중국 연구진, 마이너스 전기요금 하에서 축열이 산업용 히트펌프보다 유리
중국전력과학연구원, 베이징건축대학, 상하이교통대학, 화북전력대학 연구진이 마이너스 전기요금 조건에서 산업용 열공급을 위한 열에너지저장(TES)과 히트펌프(HP)의 전 생애주기 경제성을 비교했다. 연구팀은 설비 용량 산정과 시간별 운전을 함께 다루는 2단계 공동 최적화 모델을 구축하고, 마이너스 가격의 깊이와 발생 확률을 반영했다. 중국 산둥성 산업용 요금을 기준으로 60°C 온수, 130°C 저압 증기, 180°C 고압 증기 세 가지 시나리오를 20년 수명 기준으로 분석했으며, 미래 시나리오로 −0.05위안/kWh·5%, −0.10위안/kWh·10%, −0.15위안/kWh·15%, −0.20위안/kWh·25% 조합을 검토했다. 그 결과 히트펌프 초기 투자비가 축열 설비 자본비의 30% 아래로 떨어지지 않는 한 축열이 경제적으로 유리했고, 고온 운전 시 히트펌프 COP 저하가 주요 요인으로 지목됐다. 히트펌프와 축열을 결합한 하이브리드 구성은 온수 용도에서 평가 사례의 96%에서 단독 시스템보다 우수했으나 고압 증기에서는 이점이 거의 없었다. 논문은 Sustainable Energy Technologies and Assessments에 게재됐다.
재생에너지 비중이 높아지며 마이너스 가격이 발생하는 시장에서 산업 열공급 설비 선택 기준을 정량화한 연구로, 저자는 이런 조건이 대형 계통보다 고재생에너지 마이크로그리드에서 나타날 수 있다고 밝혔다. 연구진은 계절·지역별 현물시장 가격 데이터를 반영한 후속 연구를 예고했다.
