한양대학교 ERICA는 산업용 히트펌프 종합시스템의 COP성능시험 및 안전운전 표준제정에 참여 중이다. 특히 MVR(Mechanical Vapor Recompression) 증기재압축기 성능, 시스템 단체표준, KS, ISO 표준화 관련 연구 등을 추진하고 있다. 표준화 연구 활동을 통해 기술 실용화와 확산을 촉진하고 있는 임병직 한양대 ERICA 산학협력단 교수를 만나봤다. ❙ 칠벤타 참관배경은 산업용 고온스팀히트펌프기술의 국제적 표준화와 시장확장 방안을 모색하고자 참관했다. 칠벤타 참관을 통해 해외기술 특징과 개발방향, 인증기관 및 절차 등을 파악해 표준에 반영함으로써 국내기술의 우수성을 입증하고 글로벌시장에서 입지를 강화할 계획이다. ❙ 주목할 만한 히트펌프 제품은 여러 산업용 히트펌프 제조사가 최신기술을 선보였다. 주로 에너지효율, 지속가능성, 자연냉매(CO₂, R290, NH₃ 등)를 사용하는 점이 주목을 끌었다. Heaten은 화석연료기반 열원을 대체해 탈탄소화를 지원하는 산업용 고온히트펌프를 출품했다. HeatBooster VHTHP는 초고온히트펌프(very high temperature heat pump)로 일반적인 히트펌프보다 훨씬 높은 온도
태화인더스트리는 1988년에 설립된 냉동 및 열회수솔루션 전문기업이다. 태화인더스트리 F&B 사업부문장으로서 주력사업인 암모니아 히트펌프팀을 이끌고 있는 박용길 상무를 만나봤다. 박 상무는 자연냉매를 이용한 산업용 히트펌프 트렌드와 기술 완성도 및 실 설치 운영현장 견학을 통해 히트펌프의 시장접근성 및 수요분석조사를 위해 칠벤타를 참관했다. ■ 전반적인 전시회 분위기를 설명한다면 세계 최대 전시회 명성에 걸맞은 규모와 3만3,000여명이 넘는 참관인, 선진기술 적용제품으로 그야말로 인산인해를 이루고 있어서 한국인으로서는 부러움 그 자체였다. ■ 태화의 주력제품군과 칠벤타 출품 제품간 수준을 평가한다면 이번 칠벤타의 전시품 대다수는 F-Gas규제에 따른 Low GWP냉매를 활용한 칠러 & 히트펌프, CO₂ & NH₃ 등 자연냉매를 활용한 냉동기와 히트펌프가 대부분 출품돼 부인할 수 없는 시장흐름이라고 볼 수 있었다. 지난 9월 열린 HARFKO전시회에 출품했던 CO₂ Trans critical 냉동기 및 NH₃ 히트펌프와 맥락과 같이 한다고 볼 수 있다. 다만 유럽 및 선진국에서 이미 십수년 전에 시작한 이 기술은 상당히 안정화됐으며 현재
한국에너지기기산업진흥회는 에너지기기 제조기업의 공동이익 증진과 발전을 위해 설립된 사업자단체다. △에너지기기산업 발전기반 조성 △기반강화를 위한 연계사업 및 시험검사 △국내·외 표준개발 및 연구 △수출경쟁력 향상을 위한 해외인증업무 등 다양한 사업을 수행하며 정부, 산업계, 학계 및 연구기관과의 긴밀한 협력을 통해 에너지효율 향상 및 환경보호를 위한 혁신적인 기술과 정책을 개발하고 보급하는 데 기여하고 있다. 권순만 에너지기기산업진흥회 부회장을 만나 칠벤타 냉동공조 트렌드에 대해 들었다. ❙ 칠벤타에서 느낀 글로벌 트렌드는 탄소중립 실현을 위한 냉난방 제품과 시스템 개발, 시장선점·확대를 위한 업계의 치열한 경쟁이 이미 오래전부터 전개되고 있었다는 것을 새삼 깨달았다. 히트펌프는 주거용 냉난방시스템을 넘어 산업응용분야로 확장되고 있으며 특히 공정 열공급, 산업용 건조, 냉난방 및 온수공급 등 다양한 응용분야에서 기존 보일러시스템을 대체하는 고온히트펌프제품이 도입되고 있음을 확인했다. 또한 환경규제가 강화됨에 따라 기존의 합성냉매 대신 온실가스 배출이 적고 GWP(지구온난화지수)가 낮은 CO₂(R744), R290(프로판), 암모니아 등 자연냉매를 사용하는 히
