국가 열에너지 혁신을 공동주택 냉난방 전기화로 실현하기 위한 산·학·연·관 논의의 장이 마련됐다.

 

기후에너지환경부(장관 김성환)는 지난 7월7일 열에너지 혁신포럼을 개최했다고 밝혔다. 이번 토론회는 지난 4월에 발표된 열에너지 혁신 전략(안)의 후속조치로 산·학·연이 모여 기존 도시가스 중심의 공동주택 냉난방구조를 전기화 체계로 전환하기 위한 방안에 대해 논의하기 위해 마련됐다.

 

이날 포럼에는 △김성환 기후에너지환경부 장관 △박덕열 기후에너지환경부 수소열산업정책관 △권병철 기후에너지환경부 열산업혁신과장 △오세신 에너지경제연구원 실장 △이길봉 한국에너지기술평가원 PD △이명주 명지대학교 교수 △홍희기 경희대학교 교수 △임용훈 숙명여자대학교 교수 △정재원 한양대학교 교수 △박덕준 KCL 센터장 △임성택 삼성전자 부사장 △오세기 LG전자 부사장 △최영진 GS건설 책임연구원 △최준영 한국히트펌프얼라이언스 회장 △이도성 재생열에너지융합협회 부회장 △최석진 한국집단에너지협회 부회장 △구민회 필라선테코 대표 △권필석 녹색에너지전략연구소 소장 △강혁민 한국토지주택공사 차장 △김종표 삼성물산 프로 △김종규 에너지경제연구원 박사 등이 참석했다.

 

참석자들은 공동주택 히트펌프 보급을 위한 제도개선 사항과 보급 촉진을 위한 지원방안, 실증사업 추진 방안 등을 논의하고 현장의 애로사항과 정책적 보완과제에 대한 의견을 공유했다.

 

김성환 기후에너지환경부 장관은 인사말을 통해 “전체 에너지원의 약 48%가 열로 소비되는 만큼 열에너지 혁신은 탄소중립 달성을 위한 핵심과제”라며 “전기화와 지하·수열 등 미활용 열원을 적극 활용해 탄소중립형 열에너지체계를 구축하는 것이 이번 포럼의 중요한 방향”이라고 말했다.

 

이어 “올해 제주도와 남해안지역을 시작으로 히트펌프 활용 노력을 본격화하고 있으며 공기열 기반 공동주택, 수열 기반 공동주택 등 가스배관 없는 아파트 보급모델을 만들어가야 한다”라며 “태양광, ESS, 전기차충전, 히트펌프, AI가전을 연계해 에너지제로 주택단지와 마을, 도시 단위의 탄소중립형 주거모델을 구축해야 한다”고 강조했다.

 

기후부, 공동주택 HP 보급모델 마련 착수
화석연료 중심의 건물 에너지원을 전기와 재생열로 전환하는 과정에서 탄소중립을 위한 핵심수단은 히트펌프다. 특히 국내 주거형태의 약 80%가 공동주택인 만큼 공동주택 히트펌프 보급 확대가 중요한 과제로 부상하고 있다.

그러나 기존 법·제도는 화석연료 공급 중심으로 구성돼있으며 높은 초기투자비와 건축비 부담, 히트펌프 특화 인센티브 부족도 보급확대의 한계로 작용한다. 단지규모와 건축·기계·전기 등 공종 간 연계를 고려한 공동주택 표준 설계기준도 아직 마련되지 않았다.

 

이에 따라 기후부는 공동주택 내 히트펌프를 효과적으로 보급할 수 있는 방안을 검토하고 있다. 공동주택 히트펌프 적용방식에 은 냉방, 난방, 급탕 공급방식에 따라 크게 4가지로 나뉜다.

 

첫 번째는 세대별로 냉방, 난방, 급탕을 모두 개별 공급하는 전면개별식이다. 이 방식은 세대 내 축열조 설치공간이 필요하다는 한계가 있다. 두 번째는 개별 냉난방과 중앙급탕을 결합한 혼합식 A다. 세 번째는 현재 지역난방 방식과 유사하게 개별냉방을 유지하면서 중앙에서 난방과 급탕을 공급하는 혼합식 B다. 네 번째는 중앙에서 냉방, 난방, 급탕을 모두 공급하는 전면중앙식이다. 전면중앙식은 대규모 기계실 등 충분한 설비공간 확보가 필요하다.

