BITZER가 냉매 규제에 대응할 수 있는 CO₂압축기 제품과 지능형 IQ 모듈 솔루션을 소개해 주목받았다.
BITZER는 2월20일 KTX광명역 부근에 위치한 테이크호텔 3층 루미나스홀에서 관련업계 종사자 150여명이 참석한 가운데 ‘탄소배출 저감을 위한 BITZER 솔루션: CO₂테크놀러지와 IQ Products’ 기술세미나를 개최했다.
이날 세미나에는 변종환 비처코리아 대표를 비롯해 발표자로 나선 Mr. Jan Grubel BITZER HQ 상업용 냉동담당, BITZER 협력사인 유덕호·유영덕 삼영종합기기 공동대표, 최성호 대성마리프 사장, 이희근 동화윈 부사장 등이 참석했다.
변종환 비처코리아 대표는 인사말을 통해 “전세계적으로 친환경에너지, 효율을 높이는 장비에 대한 관심이 굉장히 높으며 이미 유럽이나 기타 지역, 심지어 동남아지역에서도 CO₂뿐만 아니라 친환경 냉매장비가 굉장히 많이, 적극적으로 적용돼 있으며 지금도 적용되고 있다”라며 “국내에서도 이러한 관심, 또는 기술에 대한 요구사항들이 많이 있어 이번 자리를 마련하게 됐다”고 밝혔다.
변 대표는 이어 “CO₂에 대한 이해를 돕는데 도움이 되고자 이번 세미나를 마련했으며 유익한 시간이 되길 기대한다”고 덧붙였다.
F-gas규제 현실화 ‘성큼’
Mr. Jan Grubel BITZER HQ 상업용 냉동담당은 BITZER의 CO₂ Technology와 IQ Products를 주제로 세미나를 진행했다.
Jan Grübel 담당은 “우리는 지구, 우리의 아이들, 그들의 미래, 우리와 함께 사는 생물에 대한 상호 책임이 있다”라며 “기후변화에 대응하기 위해서 자연냉매, 그중에서 CO₂를 냉동산업의 다양한 솔루션에 사용해야 한다”고 밝혔다.
전 세계는 몬트리올 의정서 및 키갈리개정안의 감축 시나리오에 따라 유럽은 R22 사용을 중단했으며 한국도 2035년까지 R22 사용이 금지될 예정이다.
지구온난화로 인한 환경 파괴를 줄이기위해 GWP가 낮은 또는 ‘0’인 냉매사용이 시급한 상황이며 슈퍼마켓이나 물류창고 등 새로운 F-gas규제가 당면해 있으며 녹록치 않은 상황이다. 이에 따라 GWP가 낮은 자연냉매인 CO₂가는 좋은 선택지가 될 것으로 기대된다.
Jan Grübel 담당은 “오존층파괴물질사용 감축을 위해 냉동공조산업에서 높은 GWP 및 ODP를 가진 냉매사용을 감소시켜야 하지만 쉬운 일은 아니다”라며 “에탄(Ethan)이나 메탄(Methane) 계열은 성능이 우수한 냉매이지만 인화성이 매우 높으며 H 성분이 인화성을 증가시킨다”고 지적했다.
이에 따라 “H를 Cl로 대체하면 비등점이 높아지고 인화성이 낮아지지만 CL 성분은 오존층을 파괴하며 Cl을 F로 대체하면 비등점이 낮아지고 안정성은 높아지지만 F성분은 GWP를 증가시킨다”라며 “결국 지구온난화지수(GWP)와 인화성 사이에서 냉매 선택의 딜레마에 빠져있으며 R404A, R410A 및 R22를 대체 가능한 대부분의 낮은 GWP 냉매는 인화성을 가지고 있다”고 밝혔다.
몬트리올의정서의 키갈리 개정안에 따르면 냉매규제는 전 세계적으로 동일하게 적용되지 않으며 각국 상황에 따라 규제가 진행되고 있다. 이렇다보니 아시아지역에서는 R22냉매의 단계적 감축은 이미 진행 중이며 각 국가별 HFC 및 HFO냉매 사용(수입)에 대한 기준점을 설정하고 있다.
유럽 F-Gas 규제는 R32냉매(일본 OEM의 전략에 위험요소)가 대량으로 사용되는 것을 허용하지 않으며 더 많은 자연냉매 사용을 권고하고 있다. 특히 아시아지역 중 호주, 뉴질랜드, 싱가폴 및 일본은 F-가스 감축을 위한 규제를 이미 시행하고 있다.
