21세기는 국제 기후변화대책 및 환경문제의 중요성이 증대되고 있으며 교토의정서 채택으로 국가간 온실가스 배출 권거래 및 청정개발체재 실시 등으로 환경과 관련해 에너지시장의 새로운 질서가 대두돼 국가적 대응전략이 수립되 고 있다.
이러한 현실에 지구온난화에 대응하기 위한 UN 산하 기후변화협약(UNFCCC)은 1992년 브라질 리우데자네 이루에서 개최된 유엔환경개발회의에서 채택돼 1994년 3월부터 효력이 발생하기 시작됐다.
매년 기후변화협약 당사자회의(COP: United Nations Conference on Climate Change)가 UNFCCC 주관으로 개최돼 21세기 우리에게 가장 큰 문제인 기후변화대책을 논의하고 이행을 합의하 고 있다.
이번 논고는 지난해 12월 프랑스 파리에서 개최된 2015년 제21차 유엔기후변화협약 당사국총회(Paris 2015)의 합의에 따른 향후 냉동공조산업의 역할과 도전에 대해 의견을 제시하고자 한다.
냉동공조산업의 현 과제
냉동공조산업은 냉동기, 냉동냉장 응용제품류 및 공기조 화기류를 제조 생산하는 분야로 초기에는 인간을 대상으로 하는 생활공간의 생성 및 유지를 목적으로 사용됐다. 오늘날 에는 기계, 전자, 전기, 화학, 섬유, 건축설비, 식품, 제약 등 전 산업분야의 응용기기로 생산공정에 필수적으로 활용되는 산업용의 목적에 사용되고 있다.
현재는 사무자동화에 따른 인텔리전트빌딩의 출현에 의한 건축 및 기계설비의 급속한 발전과 전자산업의 급성장에 따라 반도체 생산공정, Bio-technology 관련 시설 등 고도의 청정조건을 요구하는 클 린룸, 특수시험을 수행하기 위한 항온·항습장치 등과 같은 특수공정에서도 그 수요가 확대되고 있다.
최근 소득수준의 향상 및 선진국형 생활구조로 전환됨에 따라 국내 냉동공조기기는 급격한 보급증가를 이뤘으며 전 세계적으로도 꾸준한 성장세를 이뤄왔다.
하지만 냉동공조 기기는 근본적인 기술이 냉동사이클을 이용하는 에너지다 소비 기기로써 건물에너지소비의 가장 큰 요소로 인정되고 있다. 건물에너지효율 향상은 녹색건축물 확대 관련 향후 건물에너지분야에 핵심이다.
건물에너지효율 향상을 위해 고 효율 외피 및 공조기술, 친환경·저에너지 건축자재, 신재생에너지 활용기술, 에너지제어 IT 융합기술 등을 통한 에너지 자립형 건물 구현이 최종적 목표다. 이러한 목표를 구현하기 위해서는 냉동공조기기의 에너지효율 향상 및 기술의 다변화가 절대적이다. 지난 수십년간 냉동공조산업의 당면과제를 논의할 때 항상 언급되는 요소는 다음과 같다.
- 친환경냉매를 사용하는 냉동공조기기
- 친환경 및 고효율 냉동공조기기
- 효율적인 에너지믹스 정책 적용을 위한 전기, 가스, 열을 사용하는 냉동공조기기의 부하관리를 통한 수요관리
이러한 과제들은 냉동공조산업이 지속적으로 발전하기 위해서는 21세기 내내 우리가 넘어야 할 숙제인 것이다. 친환경 냉매 문제는 1990년 이후 냉동공조산업이 당면한 커다란 숙제로 지난 25년간 많은 변화를 이뤄졌으나 지금도 정확한 방향이 정해지지 않아 각 제조사별로 여러 가지 길을 가고 있다. 최근 20여년간 각국의 강력한 에너지효율정책에 따라 2000년 이후 많은 냉동공조기기의 에너지효율향상은 매우 빠르게 이뤄졌고 지금도 이뤄지고 있다.
