탄소중립시대, 냉동·냉장산업의 지속가능한 미래를 위해 대체냉매 전환 과제를 논의하는 자리가 열렸다.

 

냉동냉장수협은 지난 9월16일 용인문화재단 작은어울마당에서 '지속가능한 미래를 위한 대체 냉매 세미나'를 개최했다고 밝혔다. 냉동냉장수협 조합원과 업계 관계자 등 100여명이 참석해 친환경 냉매전환에 대한 현장에서의 변화와 향후 나아갈 방향을 논의했다.

 

 

임창일 냉동냉장수협 조합장은 인사말을 통해 “온실가스 감축과 환경규제가 강화되면서 기존 냉매의 사용과 관리에 대한 기준이 점차 엄격해지고 있어 업계에서도 친환경냉매로의 전환을 고려해야 하는 상황에 놓여 있다”라며 “대체냉매로의 전환은 단순히 냉매만 교체하면 되는 문제가 아니라 기존 설비와의 호환성, 초기 시설투자 비용, 에너지효율, 안전성, 유지보수 등 여러 현실적인 과제가 함께 따라온다”고 말했다.

 

이어 “중요한 것은 규제대응에만 그치지 않고 현장의 여건을 충분히 고려하면서 업계가 안정적으로 전환할 수 있는 방안을 마련하는 것”이라며 “수협도 변화하는 산업환경에 발맞춰 업계에 필요한 정보를 적극 제공하고 새로운 애로사항을 관계기관에 전달하는 등 합리적인 제도와 지원책 마련을 위해 지속적으로 노력하겠다”고 강조했다.

 

이번 세미나는 △탄소중립 관련 국내 냉매제도(김영성 한국환경공단 차장) △주요국의 불소계 온실가스 냉매규제에 따른 냉동설비 변화와 지원정책(장재훈 한국기계전기전자시험연구원(KTC) 본부장) △미래를 지키는 기술, 자연냉매 솔루션(냉동기)(채강식 한국마이콤 이사) △대체냉매와 냉매 전주기 관리 전략(정형조 한강화학 이사) △HFO 냉매솔루션(박지웅 솔스티스 부장) 등 5개 주제발표로 구성됐다.

 

냉매사용기기 소유자 의무 대폭 강화

김영성 한국환경공단 차장은 ‘탄소중립 관련 국내 냉매제도’를 주제로 현재 국회에 발의된 대기환경보전법 개정안의 세부내용과 노후 냉매사용기기 교체지원사업 확대 계획을 소개했다.

 

우리나라의 수소불화탄소(HFCs) 소비량이 2020년 기준 연평균 약 2만7,000톤에 달하며 배출량은 올해 약 3,500만톤에서 2035년에는 약 6,000만톤까지 늘어날 것으로 전망된다. 기후부는 키갈리개정서에 따른 수입량 감축만으로는 2035 NDC 온실가스감축목표 달성이 어렵다고 판단해 2024년 수소불화탄소관리제도 개선방안을 통해 2030년까지 2,000만톤 감축을 목표로 세웠다. 이를 뒷받침할 대기환경보전법 개정안은 이용우 의원 발의로 지난 9월10일 국회 입법시스템에 등록됐다.

 

개정안의 핵심은 냉매 사용기기 소유자에 대한 의무 신설·강화다. 냉매사용기기나 용기로부터 냉매를 고의로 누출할 경우 1년 이하 징역 또는 1,000만원 이하의 벌금이 부과된다. 그동안 없었던 고의누출 금지규정이 처음 도입됐다. 관리대상 범위도 넓어져 법정 냉동능력 기준이 기존 20RT에서 10RT로 강화되며 공공기관은 냉매사용기기뿐만 아니라 일정 규모 이상의 냉매사용제품까지 회수대상에 포함된다. R448A, R513A 등 HFC와 다른 물질이 혼합된 냉매도 새롭게 관리대상에 편입된다.

 

신설되는 절차의무도 다수다. 연간 1톤 이상 냉매를 사용하는 제조사·소유자·유지보수업자는 연 1회 냉매정보관리시스템(RIMS)에 사용량을 신고해야 하며 미신고 시 과태료 300만원 이하가 부과된다. 냉매사용기기를 신규 설치하거나 폐기할 때도 30일 이내 신고의무가 새로 생기며 위반 시 과태료는 500만원 이하다. 누출점검 주기도 냉동능력별로 세분화돼 10~20RT는 연 1회, 20~300RT는 반기 1회, 300RT 이상은 분기 1회로 나뉜다.

