[사이언스칼럼] 탄소중립, 열에너지-히트펌프 기술로 해답 찾다

  • 오피니언
  • 사이언스칼럼

[사이언스칼럼] 탄소중립, 열에너지-히트펌프 기술로 해답 찾다

오승훈 한국기계연구원 기계정책센터장

  • 승인 2024-09-26 16:51
  • 신문게재 2024-09-27 18면
  • 임효인 기자임효인 기자
clip20240926101330
오승훈 한국기계연구원 기계정책센터장
세계적인 이상고온과 자연재해 현상을 비롯한 기후 위기로 탄소중립 달성에 대한 절실함이 커지고 있다. 열에너지 기술은 탄소중립 달성이라는 시대적 과제 해결에 강력한 영향력을 발휘할 것으로 기대된다.

열에너지 기술 중 핵심인 히트펌프는 기존의 열공급 시스템을 대체하는 고효율·친환경 에너지 전환 기술로 주목받고 있다. 히트펌프는 저온 열원에서 열을 흡수해 고온 열원으로 옮기는 친환경 기기로, 화석연료 의존 감소, 에너지 효율 향상, 지속 가능성 측면에서 성장성이 크다. 공기·하천·폐수·폐열 등 미활용 에너지나 지열·태양열 등 신재생 에너지를 고급 에너지로 바꾼다.

히트펌프의 주요 기술 분야로는 산업용 히트펌프, 카르노 배터리, 미활용 에너지 히트펌프, 열에너지 네트워크를 들 수 있다. 산업용 히트펌프는 폐열이나 미활용 열원으로 산업공정에 필요한 100℃ 이상 고온 증기를 생산해 공급하는 기기다. 전략 품목으로 스크류 압축기 적용 중소 규모형 산업용 스팀 히트펌프, 대용량 터보 히트펌프 MVR(Mechanical Vapor Recompression) 적용 산업용 히트펌프 등이 있다.

카르노 배터리는 대량의 잉여전력을 300℃ 이상 고온 열에너지로 저장했다가 필요시 전력으로 바꿔 고온열 수요-공급의 완충 역할을 하는 기술이다. 전략 품목으로 자연냉매 활용 고온 히트펌프 시스템, 고온 고체 열저장 기술, 카르노 배터리 장주기 ESS(Energy Storage System) 기술이 있다.

미활용 에너지 히트펌프는 열 회수 시스템이 추가된 것으로, 열원 특성과 수요처 온도 영역을 고려하여 열을 공급한다. 재생열원 하이브리드 Low GWP(Global Warming Potential) 냉매 히트펌프, 자연냉매 냉각장치 활용 수열·지열 하이브리드 데이터 센터 냉각 시스템 등이 전략기술이다.

열에너지 네트워크는 열에너지 생산-수요 불균형을 넘어 에너지 이용 효율을 높이는 기술로, 단순한 열에너지원 공유를 넘어 에너지 거래 개념까지 확장 가능하다. 산업폐열을 이용한 열에너지 거래기술 개발 및 열에너지 네트워크 실증이 핵심이다.

히트펌프는 에너지 효율이 높고 환경에 미치는 영향이 적어 전통적 열공급 시스템을 대체하는 친환경 에너지 전환 기술이다. 이같은 히트펌프 유망 기술 분야의 국산화 개발과 미래 시장을 대비한 원천기술의 선도적 개발이 필요하다.

국내뿐만 아니라 냉난방 중심에서 비주거용 히트펌프로의 시장 확대가 예상되는 아시아, 소형 보일러에서 히트펌프로의 전환으로 성장성이 큰 유럽 시장에 대한 글로벌 선점에도 관심을 기울일 필요가 있다.

한국기계연구원 히트펌프연구센터는 '세상의 모든 열을 움직이는 히트펌프연구센터'라는 슬로건 하에 열에너지 토탈 솔루션을 제공하는 것을 목표로 시스템 연구, 핵심기자재 기술, 히트펌프 응용 및 혁신, 열에너지 변관 등 4개의 연구그룹 등을 운영하고 있다. 올해 말에는 단기, 중기, 장기로 구분되는 전략품목별 실천과제가 담긴 2040년까지의 '히트펌프 기술개발 로드맵'을 수립할 예정이다.