 

허지영 기후에너지환경부 사무관은 “기후부는 우선 선도적 실증모델을 구축할 것”이라며 “공공 신축 공동주택을 중심으로 히트펌프 도입실증을 추진하고 공동주택에 적합한 적용모델을 발굴할 계획”이라고 말했다.

 

한국토지주택공사(LH)는 연구과제 후속으로 공동주택 공기열 히트펌프 보급실증사업 대상지를 발굴하고 있다. GH와 한국수자원공사 등은 수열 히트펌프를 활용한 공공주택지구 냉난방·급탕 공급 시범사업을 추진하고 있다. 지열 히트펌프는 국토교통부 R&D를 통해 개별 냉난방 적용과 보급을 위한 연구가 진행되고 있다.

 

기축 공동주택을 대상으로 한 히트펌프 도입모델도 추진된다. 광주 화정역 브이테라스 등 기축건물에는 중앙 히트펌프를 활용해 냉방, 난방, 급탕을 공급하는 실증이 진행된다. 독일의 신규 주택단지 지열시스템 사례처럼 인근 부지를 활용해 저온열원을 공급하고 히트펌프로 승온해 주거단지에 공급하는 차세대 지역난방 모델도 검토될 수 있을 것으로 기대된다.

 

기후부는 민·관 협력을 통해 제조사, 건설사 등과 협력해 냉난방 일체형 히트펌프 필드테스트를 진행하고 공동주택에 적합한 최적 실증모델을 구축할 방침이다.

 

제도개선 측면에서는 소비자가 친환경 열에너지를 선택할 수 있도록 히트펌프 설치 선택권을 강화한다. 최근 도시가스사업법과 주택법 등 관련 법안을 통해 공동주택에도 히트펌프 설치가 가능하도록 하는 법안이 발의된 만큼 이를 통해 소비자 선택권을 확보할 수 있을 것으로 기대된다.

 

또한 공동주택 난방 전기화를 위해 건축, 기계, 전기 등 공종별 설계변경 요소를 발굴하고 검토해 표준 설계기준을 마련할 예정이며 재생열 전환을 위한 법·제도적 근거를 구축할 방침이다. 특히 집단에너지 공급대상지역이 특정 열원을 사용하는 방식에서 재생열과 히트펌프 등을 활용하는 방식으로 단계적으로 전환될 수 있도록 재생열 전환 촉진지역 지정과 재생열 단계적 의무화 등을 검토 중이다.

 

허지영 사무관은 “지원체계 마련도 주요 과제다”라며 “기후부는 공동주택 히트펌프 실증지원과 세제지원, 배출권 연계지원 확대 등을 검토하고 있다고 말했다.

 

현재 관련 예산은 검토단계에 있으며 공동주택은 히트펌프뿐만 아니라 공종 간 연계가 필요한 만큼 설계단계부터 지원할 수 있는 방안도 논의하고 있다.

 

건축 관련 인센티브를 통해 고효율 설비나 재생열 설비를 일정비율 이상 도입한 경우 용적률, 건축물 높이 등 건축기준을 완화할 수 있는 방안이 검토되고 있다.

 

공동주택에 히트펌프를 설치할 때 추가로 산입되는 면적을 제외하거나 옥상 등에 축열조와 히트펌프 실외기를 설치할 경우 높이 산정에서 제외될 가능성도 높아지고 있으며 건축물 에너지절약 설계기준 개선을 통해 히트펌프 설치 시 평가점수를 상향해 초기투자비와 건축기준 부담을 완화하고 설계단계에서 히트펌프 적용을 유도할 계획이다.

 

공동주택 HP보급 위한 산·학·연 노력 지속

 

기후에너지환경부의 공동주택 히트펌프 보급활성화방안 공유에 이어 토론회 참석자들의 패널토론이 진행됐다.