 

특히 냉매누출률이 15%를 넘으면 개선명령이 내려지며 이를 이행하지 않으면 1년 이하 징역 또는 1,000만원 이하 벌금이 부과되는 벌칙 조항도 새로 마련됐다. 회수의무도 강화돼 기기를 1년 이상 가동 중단한 경우에도 반드시 냉매를 회수해야 하며 자체 회수 시에도 회수업자와 동등한 장비·인력을 갖춰야 한다.

 

노후 냉매사용기기 교체지원사업 확대 계획도 소개됐다. 2021년 한국환경공단이 처음 시행한 이번 사업은 노후된 냉매사용기기를 자연냉매나 저GWP냉매(GWP 750 이하)로 교체하는 사업자를 대상으로 정부지원 50%·자부담 50%에 최대 5억원까지 지원하는 방식으로 총 20억원 규모로 운영됐었다. 선정은 심의위원회 평가에서 70점 이상을 받은 사업자를 대상으로 이뤄졌으며 중소기업 사업장과 NH₃·CO₂ 등 자연냉매로 전환하는 사업장에 우선순위를 뒀다. 다만 이 사업은 그린뉴딜사업의 일환으로 추진된 시범사업이라 2021년 한 해로 끝났으며 2022년 이후로는 관련 예산이 편성되지 않았다.

 

2027년에는 이보다 규모를 대폭 키워 예산 200억원이 정부 예산안에 반영돼 국회에 제출된 상태다. 5년 전보다 설비단가와 물가가 크게 오른 데다 특히 CO₂냉매기기의 가격대가 높아진 점을 반영해 기존 최대 5억원이던 지원한도도 상향하는 방향으로 검토 중이다.

 

김 차장은 “최대 지원한도가 사업장이 아니라 냉매사용기기 1대를 기준으로 하기 때문에 한 사업장 내 여러 대를 동시에 교체하면 지원금이 합산될 수 있지만 특정 사업장으로의 지원 쏠림이나 혜택분산문제도 있어 세부기준은 아직 확정되지 않았다”고 설명했다.

 

지원대상 선정은 자연냉매 전환과 국내에서 냉매사용기기를 가장 많이 쓰는 냉동·냉장창고를 중심으로 편성할 계획이다. 협약체결 이후 실제 계약은 국가계약법에 따라 조달청 입찰계약으로 진행돼야 하는 만큼 관련 업무에 익숙하지 않은 사업장을 위한 지원방안도 고려 중이다.

 

김 차장은 “사업의 지속 여부에 대해서는 아직 단년사업으로 정해진 것은 아니며 수요와 예산 소진율, 온실가스감축 효과 등 성과에 따라 예산이 계속 편성될 가능성이 있다”라며 “예산이 확정되는 대로 늦어도 올해 12월 중 세부공고를 내고 신청부터 종료까지 최대 1년의 공사기간을 보장하는 것을 목표로 하고 있다”고 밝혔다.

 

韓, 냉매발 온실가스 배출 비중 5%⋯ 세계평균 2배

장재훈 KTC 본부장은 불소계 온실가스 냉매규제에 따른 주요국의 냉동설비 변화와 지원정책을 주제로 발표했다.

 

냉매사용으로 인한 온실가스 배출은 전 세계 배출량의 약 2~3%를 차지한다. 국내상황은 이보다 심각해 우리나라 총 온실가스 배출량 약 6억톤 중 냉매로 인한 배출량이 약 3,000만톤이다. 전체의 약 5%를 차지해 세계 평균의 두 배에 달한다.

 

장 본부장은 “국내는 R22를 오래 사용해 왔으며 R404A, R507 등 GWP가 높은 HFC냉매로 전환한 다소비 구조와 냉장·냉동 수요가 큰 콜드체인산업 특성이 겹친 결과로 냉매로 인한 온실가스 배출이 높다”라며 “일본도 비슷한 산업구조로 배출 비중이 높은 편”이라고 설명했다.

 

유럽은 2004년부터 냉매관리 법·제도를 운영해 왔다. 유럽연합 전체 배출량이 1억톤에 못 미치며 가장 많이 배출하는 국가도 한국의 30% 수준인 1,000만톤 정도다. 20년 넘게 누출관리와 자연냉매 전환에 막대한 예산을 투입해 온 결과다.