IEA(International Energy Agency), 국제재생에너지기구(IRENA) 등 주요 국제기구 및 주요국들은 건물부문 온실가스 감축 핵심수단으로 건축물 에너지효율 향상과 함께 난방용 에너지원 대체를 제시하고 있다. 유럽의 경우 현재 가정에서 최종 에너지소비의 약 80%가 난방에 사용되며 70% 이상이 여전히 화석연료(대부분 천연가스)에 기반하고 있다. 유럽 내 건물 냉난방에 따른 온실가스 배출량은 12%를 차지한다. 유럽은 히트펌프 보급확대 및 지역난방 탈탄소를 중심으로 난방 탄소중립 전략을 수립하고 있다. 유럽은 기후위기 대응과 함께 러시아-우크라이나 전쟁 이후 에너지수입을 감소하기 위해 연간 히트펌프 판매량을 2배로 늘리는 REPowerEU 목표를 수립했다. 2026년까지 약 2,000만대, 2030년까지 약 6,000만대 히트펌프 설치가 목표다. 지역난방에서는 연도별 재생에너지 및 폐열 사용 비중을 규정해 단계적 탈탄소 계획을 수립했다. 2030년부터는 신규 지역난방 설비에서 화석연료 사용이 금지되며 기존 천연가스 기반 지역난방에도 지원이 폐지된다. 또한 25MW 이상 규모 지역난방을 ETS 대상으로 포함시켜 탄소 패널티를 부과할 계획이다
최준영 한국산업기술시험원(KTL) 박사는 33년간 기계설비분야에서 냉동공조기기에 대한 기술개발 및 성능시험, 분석을 수행했으며 현재 수석연구원으로 근무하고 있다. 국내적으로는 히트펌프 시스템을 포함한 가전기기 및 냉동공조 장비의 에너지효율 기준 개발 및 라벨링에 깊이 관여했으며 기계설비산업의 분석·예측 및 성능 인증에도 많은 연구를 수행했다. 25년 이상 대한설비공학회, 기계학회, 미국 ASHRAE 등의 학회에 깊이 참여해 왔으며 2024년부터 대한설비공학회 회장을 역임하고 있다. 최근에는 ISO TC86 SC6 WG12(히트펌프 보일러)의 새로운 의장을 맡고 있다. 히트펌프산업 활성화를 위해 산업부 사단법인 인가를 받은 히트펌프얼라이언스 기획운영위원장으로 활동하고 있는 최준영 박사를 만나 가정용 난방 탈탄소 방향에 대해 들었다. ■ 글로벌 가정용 난방 및 급탕분야 탄소중립 전환 현황은 난방은 건물과 산업부문에서 전 세계 에너지수요의 중요한 섹터이며 특히 추운 기후에서는 가정용 에너지소비의 핵심설비다. 그러나 최근 러시아-우크라이나 전쟁으로 높은 가스가격과 이에 대한 정부정책으로 열에너지 전기화에 대한 비즈니스사례가 더욱 뚜렷해지고 있다. 이미 유럽에서는 화
건물부문 온실가스 감축 핵심수단으로 건축물 에너지효율 향상과 함께 난방용 에너지원 대체를 제시하고 있다. 국내 난방에너지원이 대다수를 차지하는 화석연료 기반 보일러를 대체하는 것이 급선무다. 이에 따라 한전은 가스보일러를 대체할 히트펌프 적용 방안에 대해 연구하고 있다. 한전은 그동안 히트펌프 자체 개발보다는 가정용 히트펌프 성능기준을 정립해 사용편의성을 증대하는 연구를 수행해 왔으며 최근에는 공기열 히트펌프 적용 방안을 연구하고 있다. 심은보 한전 전력연구원 원장을 만나 한전의 가정용 탈탄소화 방안에 대해 들어봤다. ■ 우리나라 가정용 난방 및 급탕분야 시장동향을 평가한다면 우리나라는 전통적으로 바닥난방을 선호하고 있고 보일러도 이에 맞춰 사용되고 있다. 바닥난방의 경우 온수가 매설된 배관을 통해 난방수를 공급하고 그 복사열을 이용하기 때문에 해외에서 사용하고 있는 공간난방보다 조금 더 많은 에너지가 필요하다. 기존 화석연료 보일러 역시 이와 같이 이용돼 왔으나 최근 온실가스 등 환경에 대한 국민들의 관심이 높아지면서 향후 해외 동향과 같이 화석연료 사용을 줄여가는 방향으로 시장이 변환해 갈 것으로 생각된다. 또한 제로에너지건축물(ZEB) 등 신재생에너지이
