공기열 증기 생산 히트펌프와 태양광·배터리 통합 경제성 분석
이탈리아 칼리아리대학 연구팀이 산업용 증기 생산을 위한 3단 공기열 히트펌프를 현장 태양광, 배터리 저장장치, 전력망과 결합한 하이브리드 시스템을 설계했다. 이 시스템은 산업 폐열에 의존하지 않고 주변 공기에서 열을 추출하며, 15bar 포화증기를 시간당 2톤 연속 생산하도록 설계됐다. 연구팀은 태양광 0~12MW, 배터리 0~24MWh, 계통 전력가격 20~200유로/MWh 범위에서 열균등화비용(LCOH)을 최소화하는 용량을 최적화했다. 20년 사업기간에 할인율 5%를 적용한 결과 최소 LCOH는 칼리아리가 약 55~109유로/MWh, 베를린이 약 55~149유로/MWh로 나타났다. 계통 전력가격 200유로/MWh에서 칼리아리 최적 구성은 자급률 약 91%를 달성했으나 베를린은 상당한 태양광·배터리 용량을 설치해도 60% 미만에 머물렀다. 연구 결과는 Energy Conversion and Management에 게재됐다.
산업 공정열 탈탄소화 수단인 고온 히트펌프의 경제성이 설비 효율뿐 아니라 전력 조달 구조와 지역 일사량에 따라 달라진다는 점을 정량화한 연구다. 연구팀은 일사량이 주변 기온보다 태양광·저장장치의 경제적 편익에 더 큰 영향을 미쳤다고 밝혔다.
