 

2024년 개정된 New F-Gas Regulation은 톤당 3유로의 고정비용 등 경제적 압박과 단계적 폐지일정을 통해 대체냉매 전환을 가속화하고 있다. 독립형 냉동장비는 2025년부터, 일반 고정식 냉동설비는 2030년부터 GWP 150 이상 냉매의 시장출시가 원칙적으로 금지된다. 누출점검대상도 HFO까지 확대됐으며 냉매사용기기 유지보수 시 재생냉매 사용을 사실상 의무화하는 조항도 마련됐다. 독일은 BAFA 보조금제도를 통해 지난해까지 5,200대의 설비교체를 지원하며 3억유로를 투입했으며 이를 통해 전력사용량을 40% 절감하는 성과를 냈다.

 

미국은 AIM Act에 따라 HFC 생산·소비 허용량을 2024~2028년 60%, 2036년 이후 15% 수준까지 단계적으로 감축하고 있다. 2025년 1월부터는 품목별로 기준 GWP 이상 냉매의 사용·생산·판매를 제한하는 기술전환규칙도 시행 중이다. 2026년부터는 상업·산업용 냉동설비에 정량적 누출수리 의무가 도입됐으며 2029년부터는 지정용도에 재생 HFC사용이 의무화된다.

 

솔스티스, 케무어스 등 기업이 신냉매를 개발하고 정부는 스냅 프로그램으로 대체물질을 심사하는 한편, 20년째 이어온 GreenChill프로그램은 AI·DX기반 예지보전기술로 식품 냉동매장의 냉매누출을 억제하고 있다. 캘리포니아주는 GWP 10 미만 초저GWP냉매 전환에 특화된 F-gas 감축 인센티브 프로그램(FRIP)을 별도로 운영 중이다.

 

일본은 우리나라 대기환경보전법 개정과 유사한 프레온배출억제법을 10년 전 제정해 한때 5,000만톤을 넘던 배출량을 3,000만~4,000만톤 수준까지 낮췄다. 2023년부터 2027년까지 매년 약 250억원 규모의 예산을 투입해 편의점 소형냉동고부터 식품쇼케이스, 대형냉동기까지 자연냉매로 교체하는 사업을 진행해 이를 통한 감축효과가 2,000만톤 이상으로 집계되고 있다.

 

질의응답에서는 국내에도 A2L 냉매 안전기준을 완화할 수 있는지에 대한 질문이 나왔다. 장 본부장은 “A2L에 대한 필요성은 계속 강화되고 있지만 국내에서는 아직 사용량이 아직 많지 않으며 최근 R32 관련 폭발사고 사례도 있었던 만큼 안전관리 기술요건이 갖춰진 뒤 다시 한 번 전향적으로 검토돼야 할 것”이라고 답했다.

 

암모니아냉매 냉동기, 국내현장 전환사례 확산

채강식 한국마이콤 이사는 ‘미래를 지키는 기술, 자연냉매 솔루션’을 주제로 한국마이콤의 암모니아·CO₂기반 자연냉매설비 라인업과 국내 도입현황을 소개했다.

 

1973년 설립된 한국마이콤이 서울 본사와 창원 1·2공장, 부산·여수·익산지사를 통해 전국 2시간 내 서비스망을 구축하고 있다. 일본 마에카와그룹의 한국법인으로 전 세계 45개국 155개 거점, 9개 생산공장을 둔 글로벌 네트워크의 일원이다.

 

산업용 자연냉매로는 탄화수소, CO₂, 암모니아, 물, 공기 등 다섯가지가 쓰이는데 냉동·냉장분야에서는 암모니아와 CO₂가 주로 활용된다.

 

한국마이콤의 자연냉매 대표제품은 암모니아-CO₂ 브라인냉동기 ‘NewTon’과 ‘MC-500/1200’이다. 기계실에만 암모니아를 순환시키고 창고·동결실·물류센터 등 현장에는 CO₂브라인을 순환시켜 냉각하는 구조로 냉매충전량을 크게 줄인 것이 특징이다.

 

채 이사는 “기존 암모니아 액펌프방식에 비해 냉매충전량을 최대 38배까지 줄였다”라며 “이를 통해 누설로 인한 위험을 대폭 낮추며 프레온 공랭식대비 최대 50%의 에너지절감효과를 낼 수 있다”고 밝혔다. 이어 “실제 자체테스트에서는 공랭식대비 35~40%의 절감효과가 확인됐다”라며 “NewTon시리즈는 R-3000 기준 1kW당 암모니아 200g, R-6000은 38kg, R-8000은 55kg 수준이며, MC-500/1200은 이보다 다소 많은 500g·1200g/kW이지만 기존 액펌프 방식보다는 10배 이상 적은 충전량”이라고 설명했다.

