유통업계의 발등의 불이 바로 ‘탄소중립’이다. 탄소중립 실천을 위해서는 탄소배출을 최소화할 수 있는 냉매를 적용한 냉동·냉장기기로 교체하는 것이 가장 최선의 방법일 수밖에 없다.

국제에너지기구(IEA)는 에너지부문의 2050년 탄소중립을 위한 로드맵을 제시하면서 2050년까지 전 세계 에너지분야 CO₂감축 중 95%가 기술혁신에 의해 가능할 것이라 예상하고 있다.

IPCC(기후 변화에 관한 정부간 협의체)에서는 냉동 및 냉방시스템에 충전된 냉매는 생애주기(Life cycle) 내 매년 일정량 누출되고 폐기단계(end of life)에서 초기 충전량의 평균적으로 80%가 배출되는 것으로 보고 있다. 결국 누출되더라도 지구환경변화에 영향을 최소화할 수 있는 냉매를 적용한 냉동·냉장기기를 설치하는 것이 시급한 상황이다. 

우리나라의 경우 HFC 온실가스 배출량은 2015년 HFC 감축 시작 이후 연평균 30% 이상 증가했으며 2007년 온실가스 배출량이 16만톤CO₂eq에서 2021년 5,060만톤CO₂eq으로 약 15년간 300배가 증가했다.

유럽을 비롯한 선진국들은 F-gas감축 계획에 따른 규제 시행으로 냉매전환은 반드시 따라야 하는 불가피한 선택이 돼 빠르게 진행 중이지만 우리나라는 산업용분야를 제외하고 CO₂시스템에 대한 수요가 거의 없으며 기술인프라 역시 매우 부족한 상황이다. 

또한 우리나라는 지속적으로 탄소중립을 위한 Low GWP 냉매에 대한 전략을 검토하고 있지만 수소불화탄소(HFC) 규제에 따른 후속 정책 부재가 관련 기업들의 향후 사업진행 방향에 대한 불확실성으로 이어져 글로벌 자연냉매시장 진출이 늦어지는 결과를 초래하고 있다는 지적이 일고 있다. 

특히 현재 국가 온실가스 산정 및 감축목표에서 냉매는 제외된 상태다. 냉매관리의 근본적인 어려움은 ‘배출권거래법’에서 할당대상기업들의 배출량산정기준에 냉매부문은 별도 보고대상으로 제외돼 있어 할당대상업체들의 배출량 산정에 냉매를 포함하고 감축을 유도한다면 법 규제로 강제하는 것보다 효율적으로 냉매관리가 가능토록 Low GWP 냉매사용 기술개발에 대한 장려금제도를 통해 제조사의 자발적인 참여를 유도하는 방안마련이 시급한 상황이다. 

업계의 한 관계자는 “자연냉매를 활용한 탄소중립을 실현하기 위해 개발과 보급에 필요한 지원제도를 도입함과 동시에 제도적으로 이들 콜드체인장비의 등급제와 고효율기자재 지정 등 제도권 내 편입으로 효율적인 관리와 고효율 달성을 촉진해야 한다”고 강조했다. 

국내 최초 유통매장 탄소중립 실현

최근 개장한 백양사농협 하나로마트는 ‘탄소중립’ 실천을 앞장선 매장으로 기록될 것으로 보인다. 바로 국내 최초로 유통매장용 CO₂초임계 사이클 적용 냉동기를 설치한 현장이기 때문이다. 

백양사농협 하나로마트는 우리나라 최초로 자연냉매인 CO₂를 활용해 초임계사이클로 구성된 냉장·냉동시스템을 운영하고 있다. 현재 보편적으로 운영 중인 R404A적용 매장대비 연간 55.3톤의 CO₂를 저감할 수 있어 30년생 소나무 약 8,400그루가 1년 동안 흡수한 CO₂의 양과 맞먹는 수치다. 

냉장, 냉동, Parallel 압축기에 인버터시스템을 적용해 부하변동에 따라 압축기 모터를 가변제어 및 냉매유량을 최적의 상태로 공급하는 알고리즘 적용에 따른 부분부하로 에너지절감 효과를 극대화할 수 있다. 

특히 모든 쇼케이스에 Door(냉장고문)를 부착해 냉장·냉동의 필요부하 감소에 의한 에너지절감으로 매장운영비용 절감 구현 및 안정적인 고내 온도유지를 통한 신선식품 안정성을 확보할 수 있다. 

