유럽기준 적용 아닌 탄소저감 실효성이 원칙…재생전력 비중도 변수
350만대 보급시 전력소요 9GW, 실증 및 모니터링 등 관리체계 중요
김소희 의원, 21일 '공기열 히트펌프 재생에너지인가' 국회토론회 개최
[이투뉴스] 공기열 히트펌프의 COP가 2.5 수준은 돼야 탄소배출량이 기존 가스보일러와 비슷하거나 낮아진다는 연구결과가 나왔다. 열에너지 탄소감축 수단으로 히트펌프를 보급하기 위해선 이보다 효율이 더 올라가야만 제 역할을 할 수 있다는 의미다. COP는 투입된 전기에너지 대비 얻을 수 있는 에너지 효율지표를 말한다.
아울러 히트펌프 보급은 필연적으로 전기 소비를 동반하는 만큼 정부가 추진하는 2035년 350만대 보급을 위해선 9GW 규모의 추가 전력수요가 발생하고, 전기차 420만대까지 포함할 경우 20GW 달하는 발전소를 추가로 지어야 할 것이란 지적도 제기됐다.
특히 우리나라의 경우 유럽과 재생에너지전력 비중 등의 차이가 큰 만큼 단동일기준 적용이 아닌 더 높은 기준을 적용해야 한다는 지적도 제기됐다. 아울러 열에너지 탈탄소화를 위한 공기열 히트펌프 보급이 단순한 실험실 효율이 아닌 실제 운전과정에서의 성능과 기여도까지 평가해야 한다는 의견이 많았다.
국회 기후에너지환경노동위원회 소속 김소희 의원(국민의힘, 비례대표)은 21일 국회도서관에서 ‘공기열 히트펌프, 과연 재생에너지인가’를 주제로 정책토론회를 개최했다. 토론회는 정부가 열에너지 탈탄소화를 위해 의욕적인 공기열 히트펌프 보급계획을 세우는 반면 재생에너지 인정요건에 충족하지 않는다며 반대집회에 나서는 등 논란이 심해지는 가운데 정책방향을 설정하기 위해 이뤄졌다.
◆실험실 아닌 실증 COP 반영, 동절기 대책도 필요
먼저 ‘공기열 히트펌프 현황과 기술적 분석 및 대안’을 발제한 홍희기 경희대 교수는 국내외에서 히트펌프가 주거용과 상업용을 중심으로 빠르게 보급되고 있으며 용량은 10kW 미만의 소용량이 다수를 차지하고 있다고 소개했다. 다만 빠르게 증가하던 유럽의 히트펌프 보급이 2022년 이후 감소세로 전환하는 등 아직은 정책지원에 의존하고 있다고 밝혔다.
우리나라 역시 기후부가 설립된 이후 공기열 히트펌프 보급 활성화에 나서는 등 지원정책이 가시권 내에 들어왔다고 진단했다. 또 전전화(全電化)가 대세가 되고 있으며, 기존 화석연료 난방·급탕에서 히트펌프 중심으로 전환되고 있으며, 제로에너지빌딩도 히트펌프를 포함해 추진하고 있다고 설명했다.
홍 교수는 공기열 히트펌프를 전면 도입할 경우 자칫 탄소중립 정책에 역행할 수 있다는 점도 지적했다. 보일러를 기준으로 1차 에너지 환산계수를 적용, 탄소배출량을 산출할 경우 공기열 히트펌프의 COP가 2.5가 돼야 가스보일러와 동등한 수준이라는 이유에서다. 특히 외기온도가 0℃ 미만일 경우 보일러 대비 에너지성능 하락 및 탄소배출량이 증가할 수도 있다고 강조했다.
히트펌프 보급 증가에 따른 전력수요 증가로 인한 국가전력망 붕괴 우려도 내비쳤다. 전력수요가 증가추세라는 점을 감안할 때 공기열 히트펌프가 전력수요를 더욱 증가시켜 블랙아웃 발생을 초래할 수 있다는 우려다. 이밖에 히트펌프 제조기업이 대부분 대기업이라는 측면에서 중소 기계설비업체의 생존권이 위협될 수 있다는 점도 문제로 들었다.