 

CO₂만을 냉매로 쓰는 초임계냉동기 ‘MC-ECO2’는 외기온도 28도를 기준으로 아임계와 초임계 사이클을 오가는 제어가 필요하지만 냉매규제로부터 자유롭고 기존 프레온설비대비 평균 30%의 전력 소비량을 절감할 수 있다. 법정 냉동능력이 20톤·50톤 미만인 모델은 신고·안전관리자 선임이 면제돼 닭고기 가공공장, 냉동식품 가공공장 등에 도입된 사례가 있다.

 

채 이사는 “기존 프레온 설비를 자연냉매로 효과적으로 바꾸기 위해서는 한 번에 전체를 교체하기보다 층별·구역별로 단계적으로 전환하는 리뉴얼모델을 권장한다”라며 “실제 적용사례로 통영의 한 굴 가공공장은 2022년 통영시·환경부 지원사업을 통해 R22 왕복동냉동기와 프리저를 MC-1200과 신규프리저로 교체했으며 고성의 수산·냉동식품 가공공장은 2024년 스마트생태공장 구축사업을 통해 MC-ECO2 F65와 신규 유닛쿨러를 도입해 만족하며 사용 중”이라고 말했다.

 

냉매 전주기관리 원스톱체계 구축

정형조 한강화학 이사는 ‘대체냉매와 냉매 전주기관리: 지속가능한 콜드체인을 위한 우리의 전략’을 주제로 폐냉매 회수·재생을 통한 냉매 전주기관리의 필요성을 발표했다.

 

HFC냉매는 2045년까지 기준수량대비 80% 감축이 예정돼 있어 냉동·냉장업계의 대체냉매 전환이 불가피하다. 4세대 냉매(HFO)는 다국적기업 중심 공급구조와 특허제약에 따른 비용문제가 전환부담으로 작용하고 있다.

 

자연냉매 전환에도 기술적·경제적 과제가 따른다. CO₂냉매는 고압에 대응한 설비가 필요하며 R290 등 탄화수소계 냉매는 가연성에 따른 안전관리가 요구된다. 기존설비의 전면적인 교체에 따른 투자비용도 냉동·냉장업계가 고려해야 할 주요과제다.

 

이에 대한 대응방안으로 폐냉매 회수·재생을 중심으로 한 냉매 전주기관리체계가 제시됐다. 기존설비에서 회수한 냉매를 정제·재생해 다시 공급함으로써 신규냉매 수요를 줄이고 기존설비를 지속적으로 활용하는 구조다.

 

정형조 한강화학 이사는 “냉매를 사용 후 폐기하는 소모품이 아닌 순환자원으로 활용하는 것이 중요하다”라며 “공급부터 사용·회수·재생·재공급까지 전 과정을 관리해 냉매사용량을 줄이고 대체냉매와 신규설비 도입에 따른 비용부담을 완화할 수 있다”고 말했다.

 

글로벌시장에서도 냉매 회수·재생을 기반으로 한 순환경제가 확산되고 있다. 특허를 보유한 글로벌 냉매제조사들은 신규생산 부담을 줄이기 위해 냉매 재생기업과 협력하고 있으며 식품 저온유통망에서는 폐냉매를 회수·재생해 다시 공급하는 순환체계가 글로벌 스탠다드로 자리잡고 있다.

 

정 이사는 “국내 냉매 회수율은 1~2%에 불과하며 이를 10~20%까지 높인다면 냉동·냉장업계가 큰 경제적 부담없이 기존설비를 상당기간 유지할 수 있을 것”이라며 “폐냉매 회수·재생물량이 확대되면 재생냉매 활용에 따른 비용부담도 줄어들 것”이라고 강조했다.

 

냉매관리제도 강화에 따라 전주기관리의 중요성도 커지고 있다. 2027년부터 냉매관리대상이 대폭 확대되며 생산자책임제도(EPR) 도입 등 관리체계가 강화될 예정이다. 이에 따라 냉매의 사용부터 회수·재생까지 전 과정에 대한 체계적인 관리가 요구된다.

