미국 로드아일랜드주 프로비던스에 위치한 캐롤 타워는 194세대의 공공주택으로, 1974년 준공되었다. 지난 50년 이상 거주자들은 전기 히터로 난방을 하고, 여름에는 개인이 소유한 창문형 에어컨에 의존해왔다. 그러나 이제 이 건물 전체가 최신 HVAC 시스템으로 전환되었다. 샌프란시스코 기반 기후 기술 스타트업 그레이디언트(Gradient)에서 공급한 277대의 열펌프가 설치되어 건물 전체를 냉난방할 수 있게 되었다.

캐롤 타워 열펌프 설치 현장

이 프로젝트는 총 125만 달러 규모의 공공-민간 파트너십으로 진행되었다. 프로비던스 주택청, 그레이디언트, 로드아일랜드 에너지 자원국, 에이보드 에너지 관리, 그리고 HVAC 전기화 accélération을 지원하는 엔브에어(Envir Air)가 참여했다. 이 프로젝트는 미국에서 완료된 열펌프 설치 사업 중 최대 규모 중 하나로, 단 12일 만에 모든 설치를 마쳤다. 드릴링이나 배선 공사 없이 진행된 이 작업은 건물 거주자에게 최소한의 불편만을 초래했다.

열펌프는 에너지 효율성이 뛰어나 에너지 사용량을 줄이고 탄소 배출을 감소시킨다. 캐롤 타워의 경우, 초기 추정치에 따르면 연간 45만 kWh의 에너지 절감과 약 9만 4,500달러의 비용 절감 효과가 예상되며, 연간 219톤의 온실가스 배출을 줄일 수 있어 이는 가솔린 자동차로 약 50만 마일을 주행하는 것과 동일한 효과다.

구식 건물에 최적화된 해결책

주택 건물은 미국 전체 이산화탄소 배출량의 약 20%를 차지하며, 그 중 절반 이상이 난방과 냉방에서 발생한다. 기존 HVAC 시스템은 천연가스나 냉매가 누출될 수 있어 강력한 온실가스를 배출할 위험이 있다. 이러한 시스템을 전기화하면 배출량을 크게 줄일 수 있다.

특히 열펌프는 기후 변화 해결을 위한 유망한 대안으로 꼽힌다. 화석 연료 기반 전력망에 의존하더라도, 기존 난방 시스템에 비해 매년 수톤의 탄소 배출을 줄일 수 있다.

NYCHA의 성공 사례

2022년 뉴욕시 주택청(NYCHA)은 ‘Clean Heat for All’ 챌린지를 통해 제조사들에게 전기식이고 설치가 쉬운 난방·냉방 시스템 개발을 요청했다. 그레이디언트는 중국 메이디어(Midea)와 함께 이 챌린지의 우승자로 선정되어 NYCHA 건물에 1만 대의 창문형 열펌프를 공급하기로 했다. 이 프로젝트는 현재 진행 중이며, 일부 건물에는 이미 열펌프가 설치되었다. 2023년 퀸스에 위치한 공공주택 단지에는 72대의 열펌프가 설치되어 에너지 사용량이 87% 감소하고 에너지 비용이 절반으로 절감되었다.

그레이디언트는 이후 보스턴, 매사추세츠주 첼시와 린 등 여러 주택청과 협력해 열펌프를 설치해왔다. 특히 구식 건물에 최적화된 시스템으로, 아스베스토스 제거와 같은 복잡한 리노베이션이 어려운 경우에도 효과적으로 설치할 수 있다. 또한 기존 냉방 시스템이 없거나 난방이 자주 고장 나는 건물에서도 안전하고 효율적인 대안을 제공한다.

‘열펌프 설치로 거주자들은 창문을 되찾을 수 있습니다. 기존 시스템은 창문을 막아 통풍을 방해했지만, 이제 창문을 열어둘 수 있게 되었습니다.’
— 빈스 로마닌(Vince Romanin), 그레이디언트 창립자兼CTO

캐롤 타워는 프로비던스 주택청 소속 두 개의 시니어 전용 건물 중 하나로, 거주자들의 평균 연령은 70세 이상이다. 이 프로젝트는 고령층 거주자에게 안전한 실내 환경을 제공하는 동시에 에너지 효율성을 높이는 데 기여할 것으로 기대된다.