녹색에너지전략연구소는 재생에너지를 중심으로 한 에너지전환을 비전으로, 2014년 11월 설립된 비영리 민간 싱크탱크다. 재생에너지 확대와 산업 육성을 위한 정책 연구, 주민수용성 제고 연구, 탄소중립을 위한 에너지시스템 모델링 분석(Sector Coupling), 재생에너지 기반 전력시장 분석 연구 등을 수행하고 있다. 특히 건물부문에서는 정부안보다 더 야심찬 2050 탄소중립 시나리오를 제안하고 제도 개선안을 도출하는 연구를 수행했다. 현재는 이해관계자들과의 사회적 대화를 통해 주택 난방 탈탄소의 가능성을 탐색하는 프로젝트를 진행하고 있다. 임현지 녹색에너지전략연구소 부연구위원을 만나 난방 탈탄소 전환 필요성 및 방향에 대해 들어봤다. ■ 가정용 난방 및 급탕분야 온실가스 배출현황은 NDC 기준연도인 2018년 기준 우리나라 건물부문은 4,480만TOE의 에너지를 사용하고 있으며 건물부문 온실가스 직접배출량은 5,210만톤으로 국가 온실가스 배출량의 7% 차지한다. 특히 화석연료 사용비중이 높은 주거용 건물에서 건물 배출량의 2/3가 발생한다. 주거용 건물에서 사용하는 에너지의 약 60%가 냉난방 및 급탕용도로 사용되는데 이중 화석연료 비중이 76%에 육박
기후환경위기에서 미래후손에게 안정적인 거주환경마련을 위해 노력하고 있는 한국토지주택공사(LH)는 대한민국 건물부분 탄소중립을 위해 공동주택에 적용가능한 다양한 신재생에너지원을 발굴하고 적용하고 있다. LH에서 기계설계분야 기준수립 및 관리, 제로에너지 엑티브, 신재생에너지 기술요소 발굴·기준 수립 업무를 맡고 있는 이상준 LH 주택기술처 주택기준팀 차장을 만나 공동주택의 공기열원 히트펌프 적용 가능성 및 적용효과에 대해 들어봤다. ■ 우리나라 가정용 난방 및 급탕분야 인프라환경은. 특히 공동주택분야에서 2020년 통계청 자료에 따르면 단독주택의 91%가 화석연료난방으로 기름보일러나 가스보일러를 사용하고 있다. 2022년 기준 국내 공동주택의 난방방식 중 지역난방은 전체 세대 중 23.5%를 차지하며 76.5%가 화석연료를 사용 중이다. 이중 중앙난방방식이 15.4%, 개별난방방식이 58.7%를 차지하고 있다. 공동주택 건축 시 지역난방 공급이 가능한 지역(지역난방사업자의 열공급 가능지역)은 지역난방으로 건축하게 되며 이외 지구는 대부분 세대별로 가스보일러를 설치하는 개별난방으로 선택하게 된다. 1990년 초반까지는 대규모 단지에서 중앙기계실에 중온수보일러를
LG전자는 H&A(Home Appliance & Air Solution), HE(Home Entertainment), VS(Vehicle component Solutions), BS(Business Solutions) 등으로 사업부문이 구성돼 있으며 에어솔루션사업부문은 1968년 국내 첫 에어컨을 생산하면서 시작됐다. 이후 혁신적인 제품군으로 시장을 선도하며 전 세계 시장에서 고객들의 니즈를 충족시키는 브랜드로 성장했다. R&D와 생산부서의 끊임없는 연구개발로 고품질, 고효율, 내구성이 높은 HVAC 제품들을 개발·생산하고 있다. LG전자는 글로벌 및 국내 HVAC 시장을 선도하는 기업으로 에너지효율성과 친환경기술에 중점을 두고 다양한 HVAC 솔루션을 제공하고 있다. 최근에는 난방방식 탈탄소화라는 글로벌 트렌드에 맞춰 다양한 솔루션을 개발하고 있으며 유럽을 중심으로 해외사업을 진행하고 있다. 국내에서도 탄소중립 목표 달성을 위한 구체 방안으로 히트펌프를 활용한 난방방식 탈탄소화를 위한 준비를 진행하고 있다. LG전자는 가정용 난방 및 급탕분야 탈탄소화를 위해 히트펌프를 활용한 전기화, 무탄소 연료, 신재생에너지 등을 주요 수단으로 고려
