[기획] 온실가스 저감 기술 국산화 이끈 오운알투텍
[기획] 온실가스 저감 기술 국산화 이끈 오운알투텍
  • 김나영 기자
  • 승인 2018.04.20 19:20
  • 댓글 0
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불소계 온실가스 배출, 기후변화 부추긴다
글로벌 탑 환경기술 개발사업 실증단계 돌입

[투데이에너지 김나영 기자] 정부가 2030년 국가 온실가스 감축량을 37%로 설정한 가운데 그 중 11.3%는 해외에서 감축하겠다는 계획을 세운바 있다. 하지만 최근 정부가 해외감축량이었던 11.3%를 국내로 들여오겠다는 의지를 밝히면서 이에 대한 논란이 뜨겁다. 이는 제8차 전력수급기본계획에서 전력수요전망이 낮아짐으로써 온실가스의 자연감소량이 발생했기 때문. 이에 따라 발전업종을 비롯해 산업계에서도 촉각을 곤두세우고 있다. 이러한 가운데 폐가스 처리업 및 재활용업체인 오운알투텍이 개발, 사업화하려고 추진 중인 ‘Non-CO온실가스 저감 기술을 살펴봤다./편집자주

국내 불소계 온실가스 배출량이 2030년 국가 총 온실가스 배출량의 10.4%에 달할 것이라는 전망이 나왔다. 불소계 온실가스는 국가 온실가스 배출 총량대비 F-gas 예상 배출량의 비율로 비교하면 3배 이상 증가할 것이라고 조사됐다. 20132.74%에서 203010.4%로 증가할 것이라는 설명이다. 이에 따라 불소계 온실가스 저감 기술을 국산화하는데 이목이 집중됐다. 오운알투텍은 이러한 가운데 환경부 과제로 Non-CO 온실가스 저감 기술개발사업을 수행, Phase-1단계를 마치고 실증화를 위한 Phase-2단계사업에 돌입함으로써 불소계 온실가스 저감 기술의 국산화가 초읽기에 들어갔다는 평가를 받고 있다.

오운알투텍 사옥 전경.
오운알투텍 사옥 전경.

불소계 온실가스란

알려진 바에 따르면 2013HFCs 배출량(8MtCOeq)F-gas 배출 총량 (19MtCOeq)의 약 42%에 해당되지만 2030년에는 HFCs 배출 예상량(81MtCOeq)은 같은 해 불소화합물(F-gas)배출 총량 88MtCOeq92%를 차지할 것으로 예측되고 있다. 2013년대비 2030F-gas배출은 약 364% 증가되며 HFCs 배출은 905%가 증가될 것이라는 분석도 나왔다.

국내에서 F-gasHCFC-22, HCFC-123, HFC-134a, HFC-410A가 전체냉매의 95% 이상을 차지하며 2013년 기준 연간 약 45,000톤이 수입 및 생산이 되고 있다.

오운알투텍에 따르면 발포제로 연간 약 22,000톤이 사용되고 냉매로는 F-gas 사용량 23,000(2013년 기준) HFCs가 약 1만톤, CFC HCFCs13,000톤으로 국내 냉매시장 규모는 약 1,500억원으로 추정된다. 아울러 국내 냉매 사용량의 일부 HCFC-22만 국내에서 생산하고 그 외 부분을 수입에 의존하고 있다.

국내에 설치된 냉동기 및 공기조화기 대수는 약 912,000대로 이들 기기에 충전된 냉매량은 4만톤으로 이상으로 추정되며 연간 냉매 누출에 따른(연간냉매 누출율 적용) 냉매 보충량은 연간 7,000톤으로 이 중 지구온난화 물질인 HFCs류는 952톤이다. 연간 보충용 HFCs냉매 952톤 중 약 25%238톤을 분리, 정재, 재생해 사용할 경우 연간 32만톤COeq의 온실가스를 감축할 수 있다.

황병봉 오운알투텍 대표는 “HFCs 냉매는 주로 자동차 에어컨 및 냉장고 생산 시 냉매로 충전되므로 제품 제조 시 충전되는 HFC-134a냉매를 신규 냉매 대신 정제해 재생냉매를 사용하면 온실가스 배출량을 감축할 수 있다라며 제품 제조 시 사용한 냉매량은 R-134a 7,000톤으로 이 중 20%를 정제해 재생냉매로 사용할 경우 온실가스 배출 감축량은 180여만톤 COeq에 달한다고 강조했다.

