[더테크 서명수 기자]  AI 데이터센터 전력수요와 냉각부하가 급증하는 가운데 산업 공정의 탈탄소화와 에너지 전환을 동시에 실현할 핵심 기술로 히트펌프가 주목받고 있다. 산업 공정열 전기화와 데이터센터 냉각, 폐열 재활용까지 가능한 고효율 열에너지 전환 기술로 평가받으며 국가 전략기술로 육성해야 한다는 제언이 나왔다.

한국기계연구원은 최근 발간한 '기계기술정책' 제124호 ‘히트펌프, AI 시대 탄소중립을 위한 핵심 열에너지 전환기술’을 통해 글로벌 시장과 기술, 정책 동향을 분석하고 국내 산업 경쟁력 강화를 위한 정책 방향을 제시했다.

히트펌프는 저온 열원에서 열을 흡수해 고온의 열을 생산하는 고효율 열변환 장치다. 화석연료 기반 보일러를 대체할 수 있으며 산업, 건물, 데이터센터 등 다양한 분야의 열수요를 전기 기반으로 전환할 수 있다. 보고서는 히트펌프가 단순 냉난방 설비를 넘어 산업 공정 탈탄소화와 AI 데이터센터 냉각·폐열 활용을 연결하는 핵심 인프라 기술로 진화하고 있다고 분석했다.

시장 성장세도 가파르다. 글로벌 히트펌프 시장은 2024년 758억 달러에서 2030년 1,626억 달러 규모로 확대될 전망이다. 특히 제조업의 탄소중립 요구가 강화되면서 산업용 히트펌프 수요가 빠르게 증가하고 있다. 기술 경쟁의 중심도 산업용 고온 히트펌프, 친환경 자연냉매, 디지털 히트펌프, 데이터센터 폐열 활용 분야로 이동하고 있다.

산업 부문은 전 세계 최종 에너지 소비의 약 40%를 차지하는 만큼 공정열의 탈탄소화가 핵심 과제로 꼽힌다. 이에 따라 고온·대용량 히트펌프를 활용해 화석연료 기반 공정열을 전기 기반으로 전환하는 기술 개발이 활발히 진행되고 있다.

AI 확산에 따른 데이터센터 증가도 히트펌프 시장 확대를 견인하고 있다. 데이터센터는 막대한 전력을 소비하는 동시에 대규모 냉각이 필요하다. 이 과정에서 발생하는 폐열을 지역난방망이나 산업단지 열원으로 활용하기 위해 고온 히트펌프와 디지털 제어 기술의 중요성이 더욱 커지고 있다.

정책 환경도 변화하고 있다. 글로벌 주요국은 단순 보급 지원을 넘어 전기요금 체계, 탄소가격제, 기술 실증, 제조 생태계 구축을 아우르는 종합 지원 정책을 추진 중이다. 우리 정부 역시 2035년까지 히트펌프 350만 대 보급을 목표로 하고 있지만, 보고서는 산업용 고온·대용량 히트펌프와 데이터센터 폐열 활용 중심의 산업정책으로 확대할 필요가 있다고 강조했다.

한국기계연구원은 탄소중립기계연구소 산하 히트펌프연구센터를 중심으로 관련 기술 개발을 추진하고 있다. 또한 ‘케이히트업(KHEATUP)’을 대표 브랜드로 선정하고 산업용 히트펌프, 디지털 트윈 기반 히트펌프, 데이터센터 냉각 기술 등을 중점 육성하고 있다.

이운규 한국기계연구원 기계정책센터 책임연구원은 “히트펌프는 산업 공정 탈탄소화의 핵심 수단이자 전력·열·데이터 인프라를 연결하는 차세대 에너지 전환 플랫폼”이라며 “AI 데이터센터 확산과 자연냉매 전환, 산업 공정열 탈탄소화가 동시에 진행되는 지금이 산업용 고온·대용량 히트펌프와 핵심 부품, 실증 인프라를 확보할 수 있는 중요한 시점”이라고 말했다.