[투데이에너지 이성중 기자] 탄소중립 달성의 핵심 기술로 주목받는 히트펌프가 국내에서도 본격적인 보급 확대 단계에 들어섰다. 산업통상자원부는 최근 '고효율 히트펌프 산업 육성 및 보급 활성화 방안'을 발표하며 적극적인 확산 정책을 추진하기로 했다. 이에 본지는 향후 히트펌프 정책에 대한 전망과 더불어 추진배경과 함께 히트펌프가 활성화되지 못한 지체원인에 대한 분석 및 정책방향에 대해 다루고자 한다. 더불어 가정부문, 상업부문, 산업부문에 대한 추진전략에 대한 분석과 더불어 관련 산업의 기반조성과 관련한 산업부의 정책에 대해 정리하고자 한다.[편집자 주]
탄소중립 달성을 위한 핵심 수단, 히트펌프
히트펌프는 저온의 열원으로부터 열을 흡수해 고온의 열을 생산하는 기기로, 작은 에너지로 많은 에너지를 열 형태로 공급하는 열변환기기다. 공기열, 수열, 지열, 폐열 등의 열원을 활용하며, 전기 또는 가스로 구동된다. 히트펌프의 성능은 성능계수인 COP(Coefficient of Performance)로 표시되며, 일반적으로 3.5 수준을 보인다. 이는 소모되는 전기에너지 투입 대비 냉방능력이 약 4배 이상 됨을 의미한다.
현재 국내 가정부문 난방·급탕은 도시가스(59%), 석유(19%) 사용이 주를 이루며, 전기가 동력원인 히트펌프는 상업용 건물 등을 중심으로 제한적으로 보급되고 있다. 그러나 화석연료 저감 및 탄소중립을 위해서는 히트펌프로의 정책 전환이 필요한 시점이다. 국내 건물 부문의 주된 화석연료 소비는 난방을 위한 LNG(주거 47%, 비주거 22%)로, 히트펌프로 대체 시 약 35%의 탄소배출량 감축이 가능하다.
산업통상자원부 관계자는 "히트펌프는 보일러 등 기존 화석연료 기반의 난방/급탕설비에 비해 에너지 효율이 높아 탄소 감축과 에너지소비 절감이 가능한 설비"라며, "투입에너지 대비 최대 4배까지 이르는 냉·난방 효과를 얻을 수 있는 고효율 기기"라고 설명했다.
세계적으로 확대되는 히트펌프 시장
전 세계적으로 히트펌프는 건물 전기화 및 에너지 효율 향상의 핵심기술로 인식되고 있으며, 화석연료 의존도 감소를 위한 에너지 안보의 핵심 수단으로 주목받고 있다. 미국, EU, 중국, 일본 등 주요국들은 탄소중립과 경제활성화 프로젝트로 히트펌프 보급을 적극 추진 중이다.
미국은 캘리포니아주에서 건물 히트펌프 설치 의무화 정책을, 뉴욕시에서는 신축건물 가스 사용금지 조례를 시행하고 있다. EU는 'REPowerEU 계획'을 통해 5년간('23~'27) 천만 대 히트펌프 보급을 장려하고 있으며, 영국은 가스보일러의 히트펌프 전환을 지원하는 'Heatpump Ready' 프로그램을 운영 중이다. 중국은 제14차 5개년 계획('21~'25)에서 건물 히트펌프 보급을 장려하고 있으며, 일본도 히트펌프 설치 보조 및 세금 감면, 기술개발 등을 통해 산업, 상업 부문에서의 도입 확대를 추진하고 있다.
글로벌 히트펌프 시장은 2024년 900억 달러에서 2029년 1,578억 달러로 연간 11.8%의 높은 성장이 예측된다. 지역별로는 아시아 38.0%, 북미 24.0%, 유럽 23.2% 순이며, 성장률은 유럽이 연간 14.9%, 북미 12.3%, 아시아 10.9%로 전망된다. 국제에너지기구(IEA)는 2050년 탄소중립을 위해서는 난방 수요의 약 55%를 히트펌프로 대체해야 하며, 보급수량으로는 2020년 1.8억 대 대비 18억 대로 10배가 소요될 것으로 전망하고 있다.