삼성전자는 2023년 한국품질만족지수 시스템냉난방기부문 5년 연속 1위, 브랜드가치 4년 연속 세계 5위로 글로벌 TOP 5를 달성한 기업이다. 품질만족지수는 한국표준협회와 한국품질경영학회에서 공동으로 개발한 품질측정모델로 품질의우수성 및 만족도를 조사해 발표하는 종합지표다. 삼성전자는 상업용 급탕시장에 현재 주력하고 있으며 주력제품은 EHS 35kW급이다. EHS(Eco Heating System)는 주거 및 상업시설의 바닥난방과 급탕에 적용되는 솔루션으로 공기열과 전기를 이용해 온수를 만들 수 있어 일반보일러보다 고효율 제품이다. 현재 한국에너지공단 주관으로 소상공인 에너지효율향상 지원사업을 진행 중이며 사우나·숙박시설 등 상업용시장에서 급탕을 많이 사용하는 곳으로 EHS 보급이 활발하다. 이원압축, 출수온도 80℃ 강점 삼성전자의 주력 히트펌프제품 EHS 35kW는 실외기와 Hydro Unit를 1:1로 연결하는 고효율에너지 제품이다. COP 2.41, 폭넓은 외기온도 범위(-25~43℃)와 실외기 R410a, Hydro Unit R134a 냉매를 사용하는 이원압축을 통해 80℃의 출수온도가 강점이다. EHS멀티형은 하나의 실외기에 다수의 Hydro U
에너지솔루션기업 오텍캐리어는 가정용, 상업용, 빌딩용, 산업용은 물론 스마트팜과 데이터센터 등 전 분야에 최적화된 공조장치와 최적화 운영 솔루션 및 탄소중립 달성 솔루션을 제공하고 있다. 2019년부터 제로에너지하우스 실현을 위해 태양광 연계 주택용 인버터하이브리드 보일러와 심야전력을 사용해 에너지효율과 축열량을 극대화할 수 있는 다양한 용량의 가정용 고온수 인버터 하이브리드 보일러를 출시, 공급해왔다. 다년간 현장설치 검증으로 뛰어난 제품의 신뢰성과 운전비용 절감이 확인됐다. 현재는 한전 전력연구원과 함께 공동주택용 히트펌프보일러 개발을 진행하고 있다. 제로하우스용 태양광 연계 HP 개발 오텍캐리어가 출시한 제로에너지 하우스용 태양광 연계 주택용 히트펌프보일러는 태양광발전에서 생산되는 전력과 제품에서 소비되는 전력을 동일하게 운영해 탄소배출량 제로화를 구현한 제품이다. ECO Heat 특허기술로 에너지사용량 및 외기온도에 따라 다른 열원설비를 자동으로 운전하는 제어로직을 적용해 편의성을 증대, 실내기와 실외기가 분리돼 있어 겨울철 동파방지와 열손실 최소화, 외기온도 –15℃에서 안정적인 55℃ 출수온도 제공, 41dB의 저소음 실현으로 주택지역에 설치해도
IPCC는 기후위기 극복을 위한 골든타임이 앞으로 10년 남았다고 분석했다. 전 세계에서 이상기후가 속출하는 가운데 세계 각국은 기후위기의 심각성을 느끼며 탄소중립을 위한 재생에너지사용 중요성을 강조하고 있다. 글로벌기업들도 ‘RE100’ 달성을 목표로 탄소중립에 박차를 가하고 있다. 우리나라도 대통령 직속 ‘2050탄소중립녹색성장위원회’(이하 위원회)를 구성해 지난 2023년 4월 ‘탄소중립·녹색성장 국가전략·제1차 국가기본계획’을 발표했다. 위원회는 2038년까지 무탄소에너지 비중을 70%까지 늘려 온실가스감축목표를 달성하겠다고 발표했으며 탄소중립 핵심수단으로 재생에너지를 활용하겠다는 계획을 밝혔다. 지난 5월에는 산업통상자원부 주관하에 진행된 정책간담회에서 ‘재생에너지 보급확대·공급망 강화 전략’을 발표해 △질서있는 태양광 확산 △새로운 시장에 맞는 제도전환 △해외시장진출 지원 등의 전략을 제시했다. 그러나 세계 최종에너지 소비량 중 50% 비중을 차지하는 열에너지는 탄소중립 달성에 있어 그 중요성이 더욱 강조되고 있는데 정부가 발표한 재생에너지 보급·지원계획 등에는 열에너지에 대한 구체적인 방향성이 제시되지 않아 업계는 아쉬움을 표하고 있다. 권영호
