우리나라는 사계절이 뚜렷하고 겨울철에는 기온이 영하로 내려가는 날이 많다. 따라서 겨울철에 작물을 생산하기 위해서는 난방이 가능한 비닐하우스 등 온실을 이용해야 한다. 온실은 겨울철에도 다양한 원예작물을 안정적으로 생산할 수 있는데, 이를 위해서는 온실 내 환경이 작물 재배에 적합하도록 일정하게 유지, 관리되어야 한다. 

요즘과 같은 혹한기에는 온실 난방과 보온에 많은 에너지가 투입되어 경영비가 상승하는 요인이 된다. 농촌진흥청은 겨울철 온실 난방비용을 줄이기 위해 신재생에너지의 이용, 온실 난방장치의 에너지 이용효율 향상, 그리고 온실의 보온력 향상 등 관련 연구를 진행하고 있다. 

우선 태양광, 지열 등 신재생에너지를 에너지원으로 이용해 난방비를 줄이는 방법이 있다. 최근 공기열, 지열, 수열, 발전폐열 등을 열원으로 사용하는 히트펌프 기술이 상용화되고 있는데, 초기 설치비가 많이 들지만 친환경적이고 난방비 절감 효과가 높은 편이다. 히트펌프는 열이라는 의미인 히트와 펌프가 결합된 말이다. 저열원에서 고열원으로 열을 이동시키는 장치로, 이론적으로 성능계수(COP)가 항상 1 이상이 된다.

두 번째로 온실 난방기의 에너지 이용효율을 높이기 위해 배기열 회수장치, 부분난방장치 등을 활용할 수 있다. 배기열 회수장치는 온풍난방기의 연통을 통해 온실 밖으로 버려지는 200∼300℃의 뜨거운 배기열이 열교환기를 통과하도록 해 온실 난방에 이용하는 방법이다. 부분난방장치는 폴리에틸렌(PE)관을 작물의 생장부에 설치한 다음 온수를 흘려 부분적으로만 난방을 하는 장치로 에너지 사용을 최소화하는 기술이다.

세 번째로 온실의 보온력을 높이는 보온커튼, 수막시스템, 축열 물주머니 등의 활용이다. 보온커튼은 여러 종류가 있는데 그중에서도 다겹보온커튼은 PE폼, 화학솜, 부직포 등을 여러 겹 사용해 온실 보온 피복재 중 단열 성능이 가장 우수한 것으로 평가된다. 

최근 농촌진흥청에서 개발한 ‘에어로겔 이용 다겹보온커튼’은 결로 발생이 적고 투습도와 보온성 모두 개선되어 더욱 효과적이다. 수막시스템의 경우, 비닐하우스에 지하수를 뿌려 보온 또는 약간의 가온 효과를 얻는 방식이다. 1970년대 초 덴마크의 한 농가가 이상 한파를 극복하기 위해 온실 위에 밤새 물을 뿌린 데서 유래하였다.

 
국내에는 1984년경에 도입되었으며, 한 번 사용한 지하수를 배수로로 흘려버리는 비순환식 수막은 지하수 부족과 고갈이라는 문제가 있어 지하수를 재사용하는 순환식 수막시스템을 개발해 보급하고 있다. 

축열 물주머니는 낮에 온실 안으로 들어오는 태양에너지를 저장하기 위해 온실 내부 이랑 사이에 설치하는 지름 30cm, 두께 0.15mm의 플라스틱 필름 튜브를 말한다. 낮에 데워진 물이 야간에 서서히 열을 방출하면서 온실 내부 기온을 일정 수준으로 유지해주는 저비용 기술이다. 사용하는 동안 따로 관리하지 않아도 되는 이점이 있으나 작업자 동선을 피해서 설치해야 하고 파손에 주의해야 한다.

이상기후로 전 세계가 몸살을 앓고 있다. 특히 겨울철 한파가 자주 나타나고 있어 시설재배 농가의 난방비용 절감 기술 요구는 계속 증가하고 있다. 현재 보급된 온실 난방에너지 절감 기술을 시설 규모와 작물에 따라 잘 활용한다면 에너지 사용은 물론 농가 경영비도 크게 줄일 수 있을 것으로 기대한다.