상 고온 증기를 뿜어내는 요소기술과 시스템 개발 등 기술 고도화 R&D도 집중 추진 중이다.

정부는 이날 현장에서 수렴한 LG전자, 센추리, 한화파워, 아진피앤피, 신성엔지니어링 등 산업계와 에너지기술평가원, 에너지경제연구원, 기계연구원 등 전문가들의 목소리를 반영해 산업용 히트펌프 R&D 로드맵을 보완할 계획이다. 이를 통해 산업단지 집단에너지와 산업공정의 온실가스 감축 경로를 정교화하고 열에너지 전환 정책을 구체화한다.

김성환 기후에너지환경부 장관은 “산업 부문의 탄소중립과 에너지 절감을 동시에 달성하려면 고온 히트펌프 기술 확보가 필수적”이라며 “원천기술 국산화를 위해 선제적으로 R&D 예산을 늘리고 히트펌프 제조 산업을 적극 육성하겠다”고 밝혔다.