냉매 구분 | 오존층파괴지수(ODP) | 지구온난화지수(GWP) | ASHRAE Class | 비고 |
R22 | 0.055 | 1,760 | A1 | HCFC 규제 대상 |
R404A | 0 | 3,943 | A1 | HFC 규제 대상 |
R507 | 0 | 3,985 | A1 | HFC 규제 대상 |
R410A | 0 | 1,924 | A1 | HFC 규제 대상 |
R717 | 0 | 0 | B2 | 독성 |
<국내 사용 주요 F-gas>
각종 냉동공조기기의 작동매체로 널리 사용됐거나 사용 중인 CFC(ChloroFluoroCarbon), HCFC(Hydro ChloroFluoroCarbon), HFC(Hydro Fluoro Carbon) 등의 불화가스(F-gas)와 CO₂, 암모니아, 프로판 등 자연냉매를 통칭해 ‘냉매’라고 부른다.
냉동공조기기에서 ‘냉매’는 혈액과 같으며 냉동기(공조기, 에어컨, 냉장고 등) 내부에서 열을 흡수해 온도를 낮추는 화학물질도 있고 자연에서 얻어지는 물질도 있다. 열전달을 통한 냉난방, 냉동·냉장 등의 효과를 위해 사용되는 물질로 에어컨, 냉동고 등의 장치 안에서 물적 상태가 변하면서 냉방, 난방, 저온 등의 효과를 제공한다.
오존층파괴 및 지구온난화를 유발하는 물질인 F-gas(냉매)에 대해 전 세계적으로 규제가 강화되고 있다. 그러나 오존층 파괴와 지구온난화의 주범인 프레온 가스로 대표되는 냉매는 그 피해를 감수하고도 사용할 수밖에 없는 ‘필요악’으로 인식돼 왔다.
그동안 CFCs(염화불화탄소: R11, R12)와 HCFCs(수소화염화불화탄소: R22, R123)는 오존층파괴 등으로 몬트리올의정서에서, HFCs(수소화불화탄소: R134a, R404A, R407C, R410A)는 지구온난화 문제로 교토의정서를 통한 규제물질로 지정돼 왔다.
특히 키갈리개정서는 GWP가 높은 HFC의 전 세계적 규제를 위해 HFC의 생산, 소비를 감축하는 의정서로 채택됐다. HFC 18종을 규제대상으로 정하고 선진국·개도국을 구분해 최장 2047년까지 80~85%를 감축키로 했다. 개정서는 2019년 1월1일 발효될 예정이다.
우리나라는 2024년부터 규제를 시작해 2045년까지 2024년 기준수량의 80%를 감축해야 한다. 키갈리개정서 채택으로 Low GWP 대체물질이 적용된 냉동공조장비의 성능향상 향상을 위한 R&D 활성화와 High GWP 물질을 대체하기위해 FHO 단일 혹은 HFC+HFO 혼합물에 중점을 둔 기술개발이 시급한 상황이다.
업계의 한 관계자는 “마트를 포함한 리테일 매장에서는 주로 R22가 사용 중이며 편의점에는 주로 R410A가, 상업용 냉장고와 냉동고 및 일부 마트와 슈퍼에서는 R-404A를 사용하기도 한다”라며 “이처럼 대부분의 국내 콜드체인 시스템에서의 주요 냉매는 아직도 오존층을 파괴하는 HCFC계열인 R22로 문제가 심각하다”고 지적했다.
CO₂ 등 자연냉매 대안될까
CO₂를 냉매로 사용한 것은 1860년대까지 내려간다. 최초로 CO₂를 냉매로 냉동시스템에 적용한 것은 1866년 선박의 육류냉동이다.
로이드(Lloyds) 등록자료에 따르면 1930년대까지 약 90%의 선박용 냉동시스템에 CO₂가 적용됐지만 1940년대 (H)CFCs 계열 냉매가 개발되면서 급속히 CO₂시스템을 대체했다.
이후 1990년대 지구온난화 문제가 대두되면서 냉매로써 CO₂가 다시 한 번 시장에서 주목받고 있으며 2010년 유럽에서 R22의 신규적용을 전면 중지하고 HFCs계열 냉매의 적용 제한 일정을 발표하면서 시장에서 CO₂냉매가 폭발적으로 확산되고 있다. 이는 물론 유럽 등 선진국 얘기다.
우리나라는 여전히 CO₂냉매 적용에 불안감이 크다. 바로 높은 압력 때문이다. 일반적으로 5.7~35bar(-55~0℃)이지만 증발기에서 핫가스 제상방식을 사용한다면 운전압력은 대략 10bar까지 상승하기 때문이다. 하지만 충분히 안전성을 검증한 시스템이 갖춰져 있음에도 실제 국내에서 적용하기 꺼리는 이유는 고압가스안전관리법도 한 몫을 하고 있다.
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