대한민국 최고 시험·인증기관으로 자리잡은 한국건설생활환경시험연구원(KCL, 원장 윤갑석)은 콜드체인분야 연구와 국내 및 국제표준 개발을 선도하고 있다. 식품 및 의약품 콜드체인 표준화를 중점적으로 추진해 제안한 다수의 표준안이 ISO(International Organization for Standardization) 표준으로 채택되는 성과를 올렸다.
KCL은 국토부의 ‘2021년 고부가가치 융복합 물류 배송·인프라 혁신기술개발사업’의 일환인 ‘온도민감성 화물의 안전과 생활폐기물 감축을 위한 신선물류 포장기술 및 시스템 개발’ 과제의 주관을 맡았다. 과제를 총괄하고 있는 김종경 KCL 수석을 만나 연구의 의미와 기대효과를 들었다.
▎어떤 과제인가이번 과제는 ‘온도민감성 화물의 안전과 생활폐기물 감축을 위한 신선물류 포장기술 및 시스템 개발’로 온도관리가 필요한 모든 신선물류의 순환시스템을 개발하고 재활용이 가능한 포장용기를 개발한다. △순환물류포장(RTP: Returnable Transport Packaging)기술 △재사용이 가능하고 표준화된 용기(신선물류용, 상온용) △순환물류(회수, 추적, 보관 등)시스템 등을 개발하고 테스트베드 구축 및 실증이 포함됐다.
KCL이 과제를 주관하고 △한국파렛트풀 △유로지스넷 △써모랩코리아 △연세대가 참여해 2021년 4월부터 2026년 12까지 총 5년 9개월동안 3단계에 걸쳐 진행된다.
▎연구배경은 무엇인가
온라인 및 배달시장이 급성장함에 따라 사용되고 버려지는 배송포장재도 폭증하고 있다. 환경부는 국내에서 배출되는 전체 생활폐기물의 40%를 포장재로 추정하고 있다. 신선물류는 제품의 온도유지를 위해 냉매가 포함되고 포장재질이 두꺼워 대량 사용되는 1회용 포장폐기물에 대한 근본적 해결책이 필요한 실정이다.
하지만 식품 등 온도에 민감한 신선물류가 필요로 하는 제품에 대한 온도유지 및 배송안정성 역시 확보돼야 한다. 신선식품 및 의약품 등 고부가가치 온도민감성 화물의 유통은 신뢰성 높은 온도관리와 안정된 물류체계가 필수적이다.
‘유통화물의 안전성 확보와 폐기물발생 억제’라는 상반된 명제에 대해 소비자, 정부 및 유통물류 이해관계자들 간의 신뢰를 확보하고 폐기물 발생을 최소화하기 위한 대안마련이 필요한 시점이다.
▎국내·외 기술동향은
국내 일부기업은 스티로폼을 대체하는 친환경 보냉박스, 진공 단열패널 기술을 적용해 반복사용이 가능한 신선물류용기 등을 개발, 상용화에 나서고 있다. 하지만 신선물류용 포장재질은 스티로폼과 일부 종이가 주를 이루고 있으며 재사용 포장에 관한 연구는 초기단계에 머무르고 있다.
해외선진기업들은 온도민감성화물의 안전성 확보 및 생활폐기물 절감을 위한 고단열 및 친환경 신선물류포장 기술 상용화에 성공했다.
▎세부목표를 설명한다면
‘온도민감성화물을 위한 순환물류포장기술’은 유통환경 시뮬레이션 및 검증 시뮬레이션기법을 개발하고 저온유통 환경변수 수집 및 데이터를 연계시킨다. 또한 △모델링 설계를 위한 실험 DB 구축 및 분석 △CFD 시뮬레이션 해석 DB 구축 및 분석 △냉매단위 열적 특성 예측모델링 설계 및 최적화 △패키징 단위의 열적특성 예측 모델링 설계 및 검증 등이 포함됐다.
‘반복 사용이 가능하고 표준화된 물류 포장용기’는 친환경적이고 재활용이 용이한 소재를 선정하고 내구성을 개선한다. 말단배송 및 리테일 공용의 물류효율을 고려한 패키징 구조를 설계한다. 이와 함께 △작업자와 사용자를 고려한 패키징 구조 및 인터페이스 설계 △표준 상온용 포장용기 개발 및 시제품 제작 △포장용기 성능 검증 및 시뮬레이션 기법 최적화 등도 진행한다.
‘신선물류용기 구조설계, 표준화 및 성능시험 평가기술 개발’은 냉장·냉동 겸용 고단열 순환물류포장에 대한 성능검증시스템을 구축하며 제품에 따라 정온유지가 가능한 냉매를 개발한다.
제품용도에 따른 신선물류용기 표준화 및 형태·표준·규격·강도 등에 대한 성능시험 평가가 포함됐다.
‘효율적 운영을 위한 순환물류시스템’은 반복배송 및 재사용이 가능한 품목을 선정하고 신뢰성 확보를 위한 물류용기 순환물류시스템을 개발한다. △포장용기 회수용 스마트 수거함 및 운용기술 △소비자, 회수업체, 수거함 설치업체 등이 참여하는 정보연계 및 관리시스템 개발 등도 포함됐다.
실증단계에서는 신선물류용 스마트 물류용기 운용을 위한 테스트베드를 구축할 방침이다. 이를 통해 스마트 물류용기 및 제품에 대한 실시간 추적성과 물류 전과정의 신선물류 연결·정합성을 검증한다.
마지막으로 이러한 제반기술 및 시스템의 실용화를 위한 관련 법·제도 개선방안을 도출한다.
▎향후 활용방안은
이번 과제는 저온유통 물류를 운영하는 모든 수요기업에서 적용가능한 기술로 포장재 비용과 물류비용 저감을 요구하는 물류기업을 대상으로 실용화를 추진할 계획이다.
이를 통해 대상화물에 최적화된 적정온도를 유지하는 고부가가치 신선물류관리기술 확산으로 스마트 콜드체인 및 스마트 물류기술의 혁신에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.
또한 재사용 포장용기 회수 및 관리시스템으로 추적성 및 가시성을 높여 물류기술발전에 기여하고 반복적인 제품손상과 비효율적인 물류비용을 개선함으로써 글로벌시장 선점의 기반을 마련할 계획이다.
