신재생에너지 전문기업 혁신이앤씨(대표 김수화)가 최근 5RT급 물-물 지열히트펌프 인증을 완료한 데 이어 복합열원을 활용한 지능형 냉난방 히트펌프, 히트펌프 기반 복합열원을 활용한 지능형 냉난방 열에너지 공급시스템 특허등록하며 히트펌프사업을 강화하고 있어 주목받고 있다.

 

그동안 지열 4만5,000kW(1만2,857RT)를 보급하며 대구경북권 1위 기업인 혁신이앤씨는 2008년 태양에너지와 지열에너지분야 신재생에너지 전문기업으로 등록하며 본격적인 신재생에너지사업을 본격화했다. 이후 한국에너지공단 그린홈 보급사업자와 일반보급사업자 중 지열에너지부문 사업자로 선정돼 현재까지 보급사업에 참여하고 있으며 에너지공단 지정 권역별 A/S전담기관 지열분야에 선정돼 현재까지 역할을 충실하고 있다.

 

기술혁신형 중소기업으로 선정된 혁신이앤씨는 △‘히트펌프시스템용 펌프 통합 유닛’ 특허등록 △‘온도 감응형 축열조 출수온도 제어시스템’ 특허등록 △‘단일진공관형 태양열집열기’ 개발 완료 및 KS인증 △‘이중진관형 태양열집열기’ 개발 완료 및 KS인증 △‘물-물 지열히트펌프 유닛’(530 kW 이하) 5RT인증 완료 △‘이중진공관형 태양열집열기’(KNS DV 18) 개발 완료 및 KS 인증 △‘복합열원 활용한 지능형 냉난방 히트펌프장치’ 특허등록 △‘히트펌프 기반 복합열원을 활용한 지능형 냉난방 열에너지 공급시스템’ 특허등록 등을 추진하며 재생에너지 전문기업 역량을 강화해 왔다.

 

이형민 혁신이앤씨 상무는 최근 여수에서 열린 태양에너지학회에서 ‘물-물 히트펌프 및 신뢰성 시험장치 개발과 히트펌프 응용 기술’ 주제발표를 통해 혁신이앤씨의 히트펌프를 중심으로 재생에너지사업 방향에 대해 설명했다.

 

이형민 혁신이앤씨 상무는 “히트펌프는 저온의 열원에서 열을 흡수해 고온의 장소로 열을 전달하는 기계장치로, 냉난방, 급탕 등에 사용하며 전기에너지를 소비해 열을 이동시키며 냉방 시에는 실내의 열을 밖으로, 난방 시에는 외부의 열을 실내로 이동시키는 장치”라며 “MarketsandMarkets이 발행한 ‘Global Heat Pump market 2024~2029’에 따르면 글로벌 히트펌프 전체시장은 2024년 900.1억불에서 2029년 1,577.7억불 규모로, 연간 11.8%의 높은 성장률을 나타낼 것으로 예측하고 있다”고 밝혔다.

 

 

히트펌프의 지역별 시장비율은 아시아가 38.0%로 가장 큰 시장규모이며 북미 24.0%, 유럽 23.2% 순으로 시장규모를 형성하고 있다. 지역별 성장률은 유럽이 연간 14.9%로 가장 큰 성장률을 보이고 있으며 북미 12.3%, 아시아 10.9% 순으로 성장률을 나타내고 있다.

 

기술별 글로벌 히트펌프시장의 경우 공기-공기 히트펌프가 68.3%로 가장 높으며 공기-물 히트펌프 13.4%, 수열원 히트펌프 9.1%, 지열원 히트펌프 6.1%, 하이브리드 히트펌프 2.6% 순으로 나타내고 있다. 기술별 성장률의 경우 모든 히트펌프가 9.4%~12.2%의 높은 성장률을 나타낼 것으로 분석되고 있다.

 

이 상무는 “한국냉동공조산업협회 2024년 통계자료에 따르면 국내 전체 냉동공조산업의 경우 2023년 기준 생산 약 12조원, 내수 7조2,000억원, 수출 59억3,000만불, 수입 26억1,000만불, 세계시장 점유율 2.5%대로 세계 4위 생산국”이라며 “2017년 이후 매년 높은 성장률로 수출량이 증가하고 있는 추세이며 2022년 러-우 전쟁의 영향으로 유럽에 대한 천연가스 공급 중단을 계기로 유럽 내 히트펌프 전환 가속화에 따라 일시적으로 큰 상승 폭으로 수출량이 증가하고 있다”고 지적했다.