국내 히트펌프 산업 현황과 지체 원인
국내에서는 삼성전자, LG전자 등 대기업을 중심으로 히트펌프 기술력을 보유하고 있으나, 국내 시장보다는 수출에 집중하고 있는 실정이다. 2023년 기준 국내 히트펌프 수출 규모는 91백만 달러, 수입은 7.9백만 달러 규모로, 2020~2023년간 연평균 수출은 41.9%, 수입은 9.8% 증가했다.
국내 히트펌프 보급이 지체되는 주요 원인으로는 높은 초기투자 비용, 전력수급 및 누진제로 인한 부담, 주택 내 급탕탱크 등 설치공간 부족, 중앙난방·개별난방, 단독주택·공동주택 등 다양한 난방 및 건물 유형이 꼽힌다. 또한 기존 가스보일러 중심의 정책 기조가 지속되고 있어 히트펌프 시장 활성화를 위한 정책적 개선 및 지원이 필요한 상황이다.
기술적 측면에서도 히트펌프의 국내 기술 상용화가 부족하고, 중소·중견기업의 히트펌프 제조를 위한 핵심부품은 대부분 수입에 의존하고 있다. 대기업은 친환경 냉매 적용 등의 글로벌 기술 트렌드에 맞춰 해외기업들과 경쟁 중이나, 국내 기술 상용화는 일본, 중국에 비해 미흡한 실정이다.
산업부 관계자는 "현재 국내 히트펌프 시장은 초기 단계로, 2022년 공기열 물방식(A2W) 히트펌프 판매는 36.3만 대였으며, 최근 3년간 연평균 26.7% 성장했다"면서 "이 추세가 지속된다면 2030년에는 연간 240만 대 판매가 전망된다"고 밝혔다.
정부의 히트펌프 산업 육성 및 보급 활성화 방안
정부는 국내 여건상 기존 난방 체계의 히트펌프로의 급격한 전환은 쉽지 않다는 점을 인식하고, 점진적 보급 활성화를 통해 탄소중립 달성, 내수활성화 및 일자리 창출을 도모한다는 방침이다. 이를 위해 가정-상업-산업 분야별로 장애물을 제거하고 보급전략을 차별화하는 전략을 추진한다.
가정 부문에서는 초기 설치 및 운영비용 부담 완화를 위해 설치 보조금과 전기요금 누진제가 없는 별도의 가정용 히트펌프 전기요금 체계를 마련할 계획이다. 또한 가정용 고효율 히트펌프(공기-물) 도입을 위한 인증기준을 마련하고, 공동주택 히트펌프 설치의 물리적 제약 해소를 위한 R&D 실증을 추진한다.
상업 부문에서는 건축물 설계단계에서 히트펌프 설치가 장려되도록 제로에너지건축물인증, 건축물 냉방설비 규정 등의 건축물 관련 제도를 정비한다. 목욕·숙박·수영장·물놀이시설 등 난방·급탕 소비량이 큰 업종을 대상으로 설치비 보조 및 장기저리 융자 등 지원도 확대할 계획이다.
산업 부문에서는 폐열, 미활용 열 등을 활용하여 산업공정에 고온의 대용량 열공급이 가능한 히트펌프 시스템 기술을 개발한다. 산업단지 및 에너지 다소비 기업에 보일러 대체 열원설비 등으로 보급될 수 있도록 업종별 실증 및 시범사업도 추진된다.
정부는 또한 히트펌프 상용화를 위한 산학연 연계 R&D 투자 및 지원을 확대할 방침이다. 현재 히트펌프 관련 R&D 과제(8건)에 대해 1,291억원의 예산이 지원되고 있으며, 친환경 냉매 개발 등 히트펌프 관련 신성장·원천기술을 사업화하는 시설에 대해 세액공제 혜택을 제공하고 있다.
산업통상자원부 고위 관계자는 "히트펌프 산업을 새로운 성장동력으로 육성하여 내수 및 일자리 창출을 활성화하고, 전력수요 증가에 대응한 신기술 적용도 병행할 것"이라며, "히트펌프 보급 확대를 통해 제조, 설치, 유지보수 분야의 직접적인 일자리 증가뿐만 아니라 부품 공급망, 물류, R&D, 유통업 등 관련 산업의 일자리도 늘어날 것으로 기대한다"고 밝혔다.
업계의 대응과 전망
국내 히트펌프 제조사들은 정부의 정책 지원에 따라 내수시장 공략을 강화하는 한편, 해외 수출도 확대해 나갈 계획이다. 특히 유럽, 북미 등 주요 선진국에서 히트펌프 보급 정책을 적극 추진함에 따라 국내 수출은 지속적으로 증가할 것으로 전망된다.