2011년 설립된 한국태양열융합협회는 우리나라 열부문 신재생에너지 발전을 위해 산·학·연 전문가들의 역량을 집결하며 체계적으로 기술개발·보급·지원해 열산업육성에 앞장서고 있다. 지난 2021년에는 협회명칭을 ‘한국태양열융합협회’로 변경해 회원사들이 다양한 융합기술을 수용하며 개발할 수 있도록 지원하고 있다. 한국에너지기술연구원과 공동으로 ‘신재생에너지표준화·인증고도화사업’ 등을 진행해 태양열시스템의 신뢰도 향상을 위해 힘쓰고 있으며 소비자들이 안전하게 사용할 수 있는 에너지원이 되도록 회원사간 사후관리 협력체계 구축 등 이미지제고에도 심혈을 기울이고 있다. 권영호 회장을 만나 협회차원에서 태양열산업 발전을 위해 노력 중인 부문과 주목하고 있는 태양열융합기술 등에 대해 들어봤다. ■ 2050 탄소중립 달성에 있어 태양열의 역할은 2050년 넷제로(Net-Zero) 실현을 위해 우리나라는 ‘탄소중립·녹색성장 글로벌 중추국가로의 도약’을 목표로 △3대 정책방향 △4대 전략 △12대 중점과제를 설정했다. 기본계획 세부실천사항에 탄소중립을 위한 열에너지의 필요성과 당위성에 대해서는 기술되지 않아 태양열시스템의 역할이 퇴색되는 것 같은 아쉬움이 있다. 열에너지 감축이
한국태양열융합협회 내 조직된 발전위원회는 태양열시장 활성화를 위한 정책과 발전방향 등을 제언하는 역할을 수행한다. 최근에는 에너지공단 등과 PVT표준인증 제정을 위해 노력하고 있다. 조성구 한국태양열융합협회 발전위원회 위원장을 만나 국내 PVT기술개발·실증사례와 시장발전방향을 들어봤다. ■ 태양열업계가 PVT에 주목하는 이유는 국내의 경우 태양열을 비롯한 재생열에너지는 현행정책이나 향후 정책전망 등에서 완전히 소외돼있다. 태양열시장은 깊은 침체의 터널을 10여년 이상 벗어나지 못하고 있는 실정이며 이런 상황에서 PVT라는 전기·열원하이브리드시스템이 등장함으로써 열에너지생산은 물론 전기까지 생산한다는 새로운 패러다임 제공으로 인한 시장탄생을 관련업계가 모두 기대하고 있다. ■ 주목할만한 PVT 기술개발 및 실증사례와 성과는 네덜란드의 경우 아파트까지 히트펌프와 융합시스템을 구성해 활발히 보급되고 있다. 아파트 개별가구에 3~4kW용량 히트펌프와 PVT모듈을 설치해 급탕·냉난방에 사용하고 있다. 스페인 바르셀로나는 수영장에 2,082㎡ PVT모듈을 설치해 수영장 가열용도로 사용 중에 있으며 매우 높은 연간 발전량(1,638kWh/kWp·a)·집열량(925kWh/
한국에너지기술연구원은 에너지기술 분야의 연구개발·성과확산 등을 통해 국가 성장동력 창출과 국민경제 발전에 기여함을 목적으로 설립돼 국가 에너지안보·탄소중립 문제를 동시에 해결하기 위한 연구에 앞장서고 있다. 에너지기술연구원 재생에너지연구소는 △태양광·신재생열융합기술 △에너지저장시스템 △소재기술개발 등을 진행하고있다. 주홍진 재생에너지연구소 신재생시스템연구실 박사는 PVT·태양열기반 신재생열융합시스템 설계 연구 등을 진행한다. 주홍진 박사를 만나 국내·외 PVT시장동향과 연구개발성과 등을 들어봤다. ■ 태양열업계에서 PVT를 주목하고 있다. PVT란 어떤 기술인가 PVT복합모듈은 태양광모듈과 태양열집열기가 결합한 단일모듈이다. 전기와 열을 동시에 생산해 재생에너지 설치면적이 제한적인 건물에 적용하면 설치공간 활용성을 극대화할 수 있지만 열을 제대로 회수하거나 배출하지 못할 때 전기생산효율이 떨어지는 문제가 있으며 기존 태양열집열기보다 낮은 온도의 열을 생산한다. PVT모듈은 크게 액체식과 공기식으로 구분된다. 공기식모듈은 제작이 쉽고 유지관리가 편한 장점이 있으나 PVT로부터 획득한 열에너지를 저장하는 데 어려움이 있어 주로 낮에 직접적으로 열에너지를 활용하는
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