정출연을 중심으로 탄소중립이라는 전지구적 과제 달성을 위해 열교환기나 압축기 등 히트펌프 핵심 부품에 대한 우리의 기술적 강점을 바탕으로 산·학·연이 협력하는 생태계 강화에 발 벗고 나서야 할 때다. 오승훈 한국기계연구원 기계정책센터장

중도일보(www.joongdo.co.kr), 무단전재 및 수집, 재배포 금지

기자의 다른기사 보기

랭킹뉴스

  1. 태안군, 체험형 축제로 빛난 '안면도 백사장 대하축제' 성료
  2. 천리포수목원, 꽃무릇 개화 시작…추석 절정 맞아
  3. 타임월드 매각 검토에 고용 불안…노조 “안정 보장하라”
  4. 대전 한전 전력연구원 ESS 화재…배터리팩 28개 전소
  5. 한화, 1R서 설악고 민주홍 지명…학교 첫 1라운더
  1. 세종 행정수도법, 여·야 대립에 11월 막판 논의로 밀리나
  2. [기고] 홍성관광의 새로운 길-천년 홍주에 맛을 입히다
  3. 농협중앙회 대전지역본부-고향주부모임 대전지회, 미혼모 쉼터에 추석 농산물 나눔
  4. 대전시체육회, 학교스포츠클럽 플라잉디스크대회 '성료'
  5. KT&G '2026 한국IR대상' 최우수상

헤드라인 뉴스


반도체 3대 메가프로젝트 성공 열쇠…"국가 반도체연구소 대전에"

반도체 3대 메가프로젝트 성공 열쇠…"국가 반도체연구소 대전에"

이재명 정부가 반도체를 3대 메가프로젝트로 내세우며 생산 거점 확대에 나선 가운데, 이를 뒷받침할 국가 차원의 연구·실증 거점 구축이 시급하다는 주장이 제기됐다. 메모리 반도체의 경쟁력을 이어가는 동시에 차세대 분야의 기술력을 확보하려면 전국에 분산된 산·학·연 연구 역량을 결집할 '국가 반도체 연구소'가 필요하다는 것이다. 특히 대전이 출연연과 대학, 기업 등 풍부한 연구개발 인프라를 갖춘 만큼 개방형 300㎜ 공공팹을 기반으로 한 국가 반도체 연구개발(R&D) 거점의 적지라는 데도 목소리가 모였다. 22일 중도일보 취재결과, 이..

추석연휴 왜 일부 고속도로 기름값만 100원 인하하죠? 대전 주유업계 `불만`
추석연휴 왜 일부 고속도로 기름값만 100원 인하하죠? 대전 주유업계 '불만'

정부가 추석 연휴 기간 한국도로공사가 관리하는 고속도로 주유소의 기름값을 리터당 100원 내리기로 하면서 대전지역 주유업계의 불만이 커지고 있다. 귀성·귀경객의 유류비 부담을 덜겠다는 취지에는 공감하지만, 공기업 재원을 일부 고속도로 주유소에만 투입하면 일반 영세 자영주유소는 가격 경쟁에서 밀릴 수밖에 없다는 이유에서다. 22일 지역 주유업계 등에 따르면, 정부는 추석 연휴인 24~27일 나흘간 한국도로공사가 관리하는 재정고속도로 주유소 226곳의 휘발유와 경유 판매가격을 지난 17일보다 리터당 100원씩 낮추기로 했다. 할인에 필..

최초 공개! 한층 업그레이드 된 아미타이거 플러스 살짝 공개합니다
최초 공개! 한층 업그레이드 된 아미타이거 플러스 살짝 공개합니다

미래의 전장! 한층 업그레이드 된 아미타이거가 오는 국군의 날 '2026 지상군 페스티벌' 현장에서 공개합니다. 육군이 'Army TIGER+(아미타이거 플러스)'를 본 행사에 앞서 살짝 공개 했습니다. 지난 22일 충남 계룡시에 위치한 계룡대 활주로에서 '2026 지상군 페스티벌' 현장 공개가 있었습니다. 이날 현장에는 아미타이거를 비롯해 19종 57대의 복합 전투체계가 참가하는 제병합동 훈련을 선보였습니다. 미리보는 지상군 페스티벌 아미타이거의 훈련 모습을 살짝 공개합니다. 금상진 기자미래의 전장! 한층 업그레이드 된 아미타이거..

실시간 뉴스

지난 기획시리즈

  • 정치

  • 경제

  • 사회

  • 문화

  • 오피니언

  • 사람들

  • 기획연재

포토뉴스

  • ‘풍요롭고 즐거운 추석 명절 되세요’ ‘풍요롭고 즐거운 추석 명절 되세요’

  • 귀성객 맞이 서대전역 방역 ‘꼼꼼하게’ 귀성객 맞이 서대전역 방역 ‘꼼꼼하게’

  • 추석맞이 우수 농·특산물 직거래 큰장터 추석맞이 우수 농·특산물 직거래 큰장터

  • ‘지방의회법 제정을 촉구한다’ ‘지방의회법 제정을 촉구한다’