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최근 주목 받고 있는 신 냉매는(1편)?
  • 한국에너지정보센터
  • 승인 2017.08.29 14:23
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공조기기 분야의 핵심 키워드 중 하나가 ‘냉매’인 만큼 공조기기 분야에서 냉매의 동향은 중요한 이슈가 아닐 수 없다.그렇다면 앞으로 기존 냉매에 대한 규제는 어떻게 바뀔 것이며, 어떤 신 냉매가 주목 받게 될 것인가?

 

‘기적의 발명’이었던 프레온 가스

프레온 가스는 어떤 것을 차갑게 하는 것을 목적으로 하는 장비에 사용하기 위해 인류가 개발한 인공 물질이다. 인체에 영향을 미치는 독성이 없고 취급하기 쉬워 다양한 제품과 산업 분야에 적용되어 ‘기적의 발명’으로 여겨지기도 했다. 그러나 노벨화학상을 수상한 미국의
롤랜드 교수가 1974년 “대기 중에 방출된 프레온 가스가 오존층을 파괴한다”는 사실을 밝혀내면서 프레온 가스는 기적의 발명에서 규제해야 할 대상으로 그 수식어가 바뀌게 된다.
오존층이 파괴되면 지상에 닿는 자외선의 양이 증가하면서 인간의 건강에 해를 끼치게 된다. 또한 동식물의 유전자에도 악영향을 미치기 때문에 치명적이다. 이렇게 심각한 문제를 가져오는 오존층 파괴의 주범이 프레온 가스로 알려지며, 세계적으로 프레온 가스 사용에 대한 대책
이 요구되기 시작했다.
이에 프레온 가스인 염화불화탄소(CFC)에서 그 대체가스로 수소염화불화탄소(HCFC)와 수소불화탄소(HFC)가 사용되었다. 그러나 HCFC와 HFC가 각각 오존층 파괴와 온실가스 효과의 요인이 된다는 점에서 이 역시 규제 대상이 되었다. 1989년에 발효된 몬트리올 의정서에서 염화불화탄소(CFC)와 수소염화불화탄소(HCFC)에 대해 규제하면서 프레온계 가스의 감축과 사용 전폐에 대한 규제가 점차 강화되었다.

오존층 보호와 지구 온난화 방지라는 목표를 위해

지금까지 진행되어 온 프레온 가스 대책은 크게 ‘오존층 보호’와 ‘지구 온난화 방지’의 두 가지로 나눌수 있다. 실제로 오존층 파괴와 지구 온난화에 대한 대표적인 세계적 협약인 몬트리올 의정서는 오존층 파괴 물질의 생산, 소비를 규제하는 의정서이며, 교토 의정서는 온실가스 배출량의 감소를 목적으로 한 의정서다.
이러한 협약을 통해 세계적으로 프레온 가스에 대한 규제는 강화되고 있지만 2020년까지 온실가스 배출량의 증가가 예상되어 새로운 대책이 필요한 상황이다. 아래의 도식은 프레온 가스 대책의 변천사를 나타낸 것이다. 오존층 보호와 지구 온난화 예방이라는 큰 두 가지
축을 목표로 프레온 가스 대책이 진행되어 왔음을 알 수 있다. 앞서 언급했듯 CFC에서 HCFC, 그리고 HFC로의 전환이 이루어져왔으며 향후 선진국은 2020년, 개발도상국은 2030년까지 CFC와 HCFC의 사용이 전폐될 예정이다.
이에 오존층 파괴와 온실효과를 더욱 획기적으로 개선할 수 있는 신 냉매의 필요성이 더욱 높아지고 있다.

위 그래프는 이산화탄소보다 1만배 이상 강력한 온실효과를 낸다고 하여 ‘슈퍼 온실가스’라 불리는 HFC 배출량의 추이를 용도에 따라 나타낸 것이다. 1990년대부터 2012년에 이르기까지 HFC 냉매의 배출량은 해마다 증가세를 보이고 있음을 알 수 있다. 이에 최근 2016년에 197개국이 HFC 감축에 합의한 ‘키갈리 협약’이 이루어지기도 했다. 이협약을 통해 HFC의 생산과 소비에 대한 규제는 더욱 가속화될 것으로 보인다.

주목 받고 있는 차세대 신 냉매는?

이처럼 주요 냉매로 사용되던 프레온 가스 계열의 냉매들이 규제, 사용 폐지의 대상이 되면서 신 냉매의 필요성과 수요가 증가하고 있다. 이에 현재 현재 지구온난화지수(Global Warming Potential, GWP) 값이 낮은 HFO 혼합제나 자연 냉매로의 전환이 진전되고 있다. 차세대 신 냉매로서 주목 받고 있는 주요 냉매들은 다음과 같다.

이러한 신 냉매의 등장과 도입은 세계적으로 냉매 분야에 큰 변화를 가져올 것으로 예상된다. 신 냉매 사용에 대한 새로운 규제와 기준이 등장할 것이고, 이를 안전하게 사용하게 할 수 있는 기술이 요구될 것이다. 또한 각 사용 조건이 다른 여러 공조기기에 적합한 각각의 현실적인 대체 냉매가 아직 나오지 않은 분야도 있어 현재로서는 전반적으로 기술적, 제도적 진전이 필요한 상황이다.

(차세대 냉매에 요구되는 새로운 지표, 용도별 차세대 냉매 후보 등에 대해서는 다음 호에서 다룰 예정이다).

한국에너지정보센터  kecenter@hanmail.net

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