좌장을 맡은 이명주 명지대학교 교수는 “노원이지하우스가 공동주택 히트펌프와 AI 기반 제어기술을 검증하는 주거단지 제어센터 역할을 할 수 있기를 기대한다”라며 “노원구에는 노후 공동주택단지가 많아 지역난방 고온배관에서 회수되는 저온열만 활용해도 실증 가능성이 있을 것”이라고 말했다.

 

이어 “현재 단독주택에서 공기열 히트펌프를 5년째 운영하며 모니터링을 진행하고 있다”라며 “패시브하우스와 펠릿보일러 조합의 한계를 확인한 뒤 공기열 히트펌프를 목업주택과 연동해 활용하고 있다”고 덧붙였다.

 

임성택 삼성전자 부사장은 “국내는 유럽보다 히트펌프 보급이 늦었지만 단독주택보다 공동주택 거주비중이 높은 만큼 공동주택 적용모델을 잘 구축하면 오히려 유럽보다 선도적인 시장이 될 것”이라며 “국내에 히트펌프 솔루션이 안정적으로 정착하면 향후 글로벌시장으로 확산할 수 있을 것”이라고 말했다.

 

이어 “반도체 FAB 폐열과 데이터센터 폐열을 활용하는 방식도 활발히 검토 중”이라며 “히트펌프시스템이 잘 활용될 수 있도록 관련 규정과 지원체계를 마련하고 기업도 소비자에게 합리적인 가격으로 제품을 공급할 수 있도록 사회 전반의 협업이 필요하다”고 강조했다.

 

오세기 LG전자 부사장은 “국내 히트펌프 보급을 위해 제품개발과 시장정착에 속도를 내겠다”라며 “새롭게 보급되는 주택에서는 기존 에어컨 실외기에 난방과 급탕을 위한 모듈을 결합하면 실외기 하나로 냉방, 난방, 급탕을 공급할 수 있어 비용상승을 최소화할 수 있다”고 말했다.

 

이어 “가장 큰 이슈는 물탱크이며 국내 공동주택은 공간이 협소한 만큼 축열조를 콤팩트하게 만드는 것이 R&D로 풀어야 할 과제”라며 “실외기 하나로 냉난방과 급탕을 공급하는 방식이 여러 형태로 검토되고 있는 만큼 한국형 주거용 히트펌프모델이 표준화되길 기대한다”고 밝혔다.

 

또한 “국내 주거환경에 맞는 특화모델을 만들어야 해외기업의 국내시장 진입에도 대응할 수 있다”라며 “국내 히트펌프산업 경쟁력을 확보할 수 있도록 기술개발을 지속하겠다”고 덧붙였다.

 

 

김종표 삼성물산 프로는 “용인 테스트베드에서 냉난방과 급탕을 통합한 올인원 히트펌프제품을 실증하고 있다”라며 “1년간 테스트를 진행한 뒤 개선안을 반영해 2028년 이후 분양 또는 입찰 프로젝트에 제안하는 방안을 검토하고 있다”고 말했다.

 

이어 “2025년 한전 전력연구원과 MOU를 체결하고 히트펌프 실증을 진행 중이며 캐리어와 함께 물-물 방식의 히트펌프도 검토했다”라며 “삼성전자와 냉매배관방식의 히트펌프 실증도 추진해 래미안형 설계기준을 마련할 계획”이라고 밝혔다.

 

또한 “냉난방, 급탕, 환기를 결합할 경우 실내공기질 향상 가능성도 확인했다”라며 “향후 환기까지 포함한 래미안형 공조시스템을 구축하겠다”고 덧붙였다.

 

최영진 GS건설 책임연구원은 “공기열 히트펌프 난방실험과 함께 한국에너지기술연구원, LG전자와 급탕실증을 진행하고 있다”라며 “바닥난방기능이 기존 보일러와 비교해 어떻게 작동하는지, 히트펌프 특성에 따른 난방 동특성 차이를 검토하고 있다”고 말했다.

