[가스신문 = 양인범 기자] 냉매 제조사는 전 세계에 셀 수 없이 많다. 하지만, 수 많은 기업들 가운데 직접 냉매 관련 특허를 출원한 제조사는 그리 많지 않다. 대표적인 회사는 미국의 듀폰(DUPONT), 하니웰(Honeywell), 케무어스(Chemours), 멕시코의 멕시켐(Mexichem), 프랑스의 아케마(Arkema), 일본의 다이킨 등을 들 수 있다.

듀폰은 1802년 창립된 미국의 다국적 화학기업으로 현재는 다우케미칼과 합병해서 바스프와 함께 세계 최대의 화학회사로 꼽힌다. 사원만 6만명이 넘고, 진출 국가수는 70개국에 이른다.

프랑스의 라부아지에의 제자 엘뢰테르 이레네 듀폰이 미국에서 세운 회사로, 나일론, 테플론, 케블라, 그리고 CFC 등을 만들어 왔다. CFC는 듀폰 소속의 토머스 미즐리 주니어가 만들었다.

하니웰은 1906년 설립된 미국의 기업으로, 전 세계 약 1300개 지역에 13만명이 넘는 직원이 근무하고 있다. 4개의 주요 사업파트 중 냉매제품은 PMT 그룹 내에 첨단소재 산하 불소화합물 사업부에서 생산, 판매하고 있다.

하니웰과 듀폰은 현재 4.5세대 냉매로 불리는 HFO(수소플루오린화올레핀)의 특허를 가지고 있다. HFO 계열은 HFO-1234yf, HFO-1234ze, HFO-1336mzz 등이 있고, ODP는 모두 0이고, 1234yf는 GWP가 4, 1336mzz는 2라서 지구온난화를 방지하는데 최적화된 물질이다.

케무어스는 2015년 듀폰에서 분사한 회사로, 친환경 냉매 개발에 주력하고 있다.

HFO계열 냉매는 앞에서 말했듯이 ODP는 0이면서, GWP도 현재 주로 사용되는 HFC 계열의 수백분의 1로 매우 낮기에, 친환경냉매로 개발이 가속화되고 있다.

한국 특허청에 따르면 지난 2003년부터 2017년까지 15년동안 냉매 관련 특허출원 중 외국인 비중은 79% 이상이고, 그 중 HFO계 냉매의 외국인 출원 비중이 92%로 대부분을 차지했다.

출원인별 출원건수는 미국 하니웰이 122건, 듀폰이 84건, 케무어스 13건이며, 그 뒤를 이어 프랑스 아케마가 33건, 멕시코 멕시켐이 28건, 일본 다이킨이 25건으로 나타났다. 반면 국내기업은 인하대학교 18건으로 거의 수입에 의존한다는 점을 알 수 있다.

국내에서 냉매를 제조하는 회사들은 ㈜후성, 화인텍, 한강화학, 삼광가스, 우진, 대광, 소그노인터내셔널 등이 있다. 이 가운데 가장 큰 회사는 ㈜후성으로 40여년간 특수가스, 무기불화물, 냉매 등을 만들어 왔다.

일본, 폐냉매 회수율 80% 기준 삼아

몬트리올 의정서에 따라서 냉동·냉장업체, 자동차, 에어컨, 냉장고, 냉동차, 선박 등에서 냉매회수 재활용을 의무화하도록 권장하고 있다. 냉매의 대부분을 수입 사용하고 있는 국내 업계의 경우에는 수급에 문제가 있기에, 회수·재활용이 시급한 실정이다.

미국, 유럽 등에서는 프레온가스의 회수방법과 재생장치가 설계, 제작되어 상용화되고 있고 일본은 JIS K 1517R12 등 일본에서 사용되는 모든 냉매는 JIS 및 단체규격으로 미국의 ARI, ASHRAE, DuPont 규격을 그대로 받아들여 사용하고 있다. 미국은 ASTM의 별도 규격과 ARI, ASHRAE 등 단체 규격이 사용되고 있으며 ARI규격은 타국가의 국가규격으로 인용되고 있다.

EU국가들은 생산업체의 시험규격과 단체 규격을 그대로 인정하기도 하며 대부분 혼합냉매가 아닌 단일냉매의 규격은 제정되어 있다.

일본은 폐냉매와 관련한 제도(가전 리싸이클링법, 자동차리싸이클링법, 회수 및 파괴에 관한 법률가이드 등)를 구체적으로 마련해 선진국 중에서 냉매에 대한 규제가 엄격한 국가다.

자동차의 경우 폐자동차의 회수율(약 90%) 및 대당 폐냉매 회수율(이론 한계 90%로 설정)을 근거로 2003년도 29.1%의 폐냉매 회수율을 2010년 80%로 높이는 것을 목표로 했다. 또한 업무용 냉동 공조기의 회수율은 약 70%로 했다.