대한설비공학회 발행 ‘쇼케이스 도어 설치 시 에너지효율 향상 및 온실가스 감축 영향 연구자료’에 따른 Door 부착에 의한 에너지절감율은 고내 설정온도 5℃ 기준 최대 절감율은 하절기 65%, 동절기 40%가 예상된다. 

특히 식품의약안전처에서는 냉장식품 안정성 확보를 위해 신석식품온도 10℃에서 5℃로 변경해 보존 및 유통기준 강화를 추진 중인 만큼 2024년부터 강화된 냉장식품 보존 및 유통온도기준을 적용될 방침이어서 CO₂적용 냉동·냉장기기 설치는 트렌드가 될 것으로 전망된다.

백양사농협 하나로마트의 관계자는 “전 세계적으로 기후변화 문제가 심각성을 더하면서 탄소중립시설 도입은 온실가스 배출을 줄이는 매우 중요한 전략이 됐다”라며 “탄소중립 및 에너지효율 향상을 위해 우리나라 유통매장 중 최초로 이산화탄소(CO₂)를 냉매로 활용해 초임계 사이클로 구성된 냉장·냉동시스템을 도입하게 됐다”라며 “현재 많이 운용 중인 프레온냉매대비 초기투자비는 약 3배 정도 상승했지만 계절적으로 운영되는 에어컨과 달리 365일 운영되는 냉장·냉동시스템에 자연냉매 적용 시 온실가스 배출을 더욱 줄일 수 있게 돼 기후변화에 적극적으로 대응할 수 있다고 확신한다”고 적용배경을 설명했다. 

이어 “우리 농협부터 사회적 환경 책임과 지속가능성을 위해 이산화탄소를 냉매로 활용하는 냉장·냉동시스템을 도입해 효율성 향상을 통한 에너지소비를 줄임으로써 운영비용 절감과 함께 탄소중립을 실현하고자 한다”라며 “우리 농협의 첫 걸음을 시작으로 콜드체인업계에서 자연냉매로의 전환시기가 앞당겨지게 돼 탄소중립에 한 걸음 더 다가갈 수 있었으면 좋겠다”고 강조했다. 

아르네, 유통매장 최적 기술 제공 

탄소중립을 실천한 백양사농협 하나로마트에는 아르네코리아의 초임계 사이클이 적용된 CO₂냉동기가 설치됐다. CO₂냉동기는 뛰어난 냉장·냉동능력과 안정적인 성능으로 식품 저장 및 유통, 의료시설, 화학공정 및 냉동창고 등 다양한 산업분야와 어플리케이션에서 사용될 수 있다. 이를 위해 5~500kW의 다양한 모델 라인업을 구성하고 있다. 

아르네코리아의 관계자는 “CO₂를 냉매로 하는 초임계 사이클이 적용된 냉장·냉동시스템이 전 세계적으로 1,700여곳에 설치, 운영 중”이라며 “이번 백양사농협 하나로마트는 우리나라에 최초로 설치돼 운영 중인 현장으로 환경보호에 대한 업계의 요구를 충족시키는 중요한 첫 발걸음”이라고 강조했다. 

아르네코리아는 지속가능한 냉장·냉동 솔루션을 개발하고 고객에게 제공함으로써 환경을 보호하고 미래세대를 위한 지속가능한 냉장·냉동기술을 선도하기위해 제품라인업 확대를 준비하고 있다. 

아르네코리아의 장점은 자연냉매 적용 CO₂냉동기에만 있지 않다. 정부에서 심각성을 인식해 진행하고 있는 식품매장 냉장고 문달기 지원사업에서 공고한 도어성능기준인 단열성, 안전성, 시인성 등을 모두 충족한 최적화된 도어를 공급했기 때문이다. 

아르네코리아는 단순 도어부착식 구조가 아닌 밀폐구조 설계로 냉기유출을 방지했으며 이를 통해 필요 증발열량 감소를 통한 전력사용량을 줄였다. 실제로 열관류율 1.79w/m²k 이하 단열 복층유리를 사용해 우수한 단열성능을 확보로 결로 발생방지 및 소비전력량 감소로 에너지절감을 실현했다. 

또한 냉기순환 기술력이 담긴 에어커튼 효과로 더운 공기는 차단하고 찬공기는 회전시켜 냉장·냉동 쇼케이스 고내온도를 균일하게 유지, 에너지를 절감할 수 있으며 제어장치 적용으로 매장의 온·습도에 따라 히터발열을 ON/OFF 제어해 에너지를 절감한다. 

특히 안전닫힘기능(소프트클로져, 피스톤, TENSION 등)을 적용해 파손방지 및 손끼임방지를 예방해 보다 안전한 사용을 보장한다.