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지열 히트펌프 시스템과 이용

전문가 제언: ○ 전 세계적으로 화석연료의 가격상승과 기후변화의 대응책으로 신재생에너지 개발 및 활용에 대한 관심과 투자가 확대되고 있다. 여기에 재생에너지인 지열에너지(geothermal energy)에 대한 활용은 지구온난화에 대한 대책이 됨과 동시에 에너지비용 절약에도 기여한다. 지열을 이용하는 대표적인 시스템으로 지열 히트펌프(GSHP: Ground-Source Heat Pump)가 있다.

○ 지열 히트펌프는 건물 냉난방 방식 중 가장 친환경적이고 효율적인 방식 중의 하나다. 지열 히트펌프 시스템은 부동액이 함유된 물이나 냉매를 충전한 집열파이프를 사용하여 땅속의 지중공(bore hole)이나 얕은 도랑(shallow trenchs) 또는 호수로부터 열에너지를 흡수해 공간 난방 및 온수를 공급한다.

○ 지열 히트펌프는 일반적으로 시스템 구동에 투입되는 전기에너지의 3~4배에 해당하는 열에너지를 공급한다. 따라서 지열 히트펌프는 종래 시스템보다 설치비는 많이 소요되지만 에너지비용을 대폭 줄일 수 있다. 또한 히트펌프는 사이클 내 냉매흐름 방향을 전환함으로써 냉방과 난방이 한 시스템으로 가능하다. 이에 따라 난방기와 에어컨시스템을 별도로 설치할 필요가 없고, 난방 시 먼지나 매연 발생이 없다.

○ 미국 에너지부(DOE)의 자료에 의하면 미국 내 전기에너지의 2/3와 천연가스의 40% 이상이 건물 내에서 사용되고, 주택과 상업용 건물의 냉난방 및 급탕을 위해 전력의 40% 이상이 소비된다. 에너지수입 비용이 방대한 우리나라는 특히 건물의 냉난방 및 급탕 분야에 있어 에너지절약이 시급하다. 따라서 지열 히트펌프의 보급 확대가 필요하다.

○ 특히 우리나라는 겨울철 혹한기의 성능저하로 히트펌프가 본격적으로 보급되기 어려운 기후조건을 갖고 있다. 따라서 지열에너지를 이용하면 이 문제를 대폭 개선할 수 있다. 따라서 지열 히트펌프의 개발과 보급 확대가 요구된다. 또한 이를 뒷받침하는 지열이용 관련 법규 정비와 개발 지원책이 필요하다.

저자: Abdeen Mustafa Omer
자료유형: 학술정보