특정물질 HFCs 감축규제 대응 방안 마련

2020-11-20

정밀화학진흥회 ‘2021년도 HCFC류 쿼터배정 안내세미나’ 개최
PU폼 발포제 대체 방안·수발포 경질PU 상용가능성 확인


한국정밀화학산업진흥회(회장 안효철)가 11월19일 서울 구로구에 위치한 포포인츠 바이 쉐라톤에서 ‘2021년도 HCFC류 쿼터배정(안) 안내 및 대체전환 촉진 세미나’를 개최했다. 

이번 세미나는 쿼터 배정안 안내와 함께 시장상황 변동 등에 관한 업계현황과 의견을 참고해 HFCs 감축규제 관련 대응방안과 효율적인 특정물질 관리 방안마련을 위해 진행됐다. 

또한 대체물질 및 대체기술 개발적용과 전망에 관한 정보제공을 통해 업계의 대체전환 및 의정서상 규제조치의 원할한 이행을 촉진한다. 

주제발표는 △발포제 대체 및 개발현황(Polyurenthane foam을 중심으로)(김상범 경기대 교수) △건축자재용 수발포 경질 우레탄폼(김경현 리드파워 이사) △2021년도 HCFC류 등에 대한 쿼터배정 요령(박지윤 한국정밀화학산업진흥회 과장) △키갈리개정서 이행 관련 국내현황(조진호 한국정밀화학산업진흥회 부장) 등 순으로 진행됐다. 

폴리우레탄폼 발포제 대체 시급
김상범 경기대 교수는 ‘발포제 대체 및 개발현황(Polyurenthane foam을 중심으로)’ 발표를 통해 폴리우레탄 발포제 대체의 중요성과 대체가 고려되고 있는 발포제에 대해 설명했다. 

단열재, 접착제, 가구, 자동차 등 주변에서 쉽게 발견할 수 있는 폴리우레탄은 발포제를 첨가해 생산한다. 첨가되는 발포제는 열 흡수, 열전도도 감소, 점도감소 등의 기능을 수행하며 화학적 발포제와 물리적 발포제로 나눌 수 있다. 

화학적 발포제에는 물이 있으며 이소시안산염과 반응해 이산화탄소를 발생하며 발포하게 된다. MC, CFC, HCFC 등이 물리적 발포제로 낮은 비점을 이용해 우레탄 반응 시 생성되는 발열에 의해 기화해 발포하는 특성이 있다. 

김상범 교수는 “대체 발포제 선정에는 독성, 가격, 친환경성, 적용성 등을 고려해야 한다”라며 “발포제 규제는 ODP 0과 GWP 1 이하 발포제 사용을 위해 강화되고 있다”고 말했다.

한국의 경우 개도국에 속해 키갈리 의정서에 따라 2020~2022년 평균소비량을 기준실적으로 2045년부터 평균소비량의 60%를 넘는 양의 HFC류 발포제의 추가 생산 및 수입이 금지된다. 주요 선진국에서는 2019년 HFC류 발포제를 10% 감축하고 2036년까지 총 85% 감축을 추진한다. 

김상범 교수는 “유럽의 경우 F-gas규제로 더욱 빠르게 발포제를 감축해 나갈 것으로 보이고 프랑스의 경우 감축량에 따라 소득세를 감면해주는 인센티브정책을 펼치고 있다”라며 “우리나라도 탄소제로 선언을 통해 감축에 속도가 붙을 것으로 예상되며 규제도 좋지만 감축기업에 대한 인센티브정책이 필요한 상황”이라고 말했다. 

HCFC류 발포제에 대한 국내 감축계획으로는 2025년까지 67.5%를 감축하고 2030년까지 97.5% 감축을 목표로 추진하고 있다. 

김상범 교수는 “경질우레탄산업의 발포용 HCFC 국내소비량 추이를 살펴보면 HCFC-141b, HCFC-142b 사용량이 줄어들고 있어 발포제 대체가 이뤄지고 있다고 판단된다”라며 “다만 블랜드 폴리올의 수입량이 급격하게 증가하고 있어 블랜드 폴리올로 수입되는 냉매의 양이 상당한 것으로 파악된다”고 밝혔다.

