기후위기에 대응하기 위해 획기적인 냉방기술 개발을 독려하기 위한 ‘Global Cooling Prize’의 최종 수상팀이 선정됐다.
지구온난화에 따른 여름철 온도상승은 인류의 커다란 위기 중 하나로 현재 전 세계 30억명이 넘는 사람들이 냉방기 사용이 어려워 건강과 안전에 위협받고 있는 상황이다.
여름철 냉방은 생활의 중요한 요소이지만 냉방기 사용은 기후위기를 발생시키는 최대 위험요소 중 하나로 손꼽히고 있다. 산업·경제발전으로 인해 냉방기 수요는 2050년까지 현재의 4배에 다다를 전망이며 냉방기 수요 급증은 파리협정 COP21 기후목표 달성을 불가능하게 만든다.
이에 따라 인도 과학기술부, 미국의 Rocky Mountain Istitute, Mission Innovation 등을 중심으로 Global Cooling Prize가 창립됐다.
Global Cooling Prize는 가정용 냉방기 수요증가로 인한 기후변화를 극복하면서 사람들의 삶을 향상시키기 위해 획기적인 신기술을 적용한 가정용 냉방기에 대해 수여하는 상이다. 특히 최준영 한국산업기술시험원(KTL) 박사가 심사위원으로 참여하고 있다.
최준영 박사는 “지구는 점점 뜨거워지고 있으며 이미 세계인구의 30%가 잠재적으로 위험한 열환경에 노출돼 있음 2100년까지 75%로 증가할 것으로 예상된다”라며 “저렴하고 획기적인 냉방기술은 생산성 증가, 건강한 삶 및 빠른 경제발전을 가능케 하고 기후변화 방지에도 필수적”이라고 밝혔다.
혁신 냉방기술통한 온실가스 배출저감
Global Cooling Prize에 지원하기 위해서는 △기준제품대비 5배 이상 기후영향이 적은 냉매 및 에너지사용 △10만단위 제조 시 소비자 설치비용 기준 제품 2배 이하 △소비전력 700W 이하 △물소비량 일평균 14L, 일일 최대 28L 미만 △전력 또는 열원의 온실가스 배출량 제로 △ODP 0, Class A 냉매 사용 △엔지니어링 솔루션 불필요, 기존 주택 활용가능 △탄소 및 회토류 사용 최소화 △표준 실외조건에서 1.5RT 냉각부하 충족 및 27℃, 60% RH 실내조건 유지 등의 조건을 만족해야 한다.
전 세계 56개국에서 총 445개 팀이 참여해 Global Cooling Prize 심사위원들은 2019년 11월15일 최종 경쟁기술을 총 8개로 압축했다.
8개로 압축된 최종 경쟁기술은 △고체 냉각기술을 활용한 Barocaloric 냉각기술(케임브리지대) △HFO-1234ze 냉매를 이용한 소형 VRF기술(다이킨, 닛켄셋케) △Low GWP 냉매적용 증기압축시스템 및 증발냉각 통합 냉방기술(고드레지&보이스) △증기압축냉각, 직접증발냉각, 환기 하이브리드시스템(그리전기, 청화대) △전기 삼투성 멤브레인 제습적용 직접 증발식 냉각시스템(크라톤, 인포시스) △증발냉각 및 멤브레인기술 적용 냉각기술(M2써멀솔루션) △Low GWP 냉매적용 고효율 하이브리드 냉각솔루션(S&S디자인) △신소재 적용 하이브리드 제습냉각기술(트랜세라, 하이얼) 등이다.
8개의 최종 경쟁기술은 약 6개월간의 실증실험을 거쳤으며 △그리전기, 청화대 △다이킨, 닛켄셋케 등이 최종우승팀으로 공동선정됐다.
그리전기, 청화대팀의 ‘증기압축냉각, 직접증발냉각, 환기 하이브리드시스템’은 세 가지 고유모드에서 자동으로 작동하도록 설계됐으며 실외기에는 소형 태양광패널이 적용돼 전체 전력소비를 낮췄다. 또한 증기압축기술의 효율성을 스마트 하이브리드 설계를 통해 확장할 수 있는 것이 특징이다.
다이킨, 닛켄셋케팀의 ‘HFO-1234ze 냉매를 이용한 소형 VRF기술’은 3개의 실내기를 하나의 실외기와 연결해 냉매유량을 최적화하는 기술로 냉매제어기술을 사용해 냉매용량을 정확하게 조절할 수 있다. 또한 냉방부하가 높은 온도조건에서 물을 분사하는 기술이 적용됐다.
두 팀은 현재 시장에서 유통되고 있는 냉방기보다 기후영향이 5배 낮은 시제품을 생산했으며 이러한 기술이 적용된 제품의 공급이 확대된다면 2050년까지 132Gt의 온실가스 배출을 저감할 수 있을 것으로 보인다.
특히 2100년까지 0.5℃ 이상의 지구온도 상승을 예방할 수 있을 것으로 기대된다.
최준영 박사는 “두 팀의 기술은 쾌적한 실내환경을 제공할 수 있지만 출시 초기에는 기존 제품대비 2~3배 가량 비쌀 전망”이라며 “그러나 LLC 관점에서 비용은 약 50% 수준으로 소비자는 3년 이후부터는 투자회수가 가능할 것”이라고 밝혔다.
톰 스타이어(Tom Steyer) 넥스트젠 아메리카 설립자는 시상식에서 “이러한 기술혁신은 Race to Zero에서 이뤄진 야심찬 약속으로 혁신기술이 적용됐다”라며 “변화에 대한 올바른 인센티브가 주어지고 이해관계자간 협력이 이뤄질 때 괄목할 수 있는 성과가 도출될 것”이라고 밝혔다.
리차드 브랜슨(Richard Branson) 버진그룹 창립자는 “냉방기시장에 새로운 변화가 현실이 돼 지구온난화를 막을 전망”이라며 “이러한 성과가 인정받기 시작함에 따라 각국 정부는 이러한 기술을 시장에 출시하는데 도움이 될 수 있는 정책과 표준 마련에 초점을 맞춰야 한다”고 말했다.
기후영향이 5배 낮은 가정용 냉방기가 전 세계적으로 공급되면 기존 가정용 냉방기 공급됐을 경우와 비교해 2050년에 약 75%의 전력사용을 절감할 수 있을 전망이다.
또한 가정용 냉방기시장이 가장 빠르게 성장하고 있는 인도의 최대부하를 약 400GW로 줄일 수 있으며 2050년에는 현재 인도 총 전력소비량과 거의 동일한 약 1,300TWh 전력소비를 줄일 것으로 예상된다.
최준영 박사는 “Global Cooling Prize는 냉방기술의 딜레마를 해결할 수 있다는 것을 보여줬다”라며 “5배 낮은 기후영향을 달성하기 위한 획기적인 냉방기술을 확인하고 테스트 및 실증을 통해 에너지소비 저감을 확인했다”고 밝혔다.
이어 “이러한 기술이 확산되기 위해서는 혁신가, 제조업체, 투자자, 정책입안자, 소비자 등 여러 주체간의 협력이 필수”라며 “아쉽게도 이번 Global Cooling Prize에 국내 기술이 선정되지 않았지만 우리정부가 추진하고 있는 알케미스트 프로젝트를 통해 제안, 개발된 기술들이 다음 Global Cooling Prize에서 세계적으로 기술력을 인정받길 바란다”고 덧붙였다.
기후위기에 대응하기 위해 획기적인 냉방기술 개발을 독려하기 위한 ‘Global Cooling Prize’의 최종 수상팀이 선정됐다. 
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