히트펌프 업계 관계자는 "그동안 국내 시장 여건이 좋지 않아 해외 시장에 주력해 왔으나, 정부의 적극적인 보급 정책이 추진되면 내수시장에서도 새로운 기회가 열릴 것"이라며 기대감을 나타냈다.
전문가들은 국내 히트펌프 산업이 성장하기 위해서는 기술 개발과 함께 소비자들의 인식 전환도 중요하다고 지적한다. 히트펌프의 경제성과 환경적 이점에 대한 정확한 정보 제공과 교육이 필요하며, 정부의 제도적 지원이 뒷받침되어야 한다는 것이다.
에너지 전문가 A 교수는 "히트펌프는 초기 투자비용이 높지만 장기적으로는 운영비가 절감되고 탄소배출도 크게 줄일 수 있다"며 "정부의 보급 활성화 정책이 성공하려면 소비자들이 체감할 수 있는 경제적 혜택과 함께 설치와 유지보수가 용이한 환경을 조성해야 한다"고 조언했다.
정부의 적극적인 정책 지원과 업계의 기술 개발, 소비자들의 인식 전환이 맞물린다면, 2030년 연간 240만 대 판매 전망은 현실이 될 수 있을 것으로 기대된다. 이를 통해 탄소중립 목표 달성에 한 걸음 더 다가가고, 새로운 성장동력과 일자리 창출의 기회로 삼을 수 있을 것이다.
히트펌프, 에너지 효율 혁명의 핵심으로 부상
규제 개선 통해 히트펌프 산업 성장 뒷받침
전기요금 체계 개선 및 설치 지원 확대
가정 부문에서는 전기요금 누진제 완화, 건축물 설계 기준 개선, 고효율 히트펌프 인증 기준 마련, 설치비 지원 확대 등이 주요 추진 전략이다. 특히, 전기요금 부담 완화를 위해 히트펌프 전용 및 특례 요금제를 신설하고, 공동주택 히트펌프 설치 R&D 실증 사업을 추진하여 기술적 장애물을 제거할 계획이다.
구체적으로, 전기요금 누진제로 인한 운전 비용의 경제적 부담을 완화하기 위해 누진제가 없는 별도의 가정용 히트펌프 전기요금 체계를 마련하고, 호남, 제주 등 신재생에너지 밀집지역과 도시가스 미공급지역에 한해서는 낮은 전기요금 특례 적용을 검토하고 있다. 또한, 건축물 에너지절약 설계기준 및 에너지절약형 친환경주택의 건설기준에 축열식 냉난방 및 급탕 히트펌프 항목을 신설하고 설치를 권고하며, 공동주택 중앙난방의 주열원설비 또는 보조설비로서 공기 또는 수열원축열식 히트펌프 설비 사용이 우선 고려되도록 근거를 마련할 예정이다.
이와 더불어, 공동주택 개별세대의 히트펌프·축열조 설치 공간 및 하중 등의 물리적인 제약의 근본적인 해소를 위한 R&D 실증 사업을 추진하고, 공동주택 개별난방에 축열식 히트펌프를 설치하는 경우 설치 공간, 축열조 하중, 전기 배선 등 안전을 고려하여 설치될 수 있도록 기준을 마련할 계획이다.
지속 가능한 보급을 위한 효율 인증 기준 마련 및 관리에도 힘쓴다. 바닥 난방, 연중 온수 사용 등의 국내 주거 형태를 고려한 가정용 고효율 히트펌프(공기-물) 보급을 위한 인증 기준을 마련하고, 효율관리제도 연계형 R&D 과제를 통해 히트펌프 효율 기준 상향을 가속화하고 다소비 건물, 사업화 연계성이 높은 분야 등으로 점진적 확대를 추진할 예정이다.
단독, 공동주택의 히트펌프 설치 비용 부담이 경감될 수 있도록 지원 사업을 실시하고 효과성 검증을 통한 단계적 확대를 추진하며, 공동주택 중앙난방 또는 공용시설 대상으로 신재생에너지(태양광, 소형 연료전지 등)와 연계한 시범 패키지 지원 사업을 추진할 계획이다. 또한, 도시가스 미보급 지역 공동주택(아파트, 연립) 대상으로 에너지공급자효율향상제도(EERS)와 연계한 중앙집중식 히트펌프 보급 시범 사업을 추진하고, 강원도 등 한랭지역은 혹한에서 효율적 이용될 수 있도록 보일러와 함께 설치되는 하이브리드형 히트펌프 보급 시범 사업을 추진하며, 자가용 태양광 발전설비가 설치된 단독주택의 경우에는 전력 수급 영향을 고려하여 히트펌프 설치를 우선 지원 검토할 예정이다.