이어 황 대표는 “Non-CO 온실가스에 대한 2010년 배출현황대비 2030년 배출전망을 볼 때 별도의 정책적 노력이 없다는 가정 하에 CH4NO의 경우 약 10% 정도의 평균 배출량 증가가 예상되는 반면 F-gas는 거의 300%의 증가 예상된다라며 “F-gas2010Non-CO 총량의 약 4%였으나 2030년에는 Non-CO 온실가스의 약 15%까지 증가할 것이라고 덧붙였다.

다른 Non-CO 물질(CH, NO)과 달리 F-gas는 산업계 공정을 배출원으로 하는 바 2012US EPA의 발간보고서를 근거로 살펴보면 ODS 대체를 위한 HFCs 사용이 Non-CO 배출을 주도할 것으로 예측된다는 것이다.

특히 황 대표는 HFCs배출을 주도하는 용도는 냉매로 개발도상국에서는 냉장냉동기기 및 에어컨, 소화약제에 대해 산업의 성장 및 기계경제규모 즉 생활수준의 향상으로 수요가 급증할 것이며 아시아지역 개도국의 HFCs 배출이 가장 빠르게 증가할 것이라고 예상했다.

또한 오운알투텍은 소화약제에서 발생하는 온실가스에 대해서도 지적했다. 할론 대체 불소계 소화약제 수요산업에 고순도의 정제 및 분석인프라가 검증된 환경전략적 Banking 필요하다는 것이 황 대표의 설명이다. 화재의 종류에서 소화효과 중 특히 냉각 소화효과를 가지는 할로겐 화합물(Halon: Halogenated Hydrocarbon) 소화약제 및 할론 대체 소화약제의 안전성 불가 폐기 소화기에서 발생하는 오존층 파괴 및 온난화 문제가 심각하다는 것이다.

할론 대체 소화약제 HCFC-124, HFC-125, HFC-227ea, HFC-23 등으로 온난화 물질이며 소방산업에서 많이 사용하고 있는 HCFCs HFCs 냉매는 전량수입으로 의존하는 것으로 키갈리협약에 의한 HFCs 수요공급량이 점차 심각한 수준으로 부족하게 될 것이라고 예측했다.

따라서 대체 소화약제의 높은 가격과 설비개조 비용에 대응하기 위한 고품질 약제정제재생기술 및 분석인프라의 전략적인 뱅킹이 산업부에서 환경부로 이관이 필요하다는 것이다.

냉매회수기
고압 냉매 대용량 회수·정제 장비

온실가스 감축, 현실화 방안 찾는다

오운알투텍이 수행하고 있는 온실가스 저감 기술개발사업은 세계에서도 충분히 경쟁력 있는 고효율설비를 Phase-2에서 연구 개발 중이어서 냉매 추가 감축으로 공급여력이 부족하다는 산업계의 부담을 조금은 줄여 줄 수 있는 신규 아이템이 될 수 있을 것으로 기대된다.

오운알투텍의 에너지절약형 고효율 고순도 분리, 정제 플랜트설비기술 개발은 정부가 적극적인 온실가스 감축사업을 추진하고 있는 것과 관련 감축 의무기업이 아닌 소규모사업자들의 자발적 책임분담 효과를 가질 수 있어 의미를 더한다.

오운알투텍에 따르면 앞서 1단계 과제에서 확보된 폐냉매 분리정제 회분식(Batch) 증류기술 운영을 통해 장치제어와 다양한 운전 경험이 확보됐다. 혼합냉매 기액 상평형 특성과 기본적 물리·화학 특성에 대한 이해가 높아진 만큼 여기에서 확보된 증류기술로 히트펌프를 이용, 에너지소모를 줄이고 효율을 높이는 전공정 통합설비시스템과 분석기술이 일체화된 설비가동효율 85% 이상을 고려한 Scale-up 5/day 설비처리 능력과 운전기술을 확보하는 것을 목표로 하고 있다.

황 대표는 폐전기·전자 및 폐자동차 리사이클링산업체, 소방관련 산업의 자원회수 과정에서 발생하는 폐냉매를 불순물 제거 후 순도 분석하면 약 2~8% 정도로 다른 오염냉매가 섞여있다라며 현재 사용되고 있는 폐냉매 회수장비 또는 정제장비는 회수냉매의 오일, 수분, 산분, 미세먼지 등의 불순물을 물리적으로 제거하는 수준으로 소용량의 교체식 오일분리기, 필터드라이어와 같은 간이재생 별도장치를 부착하는 정도에 불과하다고 전했다.

