산업 폐열 활용 고온 히트펌프 기술개발 확대

에너지신문 · 2026년 10월 29일 · 큐픽스 에너지 요약

기후에너지환경부는 29일 서울 서초구 한강홍수통제소에서 '산업계 열에너지 탈탄소 전환을 위한 산업용 히트펌프 기술개발 및 활용 토론회'를 개최한다고 밝혔다. 산업용 히트펌프는 공정에서 발생하는 폐열을 회수해 고온 열에너지를 생산하는 설비로, 가정용이 8~20kW 수준인 반면 산업용은 MW급 대용량으로 고온수와 증기를 공급한다.

2024년 기준 국내 온실가스 배출량의 약 38%가 산업부문에서 발생했고, 산업부문 에너지 소비량의 70% 이상이 열에너지 생산에 쓰였다. 기후에너지환경부와 한국에너지기술평가원은 제지산업의 약 38℃ 폐열로 100℃ 이상 고온수를 생산하는 3.5MW급 대온도차 히트펌프 핵심기술 개발·실증과 180℃ 이상 고온 증기 생산 기술 개발을 지원하고 있다.

정부는 토론회 의견을 반영해 산업용 히트펌프 R&D 로드맵을 보완하고 열에너지 전환 지원방안을 마련할 방침이다.

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히트펌프COP

heat pump

히트펌프는 전기로 냉매를 압축·팽창시켜 낮은 온도의 열을 끌어올려 높은 온도의 공간으로 옮기는 장치다. 열을 만들어내는 것이 아니라 옮기는 것이므로, 투입한 전력량보다 더 많은 열을 공급할 수 있다. 이 성능을 나타내는 지표가 COP(성적계수)로, COP = 공급한 열에너지 / 투입한 전기에너지 로 정의되는 무차원 값이다. 전기 저항식 히터의 COP 가 1 인 데 비해 히트펌프는 조건에 따라 1 보다 크며, 바깥 공기가 차가울수록 끌어올려야 할 온도차가 커져 COP 는 낮아진다. 실무에서는 정격 조건의 COP 뿐 아니라 한 계절 전체 평균 성능을 나타내는 SCOP 나 냉방 기준 지표도 함께 본다. 건물 난방을 전기로 전환하는 수단으로 다뤄져 제로에너지건축물 설계에서 자주 등장한다.

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연면적 1만5,000㎡ 이상 대형 업무시설에서 ZEB 1등급 예비인증이 나온 첫 사례로, 공공기관 K-RE100 이행 과정에서 적용된 건축물 에너지 기준 수준을 보여주는 사례다.

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한국기계연구원이 총괄하는 '자율성장 AI 휴머노이드 글로벌 TOP 전략연구단'이 한국전자통신연구원(ETRI)과 협력해 기계연 내에 'AI 휴머노이드 데이터 팩토리'를 구축하고 11월 3일 개소식을 열었다. 시설은 기계연 L3동 2층과 5층에 총 1000㎡ 규모로 조성됐으며, 이족보행 휴머노이드 전용 데이터 생산시설로 운영된다. 현재 12대의 휴머노이드 로봇이 투입돼 사람이 원격 조작한 작업의 이동 경로·모션·센서 정보를 실시간 기록해 AI 학습 데이터로 변환하고 있으며, 기계연은 운용 로봇을 향후 25대 규모로 확대할 계획이다. 확보된 데이터는 시각·언어·행동(VLA) 모델 고도화에 투입되고, 개소식에서는 냉장고 물품 반출·세탁물 정돈 등 일상 동작과 차량 내부 조작계 작업, 국산 플랫폼 '카이로스(KAIROS)' 시연이 진행됐다. 기계연은 2027년 말부터 데이터 팩토리 인프라를 국내 산·학·연에 단계적으로 개방할 예정이라고 밝혔다.

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