[논문]국내 저온창고 냉매누출, 회수, 재활용 및 재충전 분석

박창용

문제 정의

하지만 현실적으로 많은 냉매가 사용되고 있는 저온창고에서의 냉매사용에 대한 통계적 조사가 수행되지 않아 온난화 물질 감소를 위한 제도적 장치를 마련하는데 어려움이 있어왔다. 이러한 배경에서 본 원고에서는 수산물 냉동냉장창고를 중심으로 프레온 냉매 사용에 대한 조사를 수행한 결과를 수록하였다. 또한, 저온창고를 운영하는 현장을 방문하여 그 실태를 파악한 내용도 제시하였다.
또한, 저온창고를 운영하는 현장을 방문하여 그 실태를 파악한 내용도 제시하였다. 이러한 조사를 통하여 향후 저온창고의 냉매배출 감소를 위한 현실적 제도 수립에 관한 의견을 제시하고자 하였다.
한국 HVAC 협회에서는 공기조화기를 위주로 냉매 충전량 및 보충량에 대해 조사를 수행하였으며, 이에 관한 내용도 본 조사와 관련 있는 유용한 데이터로 생각하여 본 기고에 간략히 소개하고자 한다. 현실적으로 냉동기에 보존된 냉매량의 정확한 산정은 어려우며 특히 건물용을 포함한 산업용 냉동기와 상업용 냉동기를 제외한 중소형 냉동기에 대한 냉매 사용량의 산정은 관련 통계 및 조사가 되어있지 않기 때문에 거의 불가능하다.

제안 방법

이러한 배경에서 본 원고에서는 수산물 냉동냉장창고를 중심으로 프레온 냉매 사용에 대한 조사를 수행한 결과를 수록하였다. 또한, 저온창고를 운영하는 현장을 방문하여 그 실태를 파악한 내용도 제시하였다. 이러한 조사를 통하여 향후 저온창고의 냉매배출 감소를 위한 현실적 제도 수립에 관한 의견을 제시하고자 하였다.

대상 데이터

국내 저온창고의 냉매 사용 및 회수 관련 현황을 알아보기 위해 4개의 냉동냉장 창고회사를 방문하였으며, 현장조사는 2013년 12월 6일에서 10일 사이에 서울 소재 A사와, 경기도 소재 B, C, D사에서 수행되었다. 각 업체에 대한 현장 방문 요약에 관한 내용이 표 5 ~ 8에 요약 정리되었다.
현실적으로 냉동기에 보존된 냉매량의 정확한 산정은 어려우며 특히 건물용을 포함한 산업용 냉동기와 상업용 냉동기를 제외한 중소형 냉동기에 대한 냉매 사용량의 산정은 관련 통계 및 조사가 되어있지 않기 때문에 거의 불가능하다. 이들 중 통계와 검사 등 가능한 방법을 동원하여 사용량의 윤곽 추정이 가능한 중대형 냉동냉장기기에 사용되는 냉매량을 대상으로 하였으며, 산출해 보면 중대형 냉동기 내부에 충전된 프레온계 냉매량은 약 11,046톤 정도이고, 그중 약 24.2% 정도가 누출되어 연간 2,269톤 정도가 충전되는 것으로 파악되었다. 물론 충전되는 전량이 공기 중으로 방출되는 것은 아니지만, 대부분이 적정하게 처리되지 않는 것으로 보인다.