이와 같은 간이재생방식은 폐냉동유를 제거해 증발잔분(0.01%이하) 품질규격을 만족할 수가 없으며 재생냉매의 고순도품질 규격을 만족하는 정제기술을 확보하기 위해서는 리사이클링하는 배출자(폐가전리사이클링 및 폐차장과 반복된 냉매누설 냉동·냉장. 공기조화기)업체의 작업현황 및 관리능력의 문제로 불응축가스의 유입에 원인을 찾을 수 있다고 전했다.

황 대표는 회수작업시간대비 회수량의 부족은 회수장비의 불응축가스 제거기능이 없기 때문으로 고순도 분리정제 재생기술에도 반드시 (Non-Condenseable) gas제거설비 및 기능, 분석장비와 표준가스 및 전문분석자 인적자원 인프라가 요구된다고 주장했다.

황 대표는 또 폐가스 처리량이 증가할 경우 Single-pass방식 또는 Multiple-pass방식을 사용하는 간이재생 및 증류방법은 냉매 분해 생성물이나 냉매의 열화성 분해성분을 제거할 수 없기 때문에 오염냉매를 분리, 정제, 재생할 수 없고 품질규격을 만족 할 수 없다라며 증류정제방식으로 증발기에서 여과기를 지나 증류탑에서 증류 후 탈산, 탈수, 불응축가스를 제거해 신품냉매의 품질기준을 만족하는 분별 증류방식으로 전처리공정과 단일정제공정으로 구성된 2/day 처리규모의 Batch type(회분식) 혼합 냉매분리정제 설비기술을 Phase-I에 확보했다고 강조했다.

특히 고질적인 품질문제였던 불응축가스를 완벽히 제거할 수 있었다는 것이다. 국내에서 단일회수정제장비에 불응축가스를 제거하는 기능의 적용으로 회수정제성능평가를 완료한 첫 번째 장비로 개발도상국가 해외CDM용으로 설계, 제작을 완료했다.

아울러 황 대표는 “Phase-I 폐냉매정제기술은 전처리공정, 단일냉매정제공정 및 혼합냉매 고순도 분리정제공정으로 설비를 구성됐으며 공정설비와 분석기술이 요소기술로서 샘플링 분석기법을 적용했다라며 “Phase-I에 적용된 요소공정기술과 샘플링 분석기술은 처리규모가 작은 공정을 대상으로 하고 있고 샘플링분석 또한 분석결과 불확도를 높이는 인자로 설비 및 분석기술의 통합 및 Scale-up시스템개발이 절실함에 따라 추진하게 됐다고 기술개발 이유를 설명했다.

냉매회수기
냉매회수기

기술확보의 의미

폐냉매 고순도 분리정제플랜트설비의 국제표준적용 기술 확보는 몬트리올의정서에 따른 CFCs HCFCs규제, 키갈리 개정의정서 합의에 따른 HFCs 규제가 도래함에 따라 불화화합물의 재생산업은 순환자원의 전략화, 규제 부족량에 대한 산업적 수요대책으로 대체물질의 가격 및 품질수준이 경쟁력을 확보될 때까지 지속적으로 필요하다.

따라서 회수하는 모든 불화가스를 안정적으로 재생하기 위한 플랜트설비 기술의 수요가 국내 및 해외시장에 많이 발생할 것으로 예상할 수 있다. 국제표준이 적용된 플랜트설비 기술개발을 통해 고순도 정제품질의 안정적 확보가 필요하다는 것이다.

오운알투텍은 해외 저개발국가 폐냉매 고순도 분리, 정제 플랜트설비 및 기술 이전 시 대상국가의 불화화합물 정책 및 법규, 시장규모에 따른 Case(Case-1 : 1~2/day, Case-2 : 3톤이상/day) 플랜트설비 및 기술이전 시 해외 탄소배출권의 안정적 확보가 예상된다고 판단했다.

무엇보다 온실가스로 인한 사계절 기간 변화와 자연재해 증가에 대한 시민 우려 증대되는 가운데 친환경 기업에 대한 대중들의 선호 및 사회적 책임이 가중되고 있다. 친환경기업에 대한 대중들의 선호가 이어지며 기업들의 환경개선에 대한 투자가 증가되고 있으며 책임감도 강해지고 있다는 것이다.

오운알투텍은 이번 F-gas처리 기술개발을 통한 국가적 온실가스 저감 달성에 기여하고 온실가스 처리와 동시에 에너지사용 저감을 이끌어냄으로써 국가 경쟁력을 제고한다는 방침이다.


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