산업단지의 에너지 사용에서는 열 공급의 중요성이 더 크다. 우리나라 제조업의 에너지 소비량을 공정으로 구분하면, 간접 가열, 직접 가열 등으로 열을 가하는 데 전체 에너지의 69.1%를 소비한다. 산업단지는 열 공급에 엄청난 에너지가 들어가기 때문에 현장에서 직접 화석연료를 연소하여 열을 생산하는 비율이 높다. 이에 따라 온실가스와 대기오염 물질이 배출되는 것은 당연하다. 그래서 산업단지도 집단에너지 설비를 도입해 열을 공급받음으로써 연료 비용을 줄이려고 노력한다.

4.3 지역냉난방을 위한 초대형 히트펌프 도입 확대

2015년 설치되어 0~150°C의 냉열과 온열을 공급하고 있는 독일 Man Energy Solutions의 전기 히트펌프 Subsea HOFIM(Decorvet, 2021)은 특히 주목할 만하다. 이름에서 알 수 있듯이 이 히트펌프는 수심 300미터 해저에 설치되어 해수의 에너지를 운반하는데, 공급할 수 있는 냉난방 출력은 23 MW(2×11.5 MW)에 이른다. 이 설비에서 자랑하는 다른 특징은 히트펌프의 냉매가 이산화탄소(CO₂; 냉매명 R744)라는 점이다. 즉, 지구온난화지수(Global Warming Potential, GWP)가 1이어서 설령 냉매가 누출된다 해도 GWP가 1500을 넘는 기존 냉매들(HCs, HFC, HFOs, HCFCs 등)보다는 지구온난화의 잠재량이 적다. 대규모 히트펌프에서 곧잘 활용하는 수열에너지는 바닷물 외에도 주거지역과 산업단지의 오폐수, 하천 및 호수의 용수, 기존 발전소의 온배수도 활용하기 때문에, 설치할 수 있는 선택 범위도 넓다.

최대 48 MW의 열을 공급할 수 있다는 Man Energy Solutions의 히트펌프도 놀랍지만, 대형 히트펌프는 점점 더 규모가 커지고 있다. 독일 함부르크는 폐수를 열원으로 60 MW 용량의 열을 공급하는 히트펌프를 가동할 예정이다(Santos, 2023). 최신 산업용 히트펌프는 70 MW도 공급할 수 있다(Siemens Energy, 2023). 여러 개의 대형 히트펌프를 통합해서 용량을 극대화한 설비도 이미 사용되고 있다. 스웨덴 스톡홀름은 7대의 히트펌프를 연결하여 215 MW의 열을 공급받고 있으며, 오스트리아 빈에 설치 중인 주거지역용 히트펌프는 55 MW의 열을 공급하는데 조만간 같은 설비를 추가해서 110 MW로 용량을 확장할 예정이다(Energy Mix, 2023). 오스트리아 설비는 MW당 1천 세대 이상의 열 수요를 감당한다니, 110 MW 용량의 히트펌프라면 약 12만 세대, 30만 명 이상의 시민에게 냉난방을 제공할 수 있다.

4.4 우리나라 도입 확대 방안