신재생에너지 인정 및 인센티브 강화
상업 부문에서는 신재생에너지 연계 히트펌프 설비 인정, 제로에너지건축물(ZEB) 인증 기준 변경, 에너지원단위 평가 인센티브 부여, 열 다소비 업종 및 취약계층 보조금 지원 확대, 규제 완화 등이 추진된다. 특히, 신재생에너지 설비 인정 범위를 확대하고, 히트펌프 설치 시 에너지 효율 향상 증가분만큼의 가중치를 적용하여 에너지 자립률을 높일 계획이다.
신재생에너지 전력 또는 열을 100% 이용하는 신재생에너지 연계 냉난방·급탕용 히트펌프가 신재생 설비로 인정될 수 있는 근거를 마련하고, 신재생에너지 非연계 설비는 국내 신재생에너지 발전량 비중, 설비 효율 기술 수준 등을 고려하여 신재생 설비 인정 여부를 중장기적으로 검토할 예정이다.
신축 건물 대상 제로에너지건축물(ZEB) 인증 기준을 변경하여 1차 에너지 소요량 산정을 위한 전력 환산 계수를 최근 발전 효율에 따라 현행화하여 전력 사용 설비의 에너지 소요량을 하향 조정하고, 히트펌프가 설치된 건축물의 경우 신재생에너지 생산량에 대해 가중치를 적용하여 에너지 자립률 상향 조정을 검토할 계획이다.
기축 건물 대상 건물 에너지원단위 평가 인센티브를 부여하여 2025년부터 본격 시행되는 '목표에너지원단위' 평가 시 일정 효율 이상의 히트펌프 사용 건축물 우대 등급 부여 기준을 마련한다.
열 다소비 업종 및 취약계층 대상으로 에너지 효율화 지원을 확대 추진하여 목욕탕, 숙박업, 수영장, 물놀이 시설, 기숙사 등 난방/급탕 소비량이 높은 업종 대상으로 설치비 보조 및 장기 저리 융자 지원 규모를 확대하고, 노인 요양 보호소, 어린이집 등 취약계층 거주 공공시설 중심으로 난방/급탕 설비 에너지 효율화 개선 집중 지원을 추진할 예정이다.
대규모 민간 또는 공공 건축물 대상 전력 수급 변동성 관리가 가능한 '수요관리형 축열식 히트펌프'는 설치 가능토록 규제를 완화하여 신규 시장을 창출하고, 전력 계통 포화로 인한 신재생에너지 출력 제어 또는 도시가스 미공급 지역에 히트펌프 권장 설치 및 우대 지원 근거를 마련할 계획이다.
고온용 히트펌프 기술 개발 및 미활용 열에너지 활용
산업 부문에서는 고온용 친환경 히트펌프 기술 개발, 미활용 열에너지 이용 활성화, CFE 이행 수단으로 정비 등이 추진된다. 특히, 산업용 보일러 등을 대체할 수 있는 고온용 히트펌프 시스템 개발과 친환경 냉매 개발에 집중하고, 발전소, 지역난방 등 미활용 열에너지 공급 실증 사업을 추진하여 에너지 효율을 극대화할 계획이다.
산업 부문에서 필요로 하는 광대역의 고온·냉열을 공급할 수 있는 고효율·저비용 히트펌프 시스템 개발 및 현장 운영 기술 개발을 추진하고, 고효율 산업용 히트펌프 친환경 냉매 개발 및 평가 체계를 구축하며, 국산 新냉매의 보급 확산을 위한 국제 표준화를 추진할 예정이다.
에너지 사용 계획 협의 시 공장 등 시설 사업이 히트펌프와 연계한 미활용열 이용 계획이 검토될 수 있도록 사용 계획 협의 기준을 신설하고, 열 발생 시설 입지 단계부터 히트펌프 연계 미활용 활용을 위한 협조 체계가 구축될 수 있도록 에너지 사용 계획 협의 신청 요건을 신설하며, 에너지 다소비 기업의 효율적인 소비 관점에서 히트펌프 연계 저온 미활용열 사용이 확대될 수 있도록 에너지 관리 기준을 강화할 계획이다.
