재생에너지 적용을 위한 국내·외 정책동향 및 시설원예산업에서의 히트펌프 적용성 분석

Abstract

본 논문에서는 국내외 신재생에너지 정책 동향을 분석하고히트펌프의 종류에 따른 농업적 적용 연구 분석을 통해 적용성을 평가하고자 하였다. 국내에서는 설치비용이 상대적으로많이 소요되고 보급율이 낮지만, 탄소중립을 위한 열 부문 온실가스 감축의 대안으로 주목할 필요가 있다. 히트펌프는 신재생에너지원의 이용효율을 극대화하고 친환경적인 난방 및냉방 솔루션을 제공함에 있어서 중요한 역할을 한다. 외국에서는 신재생 열에너지 공급 의무화 제도로 건축물 내 열에너지 사용량의 일정비율을 신재생에너지를 통해 공급하도록 의무화하고 있으며, 신재생 열에너지 차액 지원 제도를 통해 신재생에너지 이용 설비와 화석연료 이용 설비 간의 비용 차이를 보상하고 있다. 우리나라 원예시설의 온실 난방도 예전에는 80%가 유류였지만, 최근에는 고유가로 인하여 유류가60%, 전기가 30%를 차지하고 있는 것으로 나타나고 있다. 따라서, 전기로의 전환을 보여주고 있으며, 추후 농사용 전기 요금 정책 변화 및 요금 인상 등에 대응 하기 위한 히트펌프 활용, 보급의 확대가 필요할 것으로 생각된다. 특히, 우리나라는 에너지 가격적인 측면만을 볼 때는 히트펌프 보급에 매우 유리한 여건에 있는 것이 사실이다. 외국과 비교하여 도시가스와전력요금이 GDP대비 낮은 수준이며, 전력요금 대비 가스요금은 상대적으로 비싼 수준이어서 히트펌프 보급에 의한 경제성이 있다(Kim, 2016). 최근 전기요금이 인상되었지만, 농사용 전기요금(저압)은 kWh당 59.5원으로 OECD 평균 전기요금에 비교하여 저렴한 편이기 때문에 히트펌프 적용에 따른효과는 크다고 할 수 있다. 우리나라는 겨울철 외기온도가 낮게 형성되는 기후적 특성으로 인하여 난방 효율이 저하 문제로 AHP는 난방기로서의관심이 크지 않은 실정이지만, AHP 보급은 화석연료, 가스 등연료 사용 보일러 교체에 따른 온실가스 저감 효과를 나타낼수 있다. 우리나라도 EU 등의 사례에서 알 수 있듯이 공기열을 재생에너지로 인정함으로써 탄소중립실현을 위한 수단으로 이용할 수 있을 것으로 기대된다. GHP 경우에는 지하에 파이프 시스템이 매설되기 때문에 부지 소유 조건에 따라 시공가능 여부가 결정될 수도 있으며, GHP의 적용 방식에 따라 굴착 비용이 많이 소요될 수 있다. 지하수, 하천수, 해수, 폐수 등에 포함된 열원으로부터 흡수하여 난방 및 냉방을 제공하는시스템으로 축열시스템과 심야전기 활용 시에는 운전비를 크게 절감할 수 있는 것으로 알려져 있다. 그러나, 슬러지(이물질)가 유입·퇴적되면 효율이 저하되거나 고장을 일으킬 가능성이 있기 때문에 유지관리에 대한 노력이 더 요구된다. 히트펌프를 적용하는데 있어서 다양한 요소들을 고려해야한다. 히트펌프를 적용하려고 하는 지리적 조건에 따라 적합한 히트펌프를 선정하는 것과 히트펌프를 적용하고자 하는 원예시설의 크기에 적합한 용량을 선정하는 것이 효율적인 에너지 이용을 위해 주요하다. 또한, 주 열원과 보조 열원을 결합한시스템인 하이브리드 히트펌프를 이용하여 두 가지 열원을 최적화하여 사용함으로써 에너지 효율성을 극대화하기 위한 노력도 필요하다. 히트펌프의 이용 확대를 위해서는 정부의 보조금이나 세제 혜택을 통해 초기 비용 부담을 완화하는 것은중요하지만, 그와 동시에 히트펌프의 에너지 효율을 향상 시킬 수 있는 연구개발에도 투자가 필요할 것으로 사료된다. 이로부터 히트펌프에 대한 기술 발전을 촉진하고, 보다 경제적이고 지속 가능한 에너지 솔루션을 제공할 수 있기 때문이다.