미국은 대기정화법을 1990년에 제정하고 제608절에 의거 EPA는 다음과 같은 규정을 만들었다. 동 규정에 공조 및 냉동설비의 사용 및 폐기 시 오존층 파괴물질(CFCs, HCFCs, 혼합냉매 등)의 회수 및 재활용 극대화를 위한 서비스 요건, 재활용 및 회수 장비와 전문가 및 냉매 재생을 위한 인증사항, 냉매판매 대상의 제한(공인기술자), 공조 및 냉매설비 폐기업자의 냉매 회수와 재활용 장비의 구비 및 규제 준수여부에 대한 EPA 인증사항 등을 적시하고 있다.

우리나라, 제대로 된 통계도 없어

HFCs(3세대)규제 계획이 수립돼 실행 중인 선진국들을 제외한 개도국에서는 아직까지 HCFCs(2세대)의 퇴출이 끝나지 않았으며 키갈리 개정의정서 이후 HFCs에 대한 규제도 곧 시작된다. 우리나라는 개도국 지위로 분류돼 규제 일정이 늦어졌지만 국내에서도 일부 제품 및 장비에서는 친환경 대체냉매를 일부 적용하고 있다.

현재 특정물질 수입·수출 쿼터 및 CFCs 및 HCFCs 관련 오존층보호법의 사용합리화 측면에서의 관리는 산업부 및 한국정밀화학산업진흥회에서 주관하며 사후 폐냉매 회수·처리는 환경부 업무로서 국내에 잔존되어 유통되는 냉매의 생애주기 관리·감독이 부재한 상황이다.

대기환경보전법에서 냉매의 회수·처리를 관리하고 있으나 저압냉매가 빠져있어 관리의 사각지대에 놓여있다. 저압냉매는 몬트리올의정서 규제대상으로 생산·수입은 제한되고 있으나 이미 사용 중인 물질에 대해 제대로 작동하는 관리제도가 없어 무분별한 누출·배출이 일어나고 있다. 이 때문에 국내 잔존량을 파악할 수 없는 구조다. 이에 따라 대기 중 누출되고 있는 불소계온실가스 CFC, HCFC, HFC, PFC, SF6 등의 관리·감독이 이뤄질 수 있는 제도 개선이 필요하다.

2020년 10월 국감자료(안호영 국회의원실)에서 불소계 온실가스는 생산 대비 회수(양)실적은 0.84% 291톤에 그치고 있다.

냉매는 자동차에 필수적으로 들어가는데, 국내 자동차관리법상 등록된 자동차에 충전된 온실가스 냉매 충전량은 약 1.5만톤(온실가스 1,950만 톤 CO₂ eq.)으로 추정된다. 차량 1대당 평균 냉매 충전량을 약 630g으로 고려하고 2020년 기준 95만대가 폐차되었다. 폐차의 평균 냉매 회수량 313g을 적용하면 최소 약 216톤(온실가스 28만톤 CO₂eq.)이 회수되어야 한다. 그러나 20년도 회수량은 77톤으로 폐자동차재활용 공정에서 연간 2만2600톤의 온실가스가 대기로 방출되었다고 추정된다.

더 심각한 점은 자동차 외 냉매를 사용하는 냉장고, 정수기, 에어컨 등의 보급 대수를 확인할 수가 없어 가전제품 온실가스 냉매 보유 총량 및 통계가 없는 실정이다.

폐가전은 생산자책임재활용(EPR)제도를 적용하고 있으나, 폐가전에 들어있는 온실가스 폐냉매의 회수목표는 어디에도 없으며, 더군다나 제조사가 온실가스 폐냉매를 EPR한 실적이 전무한 상황이다. 반면에 일본과 유럽은 자동차 가전제조사가 온실가스 폐냉매 처리비용을 부담하고 생산자가 책임재활용을 하고 있다.

또한, 폐냉매물질 처리업체의 처리량의 90% 가량은 재활용 방법으로 처리되고, 10% 가량은 소각 및 분해반응으로 처분된다고 하지만, 적절한 처리가 이뤄졌는지 현재의 법과 제도상으로는 알 길이 없다.

게다가 더 이상 재활용이 안되는 폐냉매들은 소각로에서 완전한 분해 처리 과정을 거쳐야 한다. 대표적인 HCFC계열 냉매인 R-22(CHClF₂)는 플라즈마를 이용해 소각을 하면, HF(불화수소)와 HCl(염산), CO₂(이산화탄소)로 분해된다. 완전히 분해한 후 HF와 HCl은 폐수로 처리하고, 나머지는 다 공기 중으로 날려보낼 수 있다.

문제는 국내에서 현재 상용급의 폐냉매 완전 분해 시설을 갖춘 기업은 범석엔지니어링 하나 뿐인 상황이라는 점이다.

한 업계 관계자는 “국내에서 사용되는 냉매가스 처리만 잘해도 우리나라가 감축해야 하는 온실가스의 10% 이상을 달성할 수 있다”며 “정부는 산업 현장에 맞는 법규와 지원 정책을 하루빨리 갖춰야 한다”고 지적했다.