최근 국정감사에서도 언급될 만큼 기존 사용되고 있는 냉매가 온실가스 배출물질이라는 인식이 강화되고 있다.
우리나라는 전 세계에서 이산화탄소 배출 7위이며 배출증가율은 OECD 국가 중 가장 높다. 국제적으로 수많은 학계, 단체에서 기후위기에 대한 심각성을 제기하고 있으며 우리나라도 이상기후 현상이 목격되고 있다. 이처럼 기후문제는 심각한 상황이며 온실가스 물질인 냉매는 가장 큰 원인 제공을 하고 있다.
온실가스 감축을 위한 Low GWP 냉매를 제조, 판매하고 있는 하니웰의 유기출 한국대표를 만나 냉매가 온실가스 배출에 미치는 영향과 시사점을 들었다.
■ 국내 온실가스 배출심각성은
냉매시장을 자세히 보면 여전히 전체 냉매사용량 중 오존층을 바로 공격하고 온난화지수(GWP)가 높은 HCFC류인 R22 사용이 가장 많으며 오존층파괴지수(ODP)는 없지만 GWP가 높은 HFC류인 R410A와 R134a가 주로 사용되고 있다. 심지어 선진국에서는 규제가 시작되는 HFC냉매들이 우리나라에서는 신냉매 혹은 친환경냉매로 소개되는 실정이다.
냉동·냉장시스템의 경우 현재 R404A나 R507A로 전환이 급격히 이뤄지고 있는데 이 냉매들은 기존 R22보다 2배 이상의 GWP를 가지고 있으면서 효율은 약 15% 이상 낮다. 온실가스 배출측면에서 더욱 심각하지만 현재 국내에서는 친환경 신냉매로 알려지면서 향후 누설 시 온실가스 증가 위험성이 더 커지는 상황이다.
우리나라 전체 HCFC·HFC시장의 추산규모는 약 3만5,000톤에서 4만톤대로 추정되며 각 물질별 GWP를 계산하면 약 6,500만CO₂톤 정도로 추산된다.
우리나라 냉매수입량 통계를 보면 전체 R22는 총 1만2,000톤이며 약 9,000톤 정도가 냉동공조부문에서 사용되는 것으로 추산되며 나머지는 HCFC R142와 함께 XPS의 발포용으로 사용되고 있다. 냉동공조분야에서 R22 대체냉매로 소개되는 R404A, R507A 등의 GWP는 4,000에 육박하는 냉매이며 약 1,500톤대로 수입량이 늘어나고 있는 추세다.
■ 국내 냉매전환 데드라인은
기후변화에 역행하는 시장흐름은 우리나라가 국제사회에서 개발도상국 지위를 받으며 유럽, 미국, 일본 등 선진국대비 상대적으로 완화된 규제일정을 받은 것이 가장 큰 원인이다.
한국은 개발도상국 그룹1에 해당돼 키갈리의정서에 따라 2020년~2022년 HFC 소요량 평균을 기준실적으로 잡고 2024년까지 기준실적 이상 수입을 금지하는 동결 후에 2045년까지 기준실적의 80%를 단계적으로 감축하게 된다.
단계적인 감축일정은 △2029년까지 기준실적의 10% 감축 △2035년까지 30% △2040년까지 50% △2045년까지 80%를 감축해야 한다. 하지만 아직 국회비준 절차 및 세부방침은 마련이 안된 상황이어서 업계는 대체냉매에 대한 혼란을 겪고 있다.
HFC 냉매규제 일정을 기반으로 봤을 때 일반적으로 평균 15년인 국내 냉동·냉장시스템 사용연한에 따라 더 이상 HCFC R22 기반의 설계는 적용돼서는 안되는 것은 물론 환경적인 측면을 봤을 때 GWP가 R22대비 2배 이상되는 R404A로 전환 역시 맞지 않다. 현재 설계되고 신규로 건축되는 냉동창고 및 설비는 CO₂, 암모니아 등 자연냉매시스템이나 GWP가 1,500 이하인 HFO 혼합냉매 선정이 바람직한 방향이다.
■ R448A 국내 적용이 미진한 원인은
Solstice N40®(R448A)에 대한 검증은 전 세계적으로 2만개 이상 현장에서 확인되고 있다. 국내에서는 최근 리테일마트분야에 처음 적용됐으며 지속적으로 적용매장 수를 늘려가고 있다.
또한 최근 냉동창고분야에도 적용하며 국내 공급을 늘려가고 있는 추세다. 혼합냉매 누설에 의한 냉매공비 문제는 이미 여러 실사례 및 검증을 통해 시스템에 미치는 영향분석, 솔루션까지 마련했다. 특히 스크롤, 일부 스크류 컴프레서모델과의 시너지를 통한 에너지효율 결과를 여러 매체에서 다룬 적이 있다.
