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2025 Vol.34, Issue 1 Preview Page

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Policy Trends for Renewable Energy, and Application Analysis for Heat Pumps of Horticulture Industry

재생에너지 적용을 위한 국내·외 정책동향 및 시설원예산업에서의 히트펌프 적용성 분석

Jae Min Yu1†
,
Seongha Kang1†
,
Uk-Hyeon Yeo2*
유 재민1†
,
강 성하1†
,
여 욱현2*
1Undergraduate Students, Dept. of Regional Systems Engineering, Gyeongsang National University, Jinju 52820, Korea
2Assistant Professor, Dept. of Regional Systems Engineering, Gyeongsang National University, Jinju 52820, Korea
1경상국립대학교 농업생명과학대학 지역시스템공학 학사과정
2경상국립대학교 농업생명과학대학 지역시스템공학 조교수
*Corresponding Author
†These authors contributed equally to this work.
31 January 2025. pp. 54-61
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Abstract

Heat pumps are essential in maximizing the efficiency of using new and renewable energy sources and providing eco-friendly heating and cooling solutions. In this paper, the trends of domestic and foreign new renewable energy policies were analyzed, and the applicability was evaluated by analyzing agricultural application research according to the type of heat pump. In Korea, installation costs of the heat pump are relatively high, and supply rates are low. Still, it is necessary to pay attention to an alternative to reducing greenhouse gases in the heat sector for carbon neutrality. In foreign countries, a certain percentage of the heat energy consumption in buildings must be supplied through new and renewable energy, and the cost difference between facilities using new and renewable energy and fossil fuel is compensated through the support system for the difference in new and renewable heat energy. Recently, due to high oil prices, electricity usage for environmental control has increased in Korea, and it is thought that it is necessary to expand the use and distribution of heat pumps to respond to changes in the pricing policy and rate hikes for agriculture in the future. The heat pump varies depending on the heat source and method used. Various factors must be considered when installing such a heat pump. For efficient energy use, selecting a suitable heat pump according to the geographical condition to which the heat pump is to be applied and choosing an appropriate capacity for the size of the horticultural facility to which the heat pump is to be used are major. In addition, efforts to improve and optimize energy efficiency through a hybrid heat pump system in which two or more heat sources are combined are considered necessary.

Keywords
carbon neutrality
energy policy
greenhouse heating
heat pump
renewable energy

본 논문에서는 국내외 신재생에너지 정책 동향을 분석하고 히트펌프의 종류에 따른 농업적 적용 연구 분석을 통해 적용성을 평가하고자 하였다. 국내에서는 설치비용이 상대적으로 많이 소요되고 보급율이 낮지만, 탄소중립을 위한 열 부문 온실가스 감축의 대안으로 주목할 필요가 있다. 히트펌프는 신재생에너지원의 이용효율을 극대화하고 친환경적인 난방 및 냉방 솔루션을 제공함에 있어서 중요한 역할을 한다. 외국에서는 신재생 열에너지 공급 의무화 제도로 건축물 내 열에너지 사용량의 일정비율을 신재생에너지를 통해 공급하도록 의무화하고 있으며, 신재생 열에너지 차액 지원 제도를 통해 신재생에너지 이용 설비와 화석연료 이용 설비 간의 비용 차이를 보상하고 있다. 우리나라 원예시설의 온실 난방도 예전에는 80%가 유류였지만, 최근에는 고유가로 인하여 유류가 60%, 전기가 30%를 차지하고 있는 것으로 나타나고 있다. 따라서, 전기로의 전환을 보여주고 있으며, 추후 농사용 전기 요금 정책 변화 및 요금 인상 등에 대응 하기 위한 히트펌프 활용, 보급의 확대가 필요할 것으로 생각된다. 특히, 우리나라는 에너지 가격적인 측면만을 볼 때는 히트펌프 보급에 매우 유리한 여건에 있는 것이 사실이다. 외국과 비교하여 도시가스와 전력요금이 GDP대비 낮은 수준이며, 전력요금 대비 가스요금은 상대적으로 비싼 수준이어서 히트펌프 보급에 의한 경제성이 있다(Kim, 2016). 최근 전기요금이 인상되었지만, 농사용 전기요금(저압)은 kWh당 59.5원으로 OECD 평균 전기요금에 비교하여 저렴한 편이기 때문에 히트펌프 적용에 따른 효과는 크다고 할 수 있다.

우리나라는 겨울철 외기온도가 낮게 형성되는 기후적 특성으로 인하여 난방 효율이 저하 문제로 AHP는 난방기로서의 관심이 크지 않은 실정이지만, AHP 보급은 화석연료, 가스 등 연료 사용 보일러 교체에 따른 온실가스 저감 효과를 나타낼 수 있다. 우리나라도 EU 등의 사례에서 알 수 있듯이 공기열을 재생에너지로 인정함으로써 탄소중립실현을 위한 수단으로 이용할 수 있을 것으로 기대된다. GHP 경우에는 지하에 파이프 시스템이 매설되기 때문에 부지 소유 조건에 따라 시공 가능 여부가 결정될 수도 있으며, GHP의 적용 방식에 따라 굴착 비용이 많이 소요될 수 있다. 지하수, 하천수, 해수, 폐수 등에 포함된 열원으로부터 흡수하여 난방 및 냉방을 제공하는 시스템으로 축열시스템과 심야전기 활용 시에는 운전비를 크게 절감할 수 있는 것으로 알려져 있다. 그러나, 슬러지(이물질)가 유입·퇴적되면 효율이 저하되거나 고장을 일으킬 가능성이 있기 때문에 유지관리에 대한 노력이 더 요구된다.

히트펌프를 적용하는데 있어서 다양한 요소들을 고려해야 한다. 히트펌프를 적용하려고 하는 지리적 조건에 따라 적합한 히트펌프를 선정하는 것과 히트펌프를 적용하고자 하는 원예시설의 크기에 적합한 용량을 선정하는 것이 효율적인 에너지 이용을 위해 주요하다. 또한, 주 열원과 보조 열원을 결합한 시스템인 하이브리드 히트펌프를 이용하여 두 가지 열원을 최적화하여 사용함으로써 에너지 효율성을 극대화하기 위한 노력도 필요하다. 히트펌프의 이용 확대를 위해서는 정부의 보조금이나 세제 혜택을 통해 초기 비용 부담을 완화하는 것은 중요하지만, 그와 동시에 히트펌프의 에너지 효율을 향상 시킬 수 있는 연구개발에도 투자가 필요할 것으로 사료된다. 이로부터 히트펌프에 대한 기술 발전을 촉진하고, 보다 경제적이고 지속 가능한 에너지 솔루션을 제공할 수 있기 때문이다.

키워드
에너지 정책
온실 난방
재생에너지
탄소중립
히트펌프
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Information
  • Publisher :The Korean Society for Bio-Environment Control
  • Publisher(Ko) :(사)한국생물환경조절학회
  • Journal Title :Journal of Bio-Environment Control
  • Journal Title(Ko) :생물환경조절학회지
  • Volume : 34
  • No :1
  • Pages :54-61
  • Received Date : 2025-01-02
  • Revised Date : 2025-01-05
  • Accepted Date : 2025-01-06
  • DOI :https://doi.org/10.12791/KSBEC.2025.34.1.054
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