[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. [인사]대전MBC
  2. 정림종합사회복지관 독서캠프 ‘체크인! 북트랩 마블, 이야기 공항’
  3. 생명종합사회복지관, 우리동네축제, ‘함께 떠나는 우리의 여름’
  4. 대전 동구새마을문고, 여름철 피서지문고 개장
  5. ‘머드에서 놀자’…보령머드축제 개막
  1. 세종시교육청 '교육문화원' 공식 개원… 복합 교육문화 거점 노크
  2. 가로림만 서산갯벌, 유네스코 세계자연유산 등재…서산, 세계유산도시 새 역사 열었다
  3. 신한철 전 중도일보 상무 별세
  4. 김해 전략산업 기술거점 10곳, 내년 4월 완성
  5. 대전사랑메세나와 대전사랑시민협의회,동안미소한의원이 함께하는 취약계층 위한 영화제 성료

헤드라인 뉴스


테크·바이오 창업 수도권으로 이탈 여전…KAIST 창업 61% 수도권·대전서 고용 15%

테크·바이오 창업 수도권으로 이탈 여전…KAIST 창업 61% 수도권·대전서 고용 15%

KAIST가 교내 안팎에서 이뤄진 창업 기업의 성과를 조사한 결과 6만1252명의 고용을 창출하고 38조 9500억 원의 총매출을 일으킨 것으로 집계했다. KAIST 교원과 재학생과 졸업생이 창업하거나 그리고 학교의 지원을 받은 기업을 대상으로 조사가 이뤄졌는데, 이들 창업 기업 중 대전에 본사를 둔 경우는 전체의 23.1%이었고, 총 매출액 대비 대전의 비중은 7.4%에 불과했다. 국방과 기술(Tech), 바이오 등 대전의 연구성과를 지역 창업으로 이어질 수 있도록 지원이 절실하다. KAIST창업원은 KAIST 출신 교원과 재학..

숨통 튼 홈플러스…영업 정상화까진 `첩첩산중`
숨통 튼 홈플러스…영업 정상화까진 '첩첩산중'

법원의 결정으로 회생절차를 이어가게 된 홈플러스가 파산 위기에서는 일단 벗어났지만 정상 영업을 회복하기까지는 적지 않은 난관이 남아 있다. 긴급 운영자금 확보로 핵심 점포 재가동의 발판은 마련했지만 체불 임금과 공공요금, 납품대금 지급, 협력업체 신뢰 회복 등 해결해야 할 과제가 여전하기 때문이다. 26일 유통업계에 따르면 서울회생법원은 최근 홈플러스의 회생절차 폐지 결정을 취소하고 회생계획안 가결 기한을 오는 9월 4일까지 연장했다. 홈플러스는 최대 채권단인 메리츠금융으로부터 2000억 원 규모의 DIP(긴급운영자금) 대출을 확보..

보행 안전 돕는다더니…장마·폭염에 고장 난 바닥신호등 수리도 늦어져
보행 안전 돕는다더니…장마·폭염에 고장 난 바닥신호등 수리도 늦어져

23일 오전 8시 20분께 대전 중구 오류초등학교 정문 앞 횡단보도. 등교 시간 학생들이 녹색 보행신호가 켜지자 횡단보도를 따라 도로를 건너기 시작했다. 마침 발 아래 바닥신호등도 초록불이 들어왔고 휴대폰에 시선을 고정하던 보행자들은 신호를 놓치지 않고 길을 건널 수 있었다. 그러나 횡단보도 반대쪽 바닥신호등은 여전히 적색 신호를 유지한 상태였다. 서구 둔산초등학교 앞 사거리에서도 횡단보도 시작점에 설치된 바닥신호등 5곳 중에 2곳에서 LED 일부에만 불이 들어오거나 적색과 녹색 신호 모두 표시되지 않은 채 꺼져 있었다. 시민들이..

실시간 뉴스

지난 기획시리즈

  • 정치

  • 경제

  • 사회

  • 문화

  • 오피니언

  • 사람들

  • 기획연재

포토뉴스

  • 충청 유니버시아드 빛낼 굿즈들 충청 유니버시아드 빛낼 굿즈들

  • ‘머드에서 놀자’…보령머드축제 개막 ‘머드에서 놀자’…보령머드축제 개막

  • 도심 속 공원에서 즐기는 물놀이 도심 속 공원에서 즐기는 물놀이

  • 개인형 이동장치 수거차량 ‘무법 질주’ 개인형 이동장치 수거차량 ‘무법 질주’