성능/효과

각 업체가 보유한 모든 냉동기에 충전된 프레온계 냉매의 총량을 분석해 보면 약 반 정도의 업체가 1톤 미만인 것으로 조사되었으며, 설문에 응답한 업체의 10%는 총 냉매 충전량이 10톤 이상이었다.(표 2)
예를 들어 1990년대 기준이기는 하지만 미국에서는 전체 냉매 충전량의 35% 이상의 누설에 대한 재제 조치를 한 예가 있음을 참고 할만하다. 관련 법규나 기술의 지원이 전무한 상황에서 비현실적인 누설률을 적용하여 법을 만드는 경우 실효성이 떨어질 것이므로, 선진국보다 약간 높은 수준의 누설률을 허용하는 것을 시작으로 하여 시간 경과에 따라 선진국의 기준에 근접하는 낮은 누설률로 유도하는 것이 바람직할 것으로 보인다.
물론 충전되는 전량이 공기 중으로 방출되는 것은 아니지만, 대부분이 적정하게 처리되지 않는 것으로 보인다. 냉동기의 구조나 압축기의 종류에 따라 냉매의 유출 비율이 다르겠지만 현장을 방문하여 조사한 바로는 전체 충전량의 약 20%에서 40% 정도의 냉매가 연간 방출되고 있는 것으로 파악되었다.
냉매의 회수와 재생은 규제보다 지원 및 인센티브를 확대하는 것이 효과적일 것으로 보인다.
본 조사를 위한 설문결과 냉매의 연간 누설률은 전체 충전량의 20~40% 정도로 조사되었으므로 산술적으로 보면 냉동냉장 창고 및 저온저장고와 쇼케이스의 누설량 충전에 사용되는 냉매량은 연간 약 4,300톤에서 8,700톤 사이이며, 이 중 프레온계 냉매를 사용하는 시스템이 약 70% 정도라고 한다면 최종적으로 프레온계 냉매의 약 3,000톤에서 6,100톤 정도가 냉동냉장창고 및 쇼케이스의 누설량 충전에 사용되는 것으로 추정된다. 실제 현장을 방문하여 조사한 결과 연간 누설률은 40% 가까이 될 것으로 예상되며 이를 통해 예측하여 본다면 약 5,000톤 정도의 프레온계 냉매가 냉동냉장창고 및 저온저장고와 쇼케이스의 누설량 충전에 사용될 것으로 예상된다.
냉매의 충전율과 보충량에 대한 답변은 49개 업체로부터 받았으며 이에 관한 내용은 표 3 및 표 4에 요약 제시되었다. 설문조사 결과 평균 21% 정도의 냉매가 누출되는 것으로 나타났다. 냉매 누출량에 대해 응답한 업체 중 최대 충전량은 약 60톤, 최소 충전량은 40 kg이며 회원사의 평균 충전량은 약 3,550 kg이었다.
냉매의 종류에 따른 업체 수와 그 비율은 표 1에 제시되었다. 수산물 냉동냉장창고에서는 암모니아 냉매 를 사용하는 업체 수가 타 업종에 비해 상대적으로 많으나, 프레온계 냉매만을 사용하는 경우가 40%, 암모니아와 프레온을 병용하는 경우도 14%로, 50% 이상의 수산물 냉동냉장창고에서 프레온계 냉매를 사용하고 있는 것으로 조사되었다.
본 조사를 위한 설문결과 냉매의 연간 누설률은 전체 충전량의 20~40% 정도로 조사되었으므로 산술적으로 보면 냉동냉장 창고 및 저온저장고와 쇼케이스의 누설량 충전에 사용되는 냉매량은 연간 약 4,300톤에서 8,700톤 사이이며, 이 중 프레온계 냉매를 사용하는 시스템이 약 70% 정도라고 한다면 최종적으로 프레온계 냉매의 약 3,000톤에서 6,100톤 정도가 냉동냉장창고 및 쇼케이스의 누설량 충전에 사용되는 것으로 추정된다. 실제 현장을 방문하여 조사한 결과 연간 누설률은 40% 가까이 될 것으로 예상되며 이를 통해 예측하여 본다면 약 5,000톤 정도의 프레온계 냉매가 냉동냉장창고 및 저온저장고와 쇼케이스의 누설량 충전에 사용될 것으로 예상된다.
하나의 수산물 냉동냉장창고 운영사가 여러 대의 냉동기를 보유하는 경우가 대부분을 차지하며, 많은 업체가 보유하고 있는 데이터가 전체 시스템에 대한 충전량이므로, 설치 대수에 대한 통계가 없는 상황에서 1대당 충전량을 파악하기에는 어려움이 있었다. 표 2에서 보여주는 것과 같이 업체별로 냉매 충전량이 매우 상이하기 때문에 냉매 누출에 관한 제도를 마련하는 경우 냉매의 절대량을 기준으로 하게 되면 일부 업체에 상당한 부담이 될 것으로 예상되며, 냉매의 누출 비율에 관한 기준을 정하는 것이 현실적으로 타당할 것으로 보인다.