이어 “2016년에는 8만톤 가량이 수입돼 HCFC-142b의 국내 사용량이 줄었다고 보기는 어려운 상황”이라며 “HCFC-22의 경우 반도체 등에 사용되고 있기 때문에 사용량이 줄지 않고 있어 대체도 이뤄지지 않고 있다”고 지적했다.  

김상범 교수는 또한 “폼 종류별 글로벌 발포제시장 점유율 분석에 따르면 폴리우레탄폼이 60.9%를 차지하고 있으며 2027년 전망치는 61.2%로 발포제 대체가 더욱 시급한 상황”이라고 강조했다. 

폴리우레탄폼 대체발포제 특허 현황을 살펴보면 HFO, 물, HFC, HC 중 물이 다른 발포제에 비해 친환경적인 장점이 강해 많이 개발되고 있다. 

김상범 교수는 HFO-1233zd(LBA), HFO-1335mzz(FEA-1100), HFC-245a, HCFC-141b, 물 등을 발포제로 사용한 폴리우레탄폼의 열전도도와 압축강도, 발포제 손실률 비교실험을 통해 LBA와 HCFC-141b의 단열성능이 우수하고 HFC-245fa와 물이 압축강도가 강한 것을 확인했다"라며 "LBA와 FEA-1100이 손실률이 가장 적은 것으로 나타났다"고 밝혔다. 

수발포 경질폴리우레탄폼 상용가능성 확보
친환경 건축자재 전문 제조기업인 리드파워의 김경현 이사는 ‘건축자재용 수발포 경질 우레탄폼’ 발표를 진행했다. 

김경현 이사는 “키갈리의정서에 의해 사용금지 시기가 다가오고 있어 발포제 대체는 빨리 이뤄져야 한다”라며 “대체발포제로 물은 HCFC-141b, HFC, C-pentane과 비교했을 때 단열성능이 뒤처지지만 ODP, GWP, 환경유해성 등에서 매우 우수하다”고 말했다. 

수발포 폴리우레탄폼은 이소시안산염 관능기와 물의 반응 생성물로 이산화탄소가 발생하고 발포제 역할을 해 셀을 형성하는 방식으로 적용되고 있다. 이소시안산염 관능기와 물의 반응 후 부가 생성된 아민은 이소시안산염 관능기와 추가반응해 우레아 구조체를 형성한다. 이 때문에 우레탄결합 내에서 접착력 저하 및 표면불량을 야기시키는 한계점을 가지고 있었다.

리드파워는 단열성에 대한 시장요구와 KS규격 대응을 위해 특정 첨가제의 적용, 작용으로 인한 셀구조 및 구성체 개선을 달성했다. 

폴리우레탄폼 생산조건은 저점도, 반응특성, 성형체 구조안정화 등이 주요조건으로 꼽힌다. 기존 폴리우레탄 사양을 수발포 시스템으로 전환 시 점도 하강기능을하는 유기용제형 발포제가 없어서 고점도화된다. 

리드파워는 저점도시스템 적용으로 유연한 반응특성 변경을 구현했으며 균열(Crack), 공동(Void), 바늘구멍(Pin-hole) 등 성형불량을 개선했다. 

또한 최근 단열재시장에서 강화된 난연규격에 대응하기 위해 수발포 폴리우레탄폼과 혼합 성형될 면재의 선정 및 접착성, 성형안정성에 대한 연구개발로 준불연 확인 시험성적서를 획득했다. 

리드파워의 수발포 경질 폴리우레탄폼은 세계 유일 기술로 친환경과 화재안전성을 우선 고려하는 해외 시장에서 주목받고 있다. 

HCFC류 2021년 기준한도 전년대비 13.09%↓
박지윤 한국정밀화학산업진흥회 과장은 ‘2021년도 HCFC류 등에 대한 쿼터배정 요령’ 발표를 진행했다. 

HCFC류 2021년도 기준한도는 몬트리올의정서 상 감축목표 달성을 위해 전년대비 13.09% 감축했으며 생산 4,048톤, 소비 1만4,987톤으로 ODP톤으로 환산할 경우 각각 223ODP톤, 1,079ODP톤으로 산정됐다. 

2019년 기준 전년대비 HCFC류 물질별 국내 소비실적으로는 △HCFC-22 2,047톤 감소 △HCFC-123 21톤 증가 △HCFC-124 33톤 증가 △HCFC-141b 148톤 증가 △HCFC-142b 31톤 감소 △HCFC-225 2톤 감소 등으로 파악됐으며 총 1,878톤이 감소됐다. 