 

한강화학은 지난 1월 냉동냉장수협과 체결한 냉매활용협력 MOU를 기반으로 회원사 대상 냉매공급을 이어가고 있다. 향후 냉매공급부터 회수·재생·처리까지 연계한 원스톱관리체계를 통해 회원사의 냉매전환 부담을 줄이고 지속가능한 콜드체인 구축을 지원할 계획이다.

 

정 이사는 “다가오는 냉매규제는 위기가 아닌 새로운 기회가 될 수 있다”라며 “냉동냉장수협과 함께 냉매 전주기관리와 100% 자원순환체계를 구축해 국내 수산식품 물류의 친환경·지속가능성을 높여나갈 것”이라고 강조했다.

 

R448A·R455A, 저GWP냉매 전환 해법

박지웅 솔스티스 냉매사업부장은 ‘Solstice HFO Solution: 콜드체인산업의 Low-GWP 전환을 이끄는 동력’을 주제로 발표하며 상업·산업용 냉동분야의 저GWP냉매 전환방안과 글로벌 적용사례를 소개했다.

 

콜드체인산업에서는 냉매규제 강화에 따라 기존 R22·R404A·R507 등을 대체할 수 있는 저GWP냉매 전환이 요구되고 있다. 솔스티스는 R448A와 R455A 등을 활용해 냉매의 환경영향을 줄이고 기존 시스템성능과 에너지효율 유지방안을 제시했다.

 

R448A는 기존 R22·R404A·R507 등을 대체할 수 있으며 R455A는 GWP 150 이하 규제에 대응할 수 있는 A2L냉매다. 특히 R404A를 R448A로 대체할 경우 냉동능력을 유사한 수준으로 유지하면서 솔스티스 자체 시뮬레이션 기준 약 10~15%의 에너지절감 효과를 확보할 수 있다.

 

특히 R448A는 기존 냉동설비를 활용한 레트로핏이 가능하다는 점이 강조됐다. R22설비는 윤활유와 필터드라이어, O링 등 일부 부품을 교체하고 제어시스템을 조정해 R448A를 적용할 수 있다. R404A설비 역시 기존 윤활유를 유지하면서 일부 부품과 제어설정을 변경해 전환할 수 있어 설비의 전면적인 교체에 따른 투자부담을 줄일 수 있다.

 

솔스티스는 냉매전환 레트로핏 가이드도 제공하고 있다. 가이드에는 압축기와 오일, 배관, 팽창밸브, 제어설정, 누설관리 등 실제 냉매전환에 필요한 주요 절차가 포함됐다.

 

국내·외 냉동·냉장시설에 적용사례도 소개됐다. 국내에서는 수원 미군기지 식자재 냉동·냉장창고의 노후 R22설비에 R448A가 적용됐다. 기존대비 GWP를 약 28% 낮추고 오존층파괴지수(ODP)를 0으로 낮추면서 기존 시스템의 성능을 유지하는 냉매전환을 추진했다.

 

중국 베이징 유니버설스튜디오의 2만3,000m³ 규모 냉동창고에도 R448A가 적용됐다. 기존 R404A대비 CO₂배출량을 약 70% 줄였으며 냉동시스템 에너지효율은 10~15% 개선된 것으로 나타났다. 상하이 의료용 콜드체인 냉장창고에서는 백신보관·유통환경에 R448A를 최초 적용해 R404A대비 GWP를 약 68% 낮추고 에너지사용량을 약 12% 절감했다.

 

GWP 150 이하인 R455A 적용사례도 확대되고 있다. 독일 Edeka매장에는 열회수기능을 포함한 워터루프 냉동시스템에 R455A가 적용됐다. 기존 프로판 플러그인시스템대비 에너지소비를 40% 줄였으며 동급 CO₂시스템대비 초기투자비는 35% 절감한 것으로 나타났다.

 

저GWP 냉매전환 시 환경성과 경제성, 안전성을 종합적으로 고려해야 할 필요성도 강조됐다. 솔스티스는 지속가능한 냉매솔루션의 선정기준으로 △규제준수 △CO₂배출저감 △총소유비용(TCO) △안전성을 제시했다.

 

박 부장은 “규제와 관계없이 현재 사용하고 있는 냉매를 어떤 방식으로 전환할 것인지 검토할 필요가 있다”라며 “투자비용과 효율, 에너지절감, 안전성 등을 종합적으로 판단해 적합한 냉매를 선정해야 한다”고 강조했다.