 

이어 “2023년~2024년도의 경우 유럽 천연가스 안정, 유럽 보조금 삭감, 글로벌 경제상황 악화 등의 요인으로 인해 수출이 감소된 것으로 파악되고 있다”라며 “히트펌프 수입의 경우 국산 점유율이 높아 수입이 많지 않으나 가격공세로 인한 중국산 부품 수입량 증가 될 것으로 예측되고 있다”고 덧붙였다.

 

기후에너지부 내 열산업혁신과 신설 주목

 

이 상무는 국내 히트펌프시장 활성화 핵심으로 최근 기후에너지환경부에 신설된 열산업혁신과를 주목하고 있다.

 

이 상무는 “최근 출범한 기후에너지환경부에 수소열산업정책과 내 열산업혁신과가 신설돼 열부문 정책을 전담하는 부서를 보유하게 됐다”라며 “열산업혁신과는 열에너지 탈탄소화를 위한 로드맵 마련에 박차를 가할 계획으로 현재 추진 중인 2035 국가 온실가스 감축목표(NDC) 내 건물부문 주요 감축수단으로 떠오른 히트펌프 보급활성화에 대한 기대감이 높아지고 있다”고 밝혔다.

 

이어 “재생전력과 연계한 전기히트펌프중심 냉난방에너지전환을 위해 EHP 기술실증 친환경냉매 개발, 전용 전기요금제 도입, 재생에너지 정의에 공기열히트펌프 추가, 화석연료 보조금 단계적 축소를 통한 재원마련 등이 이뤄질 것으로 기대된다”고 강조했다.

 

 

히트펌프 제품 라인업 확대

 

혁신이앤씨는 히트펌프산업 활성화에 나선 정부정책에 부합하기 위해 증기압축식의 △물-물 지열(수열) 히트펌프 △공기-물 히트펌프 △복합열원 히트펌프 등을 개발하고 있다. 현재 난방COP 3.69, 냉방 EER 4.84를 달성한 물-물 히트펌프 5RT(17.5kW급)를 개발했으며 △물-물 히트펌프 10RT(35kW급) △물-물 히트펌프 20RT(70kW급) △공기-물 히트펌프 18kW급 등 개발을 추진하고 있다.

 

특히 히트펌프의 성능시험을 통한 신뢰성 확보를 위해 환경조건 설정이 가능한 성능시험설비를 신규로 구축했다. 신규 성능시험설비는 △쿨링장치 △열원부하 공급장치 △정유량, 자동절환장치 △환경챔버 △비례제어 온도 컨트롤러 등으로 구성됐다.

 

이형민 상무는 “히트펌프 시험장치는 제품의 성능과 품질에 대한 신뢰성을 확보하는 가장 중요한 요소 중 하나”라며 “히트펌프 열공급시스템은 열원 확보 및 활용 기술과 수요처의 효율적인 부하대응기술을 모두 포함한 종합기술”이라고 밝혔다. 이어 “태양열, PVT와 같은 재생에너지설비와 히트펌프의 융합기술 개발은 히트펌프에 대한 기술력 없이 효율적이고 합리적인 시스템을 구성할 수 없다”라며 “열에너지에 대한 생산, 저장, 활용 기술과 함께 고도화된 제어기술을 필요로 한다”고 강조했다.

 

 

혁신이앤씨는 신재생에너지 히트펌프 융합시스템사업 강화를 위해 다양한 에너지원의 단독, 융합 실험이 가능한 복합에너지원 시험장치 고도화와 구체적인 분석과 실험·실증을 통한 열융합시스템기술 고도화에 나서고 있다. 또한 신재생 융합시스템 구성을 위한 안정적인 신재생 전력 공급 방법 최적화와 신재생에너지 히트펌프 융합 냉난방 공급 기술 고도화 및 최적화, 신재에너지를 이용한 건축물 에너지공급 및 사용제어기술 개발에 적극 나설 계획이다.

 

이 상무는 “2030 NDC 및 2050 Net zero 목표 달성을 위해 히트펌프는 열에너지 공급의 핵심기술로 발전하고 있다”라며 “국내 열에너지 관련 산업 제도의 개편, 신설에 따라 히트펌프산업이 활성화될 것으로 기대된다”고 강조했다.