그러나 상업용 및 산업용기기에서는 아직 큰 성과를 보지 못하는 것도 사실이다. 최근 미국을 중심으로 에너지기기의 초고효율화를 위한 초고효율기기(SEAD: Super-efficient Equipment and Appliance Deployment Initiative)에 매우 관심을 가지고 이에 대한 국제적 활동을 펼치고 있으며 우리나라도 현재 수동적으로 참여하고 있는 실정이다. 선진국을 중심으로 현재의 고효율기기시장에서 향후 초고효율기기시장으로 전환해 기후변화협약을 충실하게 이행하고 미래 시장을 선점하고자 하는 의도가 전제되고 있다.
신기후변화체제에서 냉동공조산업의 역할
최근 IPCC가 내놓은 보고서에 ‘전 세계가 더 적극적인 온실가스 감축 정책을 추진하지 않으면 섭씨 2도 목표를 달성할 수 없다’고 강조한 것도 이번 COP21의 합의를 가지고 온 배경이다. 이러한 급박한 현실에 이번 COP21 합의를 위한 IEA에서는 향후 신기후변화체제에 다음과 같은 네 가지 권고사항을 제시했다.
1. 에너지효율과 신재생에너지가 주도한 5가지 행동강령으로 전 세계 에너지방출 감소
- Increasing energy efficiency in the industry, buildings, and transport sectors
- Phasing-out the use of the least-efficient coal-fired power plants
- Increasing investment in renewable energy technologies(including hydropower) over time, reaching at least $400 billion in 2030
- Gradual phasing out of inefficient fossil-fuel subsidies to end-users
- Reducing methane emissions from oil and gas production
2. 파리 합의를 이용해 단기적 행동강령과 지속적인 장기적 행동강령을 수행
3. GHG 감축을 위한 보다 쉽고 적절한 에너지기술혁신의 가속화
4. 기후변화영향에 보다 탄력적인 에너지 섹터를 형성해 에너지시큐리티 향상
최근 IEA에서는 현재 제출된 각 국의 INDC 시나리오를 기준으로 2030년까지 GHG 방출과 ‘Bridge Strategy’을 실천했을 때의 GHG 방축을 예측한 결과 [그림 2]에서와 같이 ‘Bridge Strategy’을 실천 시 2020년 이후에는 GHG가 감소될 것이라고 보고했다. 또한 각 국가별, 지역별 현재의 경제성장을 유지하면서 GHG 방출을 보다 더 달성할 것으로 예상하고 있다. [그림 3]
국내의 경우 전체 에너지 사용 비중에서 약 24%의 에너지를 주거공간과 상업용, 공공건물에서 사용하고 있으며 그에 따른 에너지절감이 절실한 실정으로 건물에너지 효율화는 녹색 선진국가 구현의 필수적이다. 건물에 있어 가장 큰 에너지소비를 차지하는 냉난방기기는 우리나라의 국가 총에너지소비 중 열에너지분야에 28%의 에너지가 사용되고 있으며 전기는 총에너지소비의 13%를 차지하고 있다.
열에너지는 주택·건물분야에서 대부분 사용되고 있어(주택 90%, 업무분야 8%, 공공분야 2%), 주택 및 업무분야의 열에너지사용을 고효율화해 에너지를 효율적으로 사용할 경우 국가에너지의 절대적인 절약과 이산화탄소의 발생을 억제할 수 있다.
즉 신기후변화체제에서 냉동공조산업의 역할과 과제는 에너지효율향상과 신재생에너지와의 융합이라 하겠다. 이 두 가지 과제는 향후 신기후변화체제에서 냉동공조산업이 인류를 위해 제공해야 하는 선물과 동시에 냉동공조산업이 살아남기 위한 숙제인 것이다. 기존 기기들의 에너지효율향상을 한 차원 높은 수준, 즉 초고효율화로 기술개발이 이뤄져야 하며 사용 에너지원을 신재생에너지와 융합해 새로운 시장을 개척해야 한다.
