테슬라(Tesla)가 가정 난방용 히트펌프 시장 진출을 예고했다.

블룸버그에 따르면 일론 머스크(Elon Musk) 테슬라 최고경영자는 3월 1일(현지 시간) 텍사스주 오스틴 기가팩토리에서 열린 ‘투자자의 날’ 행사에서 새로운 사업분야로 가정용 난방 제품인 히트펌프 시장 진입을 검토하고 있다고 언급했다.

히트펌프는 기존 난방기구보다 효율이 좋고 지구온난화 가스 배출을 억제할 수 있는 난방시스템으로 러시아의 우크라이나 전쟁이 글로벌 에너지 위기를 촉발한 이후 점점 더 주목받고 있다. 또한 지구온난화 방지를 모색하는 각국 정부의 새로운 보조금 대상이 되고 있다.

블룸버그는 이미 히트펌프 기술을 사용한 전기차와 태양광 패널, 가정용 배터리를 제조하고 있는 테슬라에게 가정용 히트펌프가 다음 한 수임은 분명한 것 같다라며 일론 머스크가 왜 지금 히트펌프에 대해 언급하고 있는지 히트펌프 기술에 대해 소개했다.

2021년 기준 전 세계 난방 약 10% 히트펌프가 조달

히트펌프는 집이나 자동차 등 다른 공간을 따뜻하게 하는 전기적인 방법이지만 기존 차량이나 집의 전기히터와 똑같이 작동하지 않는다. 히트펌프는 열을 만들어내는 것이 아니라 열을 이동시키기 때문에 더 효율적이고 에너지 소비량도 적다. 따라서 히트펌프는 화석연료를 태우지 않고 세계 건물을 따뜻하게 하기 위한 중요한 솔루션 중 하나가 되고 있다.

히트펌프는 전선에 전기를 흘려 열을 만드는 것이 아니라 바깥 공기나 지면, 물 속에 있는 열을 꺼내 냉매로 옮겨 넣는다. 이를 압축해 방출함으로써 실내를 따뜻하게 하는 원리이다.

히트펌프 중에는 물을 데워 라디에이터나 바닥난방으로 보내는 것이나 온풍을 직접 불어 넣는 것이 있다.

블룸버그는 겨울 추위가 심한 스웨덴에서는 난방의 3분의 1 가까이를 히트펌프로 충당한다며 히트펌프가 기존 전기히터보다 뛰어나다는 말을 듣는 것은 그 효율이 좋기 때문이라고 보도했다.

일반적인 전기히터는 전력 1단위에 대해 열량 1단위의 100% 효율이지만 히트펌프는 그 2~3배의 효율이다. 특히 완벽한 조건 하에서는 최고 5배 이상의 효율을 발휘하기도 한다.

블룸버그는 히트펌프 가격은 살고 있는 지역이나 각국 정부의 히트펌프 도입 촉진을 위한 장려 제도에 따라 다르다고 언급했다.

미국에서는 3,500달러에서 20,000달러 사이에서 비용이 달라진다. Carbon Switch가 실시한 조사에 따르면 평균 설치비용은 14,000달러이다. 또 정부는 소득에 따른 설치를 위한 인센티브를 제공하고 있다.

스웨덴에서는 히트펌프 종류에 따라 다르지만 평균 비용은 약 9,000달러에서 14,000달러이다.영국에서는 공기열원 히트펌프는 7,000파운드(12,000달러)~12,000파운드의 비용이 들지만, 전력회사가 정부의 보조금으로 가스보일러와 동일한 비용으로 설치하는 경우도 있다.

블룸버그는 히트펌프가 이미 사용되는 곳 중 하나로 테슬라 자동차가 있다며 테슬라 현행 모델 모든 난방에 히트펌프를 사용하고 있어, 항속 거리가 증가했다고 보도했다.

2021년 기준 전 세계 난방의 약 10%가 히트펌프로 조달되고 있다. 가장 성장이 두드러진 곳은 중국이지만 북유럽에서는 이미 높은 이용률을 보이고 있으며 러시아의 화석연료 의존에 대한 우려로 동유럽에서 이용이 확대되고 있다. 

히트펌프, 기존 보일러 대비 내구연수 길고 CO2 배출량 적어

에어컨은 히트펌프의 일종으로 건물 내부에서 열을 뽑아 외부로 방출하는 반대의 작용을 한다. 또 히트펌프 중에는 날씨나 거주자의 요구에 따라 난방과 냉방을 모두 실시하는 것도 있다.

히트펌프는 종류에 따라 다르지만 다른 방식으로 난방하던 기존 주택에 히트펌프를 설치하려면 어느 정도의 궁리가 필요하다.

공기열원 히트펌프는 야외에 설치하기 때문에 자전거 1대 분량의 공간이 필요하다. 지중열 이용 히트펌프는 땅에 구멍이나 홈을 파서 설치해야 하기 때문에 조금 손이 많이 간다. 하지만 유지관리 비용은 싸진다.

히트펌프는 가스나 석유 보일러보다 낮은 온도에서 작동한다. 보일러처럼 단시간에 열을 공급하는 것이 아니라 장시간에 걸쳐 주위 온도를 유지하도록 설계됐다.

히트펌프는 저온에서 동작해 보다 넓은 면적에서 실내로 열을 방출할 수 있다면 보다 효율적으로 동작한다. 또 건물로부터의 열손실이 적으면 더 효과적이다. 때문에 큰 라디에이터와 바닥난방, 단열재가 유효하다.

그렇다고 히트펌프가 만능은 아니다. 도전과제도 남아 있다.

어떤 새로운 기술에도 전문 기술자와 부품 부족 등 문제가 있다. 가스망과 같은 종래의 시스템이나 설치업자가 간단하게 이용할 수 있게 됨에 따라 보일러가 고장났을 때 동일한 것을 교체하는 것이 용이하고 저렴하다. 또 단열성이 낮은 질 나쁜 주택은 히트펌프에 적합하지 않아 레트로피트가 어려울 수 있다.

히트펌프 도입에는 거주자 측의 행동 조정도 필요하다. 화석연료 보일러에 익숙한 사람들은 서모스탯을 올려 2~3시간 난방하는 데 익숙할 수 있지만 히트펌프는 거의 훨씬 낮은 수준으로 운전하도록 설계돼 있다.

히트펌프 도입은 초기 비용이 들지만 화석연료 가격이 상승하고 있기 때문에 장기적으로는 히트펌프가 더 저렴해질 수 있다. 가스보일러의 평균 수명이 10~15년인 반면 히트펌프는 20년으로 내구연수가 길다.

히트펌프는 전력망의 적어도 일부가 재생가능 에너지로 충당되고 있기 때문에 집안에서 화석 연료를 태우는 것보다 이산화탄소 배출량이 적어진다. 실제 IEA에 따르면 전기 히트펌프는 2030년 세계 이산화탄소 배출량을 최소 5억톤 감축할 것으로 예측하고 있다.