후속연구

냉매 누설률이 높은 시스템은 자체적으로 이를 교체하는 것이 매우 어렵기 때문에 교체를 위한 정부 및 지자체의 지원이 필요하며, 10년 이상의 기간을 두고 연차별로 단계적인 냉매 누설률에 관한 관리가 필요하다. 10년 이상의 시스템은 연간 총 냉매 충전량의 30% 이상이 누설되는 것으로 파악되었으므로 수리 및 보완보다는 정부 및 지자체 지원에 의한 시스템의 교체가 바람직할 것으로 예상된다.
인프라 구축을 위하여 법을 정비하고 관련 기금을 마련하는 것이 필요할 것으로 보인다. 냉매 구입과 사용 후 폐기 시 관련 기금을 냉매의 가격에 반영하여 냉매의 회수와 처리 효과를 높이는 것도 좋은 방법이 될 것이다. 성공적인 냉매 관리 이행을 위해서는 규칙적인 유지보수가 필요하고 이를 준수할 경우 일정한 인센티브를 제공한다면 더 큰 효과를 거둘 것으로 예상된다.
냉매 가격이 저렴하기 때문에 현장에서 냉동기 보수 정비 시 냉매 회수보다는 방출을 우선시하고 있고, 현장 작업에 종사하는 인력의 인건비 등을 감안할 경우 이를 당연시하는 경향이 있다. 냉매를 함부로 방출하지 못하게 법제화하고, 냉매 회수, 폐기 등에 대비하여 냉매 구입 가격보다 높은 부과금을 부과할 경우 빠른 시간 내에 개선이 가능할 것이다.
그 결과, 자연 냉매와 기존 냉매의 처리에 관한 인프라가 유럽이나 일본에 비해 거의 전무한 상황이다. 향후 대기환경보존법이 발효될 경우 현재 설치된 냉동기의 냉매 누출규제와 앞으로 설치될 냉동 시스템을 규제하는 것 뿐 아니라, 설치 및 이용에 관한 전반적인 매뉴얼이 필요할 것이다.

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	현실적으로 많은 냉매가 사용되고 있는 저온창고에서 온난화 물질 감소를 위한 제도적 장치를 마련하는데 어려움이 있는 이유는?	최근 지구온난화가 가속화됨에 따라 많은 국가가 이를 방지하려는 노력을 기울이고 있으며 우리나라에서도 대기환경보전법에 따라 공기 조화기의 냉매 누출방지와 회수 및 재활용에 대한 법률을 시행하여 지구온난화 물질 배출감소에 노력하고 있다. 하지만 현실적으로 많은 냉매가 사용되고 있는 저온창고에서의 냉매사용에 대한 통계적 조사가 수행되지 않아 온난화 물질 감소를 위한 제도적 장치를 마련하는데 어려움이 있어왔다. 이러한 배경에서 본 원고에서는 수산물 냉동냉장창고를 중심으로 프레온 냉매 사용에 대한 조사를 수행한 결과를 수록하였다.
	우리나라가 대기환경보전법을 바탕으로 노력하는 것은?	최근 지구온난화가 가속화됨에 따라 많은 국가가 이를 방지하려는 노력을 기울이고 있으며 우리나라에서도 대기환경보전법에 따라 공기 조화기의 냉매 누출방지와 회수 및 재활용에 대한 법률을 시행하여 지구온난화 물질 배출감소에 노력하고 있다. 하지만 현실적으로 많은 냉매가 사용되고 있는 저온창고에서의 냉매사용에 대한 통계적 조사가 수행되지 않아 온난화 물질 감소를 위한 제도적 장치를 마련하는데 어려움이 있어왔다.
	냉매의 누출 원인은?	· 정밀하지 못한 장비의 설치로 인한 일시적인 방출 · 온도 변화, 압력 변화, 진동 변화에 따른 방출 · 부품 조립 시 실수 및 제품의 밀봉 미 철저 · 유지(냉매충진) 및 보수(냉매회수 없이 시스템 개방)기간 동안 냉매 취급 시 방출 · 사고에 따른 손실 (자연재해, 화재, 폭발 등) · 제품 폐기 시 냉매 회수 전에 대기 중 방출

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