그는 히트펌프가 열에너지 탈탄소 수단으로 역할을 하기 위해선 국가 에너지믹스를 고려한 적정기준을 적용하는 것은 물론 이론치(실험실 성능)가 아닌 동절기 실측(현장운영 성능) COP가 발전효율의 역수인 2.5를 상회해야 한다고 제언했다. 더불어 공기열 단일시스템만으로는 동절기 전력피크(최대 14.2% 증가) 문제 등 한계가 있는 만큼 태양열, 지열, 연료전지 등과 결합한 하이브리드 형태가 필요하다고 주장했다. 또 연료전지 3분의 2 이상이 가동이 안되고 있다며 히트펌프 역시 실제 운영에 대한 실증·실측과 모니터링이 필요하다고 강조했다.
홍희기 교수는 “공기열 히트펌프는 투입대비 2.5는 나와야 최소한 재생에너지로 볼 수 있다. 그 이하는 화석연료로 난방하는 것보다 온실가스 배출량이 더 많을 것”이라고 말했다. 이어 “재생에너지 발전량이 다른 유럽의 공식을 그대로 사용하면 안되며 하절기 발생하는 열을 제습식 냉방기 등으로 사용하는 방안도 필요하다”고 덧붙였다.
임용훈 숙명여대 교수 역시 ‘공기열 히트펌프의 시장 리스크와 관리체계’를 통해 히트펌프설비 기준의 히트펌프 보급이 아니라 실질적인 탄소저감이 이뤄질 수 있도록 현장 운영상태의 성능지표 적용이 바람직하다고 강조했다.
이어 히트펌프가 모든 것을 해결하기 위한 도구가 아닐뿐더러 고온 영역으로 가면 더 어렵고, 기저열원 온도가 낮을수록 더 많은 전기가 들어가는 등 전기수요 증가를 불러온다는 점까지 다양한 요인을 고려해야 한다고 말했다. 아울러 공기열 히트펌프를 통해 공동주택 급탕을 하기 위해선 축열조 및 급탕 부스터(보일러 or 전기히터)가 반드시 필요하다며 대책없이 공급에 나선다면 어려운 상황에 초래할 것이라고 경고했다.
정부가 목표로 하는 2035년 히트펌프 350만대와 전기차 420만대 보급을 가정할 경우 모두 20GW 규모의 추가 발전량이 필요하다는 점도 지적했다. 히트펌프(세대별 2.5RT, 동시가동률 80%, COP 2.75 가정) 추가 소요전력이 8.95GW, 전기차(급속·완속비율 5대5, 평균 배터리용량 77kWh 기준)는 11.9 GW의 추가 전력이 필요하다는 얘기다.
그는 공기열 히트펌프가 탄소저감 수단으로 작용하기 위해선 COP 2.5∼2.7 수준이 필요하다고 진단했다. 이 정도가 돼야 가정용 보일러를 대체해 탄소저감을 꾀할 수 있다는 것이다. 하지만 CHP(지역난방)를 대체하기 위해선 COP가 더 높아야 한다고 강조했다.
임 교수는 유럽이 COP 기준을 2.5∼2.8로 정한다고 무조건 따라가선 안된다고 주장했다. 재생에너지가 차지하는 비중 등 전력믹스가 다르기 때문이다. 재생전력 비중이 유럽은 20∼30%, 한국은 10% 수준에 불과하다는 점을 고려하면 우리는 COP가 더 높아야 탈탄소 수단으로 인정받을 수 있다는 의미다.
특히 히트펌프 인정기준을 단순 실험실 수치가 아닌 실증 및 계측을 기반으로 신뢰성 있는 데이터를 적용해야 한다는 점도 여러차례 강조했다. 더불어 재생에너지전력 비중이 올라갈수록 COP가 2.0만 돼도 가능해지는 등 판이 바뀔 것이라고 분석했다.
임용훈 교수는 “재생열은 청정열이 맞지만 청정열이라고 모두 재생열이 될 수는 없다. 탈탄소 기술·모델 가리지 말고 적극 시장에서 도입해야 한다”고 말했다. 이어 “기술과 제품만 보고 인정할 것이 아니라 실질적인 탄소저감 기여도를 가지고 판단할 수 있는 정책프레임을 만들어야 할 것”이라고 덧붙였다.
◆공감대와 충분한 협의 필요…기후부 엄격한 기준 만들 것
조홍종 단국대 교수가 좌장을 맡아 진행된 패널토론에서는 중장기적인 관점에서 공기열 히트펌프의 필요성은 인정하면서도 열에너지 탈탄소화가 현장에서 차질없이 진행될 수 있도록 정책설계 및 체계적인 관리가 뒤따라야 한다는 목소리가 높았다.