 

이어 “목업하우스 실험은 겨울철에만 가능한 한계가 있어 1차 기본테스트 이후 올해 추가 테스트를 진행할 예정”이라며 “보일러와 히트펌프가 가진 열원의 질 차이로 인해 바닥난방에서 발생할 수 있는 민원을 줄이기 위해 LG전자와 협업하고 있다”고 강조했다.

 

최 책임연구원은 또한 “공동주택에서는 난방은 세대 중심으로 접근하되 급탕은 중앙공급을 선호하는 경향이 있다”라며 “난방 전기화로 기존에는 보이지 않던 전력피크가 발생할 수 있는 만큼 중앙급탕과 P2H를 연계해 전력피크를 완화하는 방안도 검토해야 한다”고 말했다.

 

강혁민 LH 차장은 “군포 대야미지구에서는 세대별 지열 히트펌프 실증단지 착공을 앞두고 있으며 해당 실증모델은 국토교통대전에서도 전시됐다”라며 “LHRI를 통해 공기열 히트펌프 적용성을 검토하고 있으며 후속조치로 사천, 광주 등 남부지방 지구를 검토하고 있다”고 말했다.

 

이어 “검토가 원활히 진행될 경우 내년 하반기 착공을 목표로 하고 있으며 방식은 중앙난방·급탕, 세대별 냉방을 중심으로 검토하고 있다”라며 “재생에너지와 히트펌프 적용 시 사업비 증가가 한계인 만큼 지역난방공사, GS파워 등과도 협력방안을 논의하고 있다”고 밝혔다.

 

 

최준영 한국히트펌프얼라이언스 회장은 “히트펌프산업은 단순 제조업을 넘어 설계, 시공, 설치, 에너지관리 등 다양한 연계산업과 함께 성장해야 한다”라며 “여러 측면을 고려해 히트펌프 산업생태계가 발전할 수 있도록 산·학·연·관의 지속적인 관심과 협력이 필요하다”고 말했다.

 

이도성 재생열에너지융합협회 부회장은 “히트펌프 보급 확대를 위해서는 전력구동방식에 대한 고민도 필요하다”라며 “태양광으로 생산한 전기를 히트펌프 구동력으로 활용하고 태양열은 직접 온수생산에 활용하는 방식도 검토할 수 있다”고 말했다.

 

이어 “계간축열조를 활용하면 히트펌프를 통해 냉난방을 공급할 수 있으며 전기와 열을 동시에 생산하는 PVT를 히트펌프와 연계할 경우 구동전력을 줄일 수 있다”라며 “진천 친환경에너지타운에서는 지열·수열 히트펌프, 태양열, 축열조 등을 활용해 7개 건물에 냉난방을 공급하며 장기간 운전해왔다”고 설명했다.

 

이 부회장은 또한 “PVT는 동절기에도 25~30℃ 수준의 열을 생산할 수 있어 5~7℃ 수준의 수열원보다 히트펌프 승온 부담을 줄일 수 있다”라며 “공동주택과 집단에너지 공급부문에서도 PVT와 히트펌프 연계방식을 함께 검토할 필요가 있다”고 말했다.

 

정재원 한양대학교 교수는 “히트펌프를 건축물에 적용할 경우 기존 바닥난방 중심의 난방방식에도 변화가 필요하다”라며 “바닥난방만 고집하기보다 바닥난방과 공기난방을 병렬로 활용하는 방식이 효율향상에 도움이 될 수 있다”고 말했다.

 

이어 “냉매나 기계적 요소를 통한 COP 개선뿐만 아니라 건축설계와 설비운전방식 변화도 공기열 히트펌프 성능향상에 기여할 수 있다”라며 “건축물 요소와 설비시스템을 함께 고려하는 접근이 필요하다”고 덧붙였다.

 

 

임용훈 숙명여대 교수는 “기술개발도 중요하지만 결국 시장에서 수용돼야 보급이 가능하다”라며 “개별주택 중심 접근이나 중앙난방만 고집하는 방식은 탈탄소 흐름에 맞지 않을 수 있어 집단에너지와 연계한 효과적인 보급방안을 함께 고민해야 한다”고 말했다.