발전소, 지역난방 등 미활용열 다수 발생 시설을 중심으로 인근 사업장에 대한 히트펌프 연계 미활용열 공급 실증 사업을 추진하고, 기업의 CFE100 이행을 지원할 수 있도록 산업용 히트펌프 적용 절감 에너지를 무탄소 에너지로 인정 검토하며, 산업용 히트펌프 에너지 절감량이 인정될 수 있도록 표준화된 측정·검증·보고(MRV) 방법론 개발 및 실적 관리 시스템을 마련하고, 산업 공정에서 히트펌프 상용화 적용이 가능한 제지, 화학, 식품 등의 업종에 대해 CFE 이행 시범 사업을 추진할 예정이다.
기반 조성, 통계 체계 구축 및 해외 진출 지원
히트펌프 산업 육성 기반 조성을 위해 통계 체계 구축, 해외 진출 지원, 기술 개발, 인력 양성, 냉매 관련 규제 정비 등이 추진된다. 특히, 히트펌프 국내 산업 통계 체계를 구축하고, 글로벌 온실가스 감축 시장 진출을 지원하며, R&D-제조-유지보수 분야별 전문 인력을 양성하여 산업 경쟁력을 강화할 계획이다.
히트펌프 유형(공기, 수열, 지열 등) 및 공급망별(부품, 설치, 유지보수 등) 세부 산업의 분류 체계를 마련하고, 국내 생산, 판매 등 기업 대상으로 관련 실적 데이터 제출 및 보고 체계를 마련하고 정기적 실태 조사를 추진하며, 연 단위 히트펌프 국내 산업 동향 보고서(국가 승인 통계화)를 발간하고 히트펌프 보급 및 산업 경쟁력 제고를 위한 정책 개발 등에 활용할 예정이다.
국내 히트펌프 기업의 글로벌 온실가스 감축 시장 진출 지원을 위해, '온실가스 타당성 조사', '온실가스 국제 감축 사업 지원 대상 선정 시 우대 국외 감축 목표 달성을 위해 투자비(50% 이내, 최대 100억) 지원 후 상응 감축 실적 회수를 할 예정이다.
외기 온도 대응 난방 효율 개선 등 히트펌프 효율 강화를 위해 에너지 수요 관리·효율 개선 R&D 등 연구 개발 관련 히트펌프 비중을 확대하고, 전력 수급 상황에 대응하는 히트펌프 전력 수요 관리 기술 개발을 추진할 계획이다.
대·중소기업 및 산·학·연 간의 연구 교류 활동 지원을 통한 중소 산업체 히트펌프 전문 인력의 R&D 역량 강화 지원하고, 특성화·마이스터고, 과학기술대학교 등을 대상으로 히트펌프 실무 기술 인력 양성 교육을 추진하고 중소 산업체에 인력 매칭을 추진하며, 히트펌프 유지 관리 및 성능 점검 전담 교육 마련을 통해 기존 보일러 유지 관리 인력의 히트펌프 관리 병행 및 전환 지원을 할 예정이다.
히트펌프 생산 기업들이 지구온난화지수(GWP)가 낮은 냉매로 전환할 수 있도록 기술 개발 및 재정적 지원을 추진하고, 친환경 냉매 사용 히트펌프 제품이 고효율에너지 기자재 인증 품목으로 반영되어 생산 및 판매가 촉진될 수 있도록 제도 개선을 추진할 계획이다.
분석 및 전망
산업통상자원부의 히트펌프 산업 육성 및 보급 확대 전략은 에너지 효율 혁신과 탄소중립 목표 달성을 위한 중요한 발걸음이다. 가정, 상업, 산업 전 부문에 걸친 다각적인 지원 정책은 히트펌프 시장 성장을 가속화하고, 에너지 효율 향상과 온실가스 감축에 기여할 것으로 기대된다.
다만, 히트펌프 보급 확대를 위해서는 초기 설치 비용 부담 완화, 기술 개발 및 성능 향상, 관련 산업 생태계 구축 등 해결해야 할 과제가 남아있다. 정부는 지속적인 정책 지원과 규제 개선을 통해 히트펌프 산업의 성장을 뒷받침하고, 에너지 효율 혁명을 선도해야 할 것이다.