김성환 서울시 건축기획과 팀장은 연료전지가 설치된 이후 정상적으로 운영되지 못하는 사례가 많았다며 히트펌프 역시 이같은 전철을 밟아가지 않도록 정확하고 공감대를 얻을 수 있는 정책을 주문했다. 그는 “대형건축물에 많이 들어간 연료전지의 경우 온수를 어떻게 사용할 것인지 계획도 없이 시공에 나선 사례가 많다. 법에 처벌규정이 없어 강제할 수 없는 상황인 만큼 히트펌프는 국민적 공감대나 제대로 된 협의가 필요하다”고 말했다.
이슬기 산업연구원 연구위원은 공기열 히트펌프가 온실가스 저감에 기여하는 것이 명확하다면 재생에너지에 포함시키는 것도 발전적 수순이라면서도 탄소저감의 유효한 수단이라는 것에 대한 합의와 현실적인 접근이 필요하다고 평가했다. 이 연구위원은 “효율요건, 성능에 따른 보급 차등화 전략 등 근본적인 문제에 대한 고민과 함께 효율평가 역시 설치시점이 아닌 운영평가방식이 적용돼야 할 것”이라고 분석했다.
오세신 에너지경제연구원 연구위원은 공기열 히트펌프를 재생에너지로 인정한다고 해서 당장 보급이 활성화되는 것은 아니라 열에너지 탈탄소화 수단의 포트폴리오에 들어오는 수준인 만큼 운영의 묘미를 살리는 것이 중요하다고 진단했다. 그는 “열에너지를 탈탄소화 하지 않으면 탄소중립이 불가능하다. 따라서 화석연료 기반의 열에너지 산업이 어떻게 전환하는 것이 바람직할지 사전에 대비할 수 있도록 정부가 명확한 시그널을 줘야 할 것”이라고 말했다.
이창현 법무법인 혜명 변호사는 공기열을 재생에너지로 인정하느냐의 문제는 정책적 결단이 필요하다면서도 ‘법’이 아닌 ‘시행령’ 개정을 통해 해결하는 것은 위임입법한계를 벗어난 위법이라고 충고했다. 이 변호사는 “신재생에너지법에 구체적인 재생에너지 대상을 열거한 상황에서 법을 개정하지 않고 시행령에 넣는 것은 부적절하다. 국회에서 충분한 논의를 통해 법률을 개정, 정의해야 한다”고 말했다.
권병철 기후에너지환경부 열산업혁신과장은 히트펌프 보급정책에 대한 오해와 사실이 아닌 내용을 조목조목 설명했다. 특히 기존 산업계가 우려하는 데로 일방적인 정책이 아닌 충분한 협의는 물론 적정 수준의 인정기준 등을 마련할 계획이라고 강조했다.
우선 공기열을 재생에너지로 인정한다는 것은 모든 공기열이 아닌 구동전력을 제외한 부문을 한다고 명시돼 있으며, 시스템에어컨 형태가 아닌 공기대 물 방식만 대상이라고 단언했다. 더불어 고시 제정 등을 통해 COP 2.8보다 높은 수준의 효율기준을 정하는 한편 지역별 및 외기온도 별로 가중치를 고려하고 있다고 설명했다. 이밖에 냉매 역시 국제협약에 알맞은 냉매를 사용할 경우에만 인정하도록 고시에 못을 박을 예정이라고 덧붙였다.
히트펌프 보급 속도 및 대상에 대해서도 업계에 양해를 구했다. 일시에 가정용 보일러를 개체할 수 있는 상황이 아닐뿐더러 공동주택 역시 축열조가 필수적으로 들어가야 해서 지금 당장 히트펌프를 설치할 수 없다고 해명했다. 공동주택 등 대형 건축물은 추후 국토부와 건축설계기준 등 협의를 마친 후에야 검토에 나설 것이란 점도 분명히 했다.
권 과장은 “도시가스나 기름 가지고 난방문화를 계속 갈 수 없다. 재생에너지와 믹스한 재생열로 커버해 나가야 할 상황”이라고 말했다. 이어 “그간 전력 위주로 가던 정책을 열에너지 역시 재생에너지로 전환해야 한다는 시그널을 보여준 것”이라며 “앞으로 공기열 히트펌프를 확산하기 위해 규정이나 고시 등 여러 허들(성능기준 등)을 만들어 나갈 것”이라고 덧붙였다.