 

이어 “집단에너지사업도 동절기 탄소배출이 많은 만큼 단번에 전체 탈탄소를 달성하기는 어렵지만 기계실 등에 히트펌프를 병행 운용하면 부분부하 기반의 전환모델을 만들 수 있다”라며 “공동주택단지에서도 집단에너지와 히트펌프를 결합한 좋은 모델을 구축할 수 있을 것”이라고 말했다.

 

홍희기 경희대학교 교수는 “PVT는 개발과 실증, 검증이 이뤄졌음에도 제도권 진입에 시간이 걸리고 있다”라며 “재생열과 히트펌프 연계기술이 시장에 확산되기 위해서는 제도권 편입과 인증체계 마련이 함께 이뤄져야 한다”고 말했다.

 

김종규 한국에너지기술연구원 박사는 “수열 히트펌프는 한강수온이 낮아지는 시기 열원 부족 우려가 있을 수 있지만 정수, 배출수, PVT 열원 등을 활용한 열원보상이 가능하다”라며 “공동주택에 적용되는 히트펌프도 겨울철 제상 등 유사한 문제가 있는 만큼 다양한 재생열원을 활용한 열원보상 방식을 검토할 필요가 있다”고 말했다.

 

 

최석진 한국집단에너지협회 부회장은 “지역난방업계에서도 히트펌프와 재생열 활용을 위한 다양한 방안을 검토하고 있다”라며 “히트펌프 보급이 원활히 이뤄질 수 있도록 정부, 산업계, 학계, 연구계가 협력해야 한다”고 말했다.

 

박덕준 한국건설생활환경시험연구원 센터장은 “공동주택 관련 제도는 건축법과 주택법 등으로 나뉘어 있고 30세대 이상과 미만에 따라 적용체계도 달라진다”라며 “민간 공동주택에서 히트펌프가 수용되기 위해서는 분양가에 미치는 영향도 함께 검토해야 한다”고 말했다.

이어 “국내에는 이미 퍼포먼스 기반 ZEB인증제도가 있는 만큼 히트펌프를 해당 제도에서 적절히 인정하고 SCOP 기반 차등화 시스템을 마련하면 우수한 시스템 확산에 도움이 될 것”이라며 “기후부와 국토부가 함께 추진한다면 많은 전문가가 참여할 수 있을 것”이라고 말했다.

 

오세신 에너지경제연구원 실장은 “히트펌프 보급을 위해서는 소비자수용성을 높이는 정책이 중요하다”라며 “보증과 A/S 등에 대한 파격적인 정책설계를 통해 소비자 신뢰를 확보해야 한다”고 말했다. 이어 “국민들은 아직 히트펌프 기술에 대해 잘 알지 못하고 의구심도 있는 만큼 정부 차원의 정보제공이 필요하다”라며 “기존 가스보일러와 비교해 사용상 차이, 난방속도, 품질, 비용절감효과 등을 명확히 알려야 한다”고 말했다.

 

오 실장은 또한 “비용절감 측면에서는 전용요금제 설계도 중요하다”라며 “일반용 전기요금을 적용할 경우 수용성 확보에 한계가 있을 수 있어 향후 히트펌프 전용요금제 마련도 검토해야 한다”고 강조했다.

 

김성환 기후에너지환경부 장관은 “국민이 가장 많이 거주하는 공동주택부터 열에너지 이용방식을 바꿔야 국가 열에너지 혁신도 실현할 수 있다”라며 “가스없는 아파트가 새로운 주거 표준으로 자리 잡을 수 있도록 공동주택 히트펌프 실증과 보급 확대를 적극적으로 추진해 나가겠다”고 밝혔다.

 

한편 기후에너지환경부는 이번 토론회에서 제시된 현장의견과 전문가 제언을 바탕으로 공동주택 히트펌프 보급 방안을 구체화하고, 관계 부처와 협력해 제도개선과 정책 지원을 단계적으로 추진할 예정이다.

 

특히 공동주택 냉난방 전기화를 통해 국민이 체감할 수 있는 에너지비용 절감과 쾌적한 주거환경을 조성하며 국가 열에너지 혁신과 탄소중립 실현을 위한 정책기반을 지속적으로 강화할 계획이다.