박지윤 과장은 “2019년 HCFC-22 사용은 전년대비 대폭 감소했으며 HCFC-141b는 지속적으로 감소세였으나 전년대비 소폭 증가했다”라며 “HCFC-123, HCFC-124, HCFC-225의 수량변동은 미미하다”고 말했다. 

이어 “HCFC류 용도별 사용처 중 발포제가 49%로 가장 많고 냉매가 47%로 뒤를 이었다”라며 “HCFC-22와 HCFC-141b가 발포제로 사용된 양은 HCFC-22가 2,919톤, HCFC-141b가 1,981톤으로 전년대비 각각 850톤, 408톤이 감소했다”고 전했다. 

HCFC류 제조·수입 및 판매계획은 2021년 기준수량(2009~2010년 평균 생산·소비량)이 있는 업체에 한해 제조수량 및 수입을 허가한다. 

또한 2년 연속 제조·수입실적 및 허가신청이 없는 경우 허가대상자에서 제외되며 2019년부터 허가수입량 전부를 양도한 경우 수입실적으로 인정하지 않는다. 

국내 특정물질 연도별 기준수량의 30% 이내로 특정물질 종류변경을 제한하며 기준수량의 30%를 초과하거나 특정물질 국내·외 수급여건 개선 및 산업별 수급불균형 해소를 위해 긴급대책이 필요한 경우 특정물질수급조정심의위원회를 통해 검토가 가능하다. 

중국 HCFC조기 전폐…국내기업 대비책 마련 시급
조진호 한국정밀화학산업진흥회 부장은 ‘키갈리개정서 이행 관련 국내현황’ 발표를 통해 국내 폼분야 발포제 대체에 대해 강조했다. 

국내 HFC 2019년 소비량은 총 2만500톤으로 이중 R-410A가 43%로 가장 많았으며 HFC-134 23%, HFC-152a 11%로 뒤를 이었다. 국내 HFC 소비부문은 냉매가 78%로 가장 높았으며 발포제는 13.1%로 나타났다. 

2022년부터는 개정된 HS코드가 사용될 예정이다. 기존 화학명만 표기한 것에서 냉매명이 추가된다. 

특히 단일물질과 혼합물질을 분류하는 HS코드가 신설되며 혼합물질 HS코드 중 3827.61~68은 혼합물질의 비율에 따라 물질을 분류한다. 

글로벌 폼분야 동향에 대해 조진호 부장은 “HFO, HCFO발포폼이 발포제 및 필요 첨가제의 비용이 높아 HFC폼보다 고가를 유지하고 있다”라며 “일부지역 및 시장(스프레이폼, XPS)에서의 ODS폼 발포제 대체전환 비용과 높은 단열성능 요구로 지연될 가능성이 있다”고 말했다. 

이어 “중국은 PU와 XPS에 사용되는 HCFC류 발포제를 5년 조기 단축할 계획을 가지고 있고 2023년, 2025년 단계적으로 감축하고 2026년까지 전폐할 예정”이라며 “국내 기업은 이 부분을 고려해야 한다”고 전했다. 

중국의 생산쿼터는 기준수량대비 수출은 2023년까지 45%, 2025년까지 72%가 감축되며 특히 HCFC-141b의 경우 2025년까지 86% 감축된다. 

조진호 부장은 “중국은 HPMP(HCFC Phaseout Management Plan) stage II협정에 따라 PU 및 XPS폼분야 소비량을 우선적으로 감축해 2026년에 전폐할 계획을 가지고 있다”라며 “중국 조기전폐로 인해 국내 폼분야 발포제 대체 전환이 시급하다”고 말했다. 

이어 “국내 키갈리개정서 비준이 2021년 상반기 외교부를 통해 공표될 것으로 예상된다”라며 “더불어 ‘오존층보호법’ 및 관련고시 개정도 준비 중”이라고 말했다. 

오존층보호법 개정은 특정물질에 HFC를 포함하고 부담금부과 및 수입요건확인물풀의 확대 등이 주요내용으로 구성돼있다. 

최바다 기자 bdchoi@kharn.kr
저작권자 2015.10.01 ⓒ Kharn

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