R448A 적용이 더딘 이유는 크게 세 가지로 보고 있다. 국내 규제일정에 대한 불투명성, 냉동창고 운영특성, 업계의 냉매인식 문제다.
정부에서는 규제와 관련해 아직 뚜렷하게 제시된 부분이 없어 업계의 혼란이 일고 있다. 냉동창고 특성 상 임대되는 경우가 많아 에너지절감을 통한 운영비 절감, 환경문제보다는 초기 투자비용, 즉 원가가 중요시되는 경향이 있다.
HCFC 규제일정 및 향후 찾아올 HFC 규제, 대체냉매 교육을 통한 인식개선이 필요하다.
■ 자연냉매로 바로 넘어가야 한다는 의견도 있는데
시스템 규모나 사용환경에 따라 자연냉매로 전환이 가능한 현장은 전환하는 것이 맞다. 하지만 서울과 경기권은 안전규제 상 이유로 암모니아시스템 적용이 어려우며 CO₂ 역시 높은 압력 관리에 대한 우려와 여름철 급격한 효율감소 등 이유로 실제 사용이 어려운 현장들이 더 많은 것이 현실이다. 하나의 통일된 냉매사용보다는 현장에 맞는 냉매선정과 고효율시스템 설계에 대한 고민이 먼저다.
결국 대체냉매 선정에 있어 시장에서 가장 효율적이고 규제에 적합한 냉매를 선정해야 한다. 이는 지역, 사업의 규모 및 용량에 따라 선정될 전망이다.
■ 향후 냉매가격 변동전망은
약 2년간 냉매가격 하락은 지속되고 있다. 이는 중국에서 생산공장 확장으로 인한 물량증가, 최근 전 세계적으로 코로나 팬데믹 이후 급격한 투자위축으로 공급량보다 수요가 적어 역대급 가장 낮은 냉매가격을 형성하고 있다.
당장 큰 가격변동이 발생하지는 않을 것으로 예상되지만 HCFC의 경우 내년부터 국내 쿼터 감축이 지난해 6%대에서 올해 12%대로 두 배 증가하고 중국의 생산량도 줄어들 전망이어서 내년 가격상승 여지가 남아 있다.
다만 HFC의 경우 원론적으로는 향후 3년간 쿼터 베이스라인 확보를 위해 수요가 늘어나는 것이 맞지만 HCFC에서 바로 HFO냉매로 전환하는 경우를 감안하면 향후 가격이 어떻게 될지는 미지수다.
■ 제조사와 연구개발 협력은
실제 대부분의 압축기 제조사는 이미 Solstice® N40(R448A) 사용에 대한 검증이 몇 년 전 모두 끝난 상태다. 현재는 R515b 등 새로운 냉매에 대한 검증을 압축기 및 장치 제조사들과 지속적으로 협력하고 있다.
■ 웨비나에 대한 업계반응은
약 2년 전 칸kharn과 함께 진행했던 세미나가 냉매업계에서는 드물게 진행된 기술세미나임에도 불구하고 많은 사람들이 관심을 가졌다.
올해는 설계사무소 및 직접 시스템을 설계하는 사람들에게 도움이 되고자 설계관련 유의사항 등을 보강해 이틀에 걸쳐 진행했다.
감염병 예방의 일환으로 부득이하게 웨비나 형식으로 개최했지만 많은 사람들이 신청해서 신냉매에 대한 관심이 여전히 높다는 것을 알 수 있었다.
■ 내년도 사업방향은
현재 냉동분야에서는 기존 R404A(GWP 3,943)대비 GWP가 약 68% 낮은 Solstice® N40 (R448A: GWP 1,387)과 주요 컴프레서 회사들과의 협업을 통해 에너지절감, 대체냉매시스템 확보, 친환경이라는 주제로 홍보 중이다.
공조분야에서는 R123, R134A(GWP 1,300)를 대체하는 R1233zd(GWP 1) 그리고 중간냉매인 R515b를 적용한 칠러, R410A(GWP 1,924)를 대체하기 위한 업계 유일한 A1 솔루션인 Solstice® N41(R466A, GWP 733)을 주요 업체들과 협업하고 있다.
발포분야에서도 지속적으로 대체 솔루션들을 소개하며 규제일정과 별개로 이산화탄소배출 감소와 기후위기에 기여할 수 있는 방안을 끊임없이 계획하고 실행해 나갈 예정이다.
정부에서도 HCFC·HFC가 기후변화에 실질적인 위협이 되는 온실가스로서 이산화탄소배출 감축 측면에서 환경 및 산업지원정책이 마련돼 시장에 빠른 시일 내 소통이 이뤄졌으면 한다.
최근 국정감사에서도 언급될 만큼 기존 사용되고 있는 냉매가 온실가스 배출물질이라는 인식이 강화되고 있다.
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