Jan Grübel 담당은 “늦어도 2030년에는 아시아지역의 다른 국가에서도 F-gas 규제를 시작하며 한국에서도 정치적 토론이 곧 시작될 것”이라며 “다른 국가의 상황도 관찰해야 한다”고 밝혔다. 이어 “현재 유럽의 F-gas 규제와 같이 앞으로의 규제는 대형 A/C OEM업체에 큰 부담을 줄 것”이라며 “이러한 규제는 냉동산업의 이익과는 반대로 작용할 것”이라고 지적했다.
이에 따라 냉동공조산업계가 자연냉매에 대한 △안전한 취급 및 장비 △인화성에 대한 안전규정 등 지식과 기술을 습득하고 △냉매충전량이 적은 시스템설계 △냉매 누설량 줄이기 △냉매회수 및 재생 늘리기 등을 적극 시행해야 한다. 독일 등 유럽에서는 정부 차원의 자연냉매 보급 및 확대 정책을 시행하고 있으며 슈퍼마켓 등에 자연냉매 사용 시 최대 30% 설치장려금을 지원하고 있다.
장기적 관점, CO₂최적 솔루션
Jan Grübel 담당은 대표적인 자연냉매로 △탄화수소계열(HC) △암모니아(NH₃) △이산화탄소(CO₂) 등을 소개했다.
탄화수소냉매는 석유화학산업분야에서 지속적으로 사용되고 있으며 방폭을 위한 고도의 안전조치(방폭설계)는 화학회사의 표준요구사항이다. 탄화수소의 인화성은 HFC냉매보다 더 높은 수준의 안전성을 요구하며 HCFC의 단계적 폐지와 관련 탄화수소는 1990년부터 냉장고와 냉동고에 주로 사용되고 있다.
주요 탄화수소계열 냉매는 △R1270(프로필렌) △R290(프로판) △R600a(이소부탄) 등이며 GWP는 3이다. R290은 상업용 히트펌프, 에어컨, 냉동 및 냉동기 응용분야에서 사용이 늘어나고 있으며 R600a은 주로 가정용 냉장고 및 냉동고에 사용된다.
1908년 냉매특허를 받은 암모니아(NH₃: R717)는 1913년 프리츠 하버(Fritz Haber)와 칼 보쉬(Carl Bosch)가 원소로부터 암모니아를 최초로 대규모로 합성하는 데 성공하며 현재 전 세계적으로 1억2,500만톤의 암모니아가 생산되고 있다. 냉매안전그룹은 L2로 부식성, 독성, 인화성에 취약한 반면 가용성이 높고 우수한 열역학적 특성 및 높은 효율은 장점이다.
CO₂는 오존파괴지수(ODP) 0, 지구온난화지수(GWP) 1 등으로 친환경성으로 냉매규제 대상이 아니며 인화성, 독성이 없어 냉매 규제와 관련해 장기적인 솔루션으로 고려할 수 있는 냉매로 평가받고 있다. 온난화 기후에서도 양호한 COP로 낮은 전력소비가 가능하며 높은 열전달계수로 더 작은 콘덴서 및 증발기 사용이 가능하다. 또한 낮은 압력강하로 더 작은 배관 및 용기류 등 사용이 가능하며 낮은 냉매순환량도 장점이다.
그러나 냉매로서 오랜 역사를 가진 CO₂냉매는 압력이 상당히 높아 안전측면 및 부품설계, 장시간 정지 기간동안 과도한 압력상승을 방지하기 위한 장치가 필요하다. 또한 낮은 임계온도가 31.1℃로 토출압력 및 가스냉각 출구온도가 높게 운전되는 시스템에 불리한 열역학적 특성이 있다. 또한 높은 삼중점(–56℃)으로 인한 최소 증발온도가 제한돼 적용에 한계가 있으며 누설 시 공기보다 무거워 CO₂는 바닥에 가라앉고 누설 시 냄새로 감지할 수 없어 CO₂누설감지기 설치가 필수다.
BITZER는 2022년 11월 기준 주로 상업용 냉동분야에 26만5,000대 이상 CO₂ 압축기를 판매하고 있으며 수송용 및 경산업용 응용분야에 대한 공급도 순조롭게 진행되고 있다.
BITZER는 CO₂어플리케이션용 제품으로 △미임계 CO₂어플리케이션용 압축기(SL시리즈, ME시리즈) △초임계 CO₂어플리케이션용 압축기(ECOLINE CO₂TE시리즈, ECOLINE+) △전자부품(VARIPACK, IQ모듈) △압력용기(수액기 K시리즈, 쉘-앤-튜브 가스쿨러) 등을 구비하고 있다.
이날 세미나에는 변종환 비처코리아 대표를 비롯해 발표자로 나선 Mr. Jan Grubel BITZER HQ 상업용 냉동담당, BITZER 협력사인 유덕호·유영덕 삼영종합기기 공동대표, 최성호 대성마리프 사장, 이희근 동화윈 부사장 등이 참석했다. 
F-gas규제 현실화 ‘성큼’
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