최근 유럽, 일본 등지에서 인정받는 건물냉난방을 위해 사용되는 히트펌프를 열원과 상관없이 일정효율 이상이면 고효율기기로, 신재생에너지기기로 인정해 주는 것도 신기후변화체제 대응의 주요수단이라 할 수 있다.
우리나라도 이미 지열히트펌프 및 해수열원에 대해서는 신재생기기로 인정하고 있지만 다른 열원에는 아직 미온적인 상태다. 이외에도 냉동공조산업이 대처해 할 숙제는 Low GWP의 냉매 사용이다. 신기후변화체제가 확정되면서 기존의 GWP가 높은 냉매 사용이 보다 빠른 시일에 사용금지가 될 것으로 예상된다.
지구온난화가 부각되면서 차량용 냉매로 유럽 신차 모델의 경우 2011년부터 시작해서 2017년까지 GWP 150 이하인 냉매로 대체되는 일정으로 정해졌다. 가정용·상업용·산업용 냉동공조기에 대해서는 Low GWP 냉매로 대체되는 구체적인 일정이 정해지지는 않았으나 향후 보다 가속될 것은 분명하다.
결문
이번 논고는 최근 파리 COP21에서 합의된 내용을 기반으로 향후 신기후변화체제에서 냉동공조산업의 과제 및 역할에 대해 기술했다. 교토의정서 이후 표류하던 기후변화협약이 마침내 모든 인류가 합의해 새로운 기후변화체제를 출범시키게 됐다. 그동안 많은 우여곡절 끝에 마침내 신기후변화체제가 출발하게 된 것이다. 이러한 합의를 이행하고 성공적으로 수행하기 위해서는 우리에게 당면한 숙제들도 반드시 풀어야 할 것이다.
우리나라가 제시한 국가 온실가스 감축목표는 절대 적은 양이 아니며 국제적으로 의무시될 경우 우리산업에 큰 영향을 미칠 것임은 명확하다. 특히 에너지산업을 중심으로 냉동공조산업에 있어서의 파장은 다른 어떤 분야보다 클 것으로 예상된다.
냉동공조산업은 에너지효율향상과 신재생에너지와의 융합으로 보다 혁신적인 기술개발과 제품을 개발해야 새로운 시장을 확보할 수 있을 것이다. 이와 함께 정부의 정책도 새로운 융합제품을 인정해 주는 방향으로 수정돼야 한다. 기존의 시장을 유지하기 위한 아전인수격의 정책은 향후 우리 산업을 점진적으로 후퇴시킬 것이다. 예를 들어 이미 유럽에서 시행하고 있는 모든 열원의 고효율 히트펌프를 신재생기기로 인정하거나 태양열, 태양광 등의 신재생열원과 융합된 냉공공조기기의 시장 확대를 위한 정책들은 우리 산업에게는 매우 필요한 것이다.
세상에 모든 일에는 양면이 존재한다고 본인은 생각한다. 신기후변화체제가 우리 산업에 매우 큰 과제로 부담이 주는 것은 사실이다. 하지만 이러한 뒷면에는 반드시 새로운 기회와 시장이 존재한다. 냉동공조산업에 관련된 모든 이들은 이러한 상황을 잘 이용한다면 신기후변화체제의 주요대응수단으로써 국가적으로 매우 큰 효과를 이룰 수 있으며 냉동공조산업을 수출집약적 산업으로도, 국제경쟁력이 강한 산업으로 키울 수 있을 거라 확신한다.
*IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change):www.ipcc.ch
*EA:ernational Energy Agency
*GHG:Green House Gas
*Bridge Strategy:a set of five actions - Energy Efficiency, Reducing inefficient coal, Renewables investment, Upstream methane reductions, Fossil-fuel subsidy reform
*IEA:International Energy Agency
*GWP:Global Warming Potentials
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UPDATE: 2024년 04월 25일 16시 33분
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