콜드체인은 유통과정에서 신선식품의 품질을 유지하고 부패를 방지해 소비자에게 안전한 고품질의 식품을 제공하는 데 필수적이다. 콜드체인시장은 신석식품, 의약품 수요, 이커머스시장과 함께 성장해 왔으며 코로나19를 거치면서 콜드체인 중요성이 급부상했다. 하지만 냉매규제 대응, 높은 에너지효율 달성, 효율관리제도 개선 등 해결해야 할 사안이 산적해 있다.이번에 국책과제로 나온 ‘냉매 규제 대응 친환경 저온 콜드체인 냉동시스템 기술 개발’ 에 이목이 집중되고 있다. 이번 과제가 국책과제로 나올 수 있도록 주도한 이윤빈 한국에너지기술평가원 효율향상PD를 만나봤다.
▎콜드체인분야 R&D가 선정된 배경은
소비자들은 더 신선하고 더 안전한 제품을 요구하고 있기 때문에 신선도와 품질 유지의 핵심인 콜드체인시스템은 매우 중요하다. 또한 백신이나 의약품의 경우 특정 온도범위 내에서 보관 및 운송돼야하므로 콜드체인은 제품의 효능 유지에 중요한 역할을 담당한다. 고부가가치 제품의 유통 망에 관련된 기업들은 기업의 이윤 추구나 브랜드가치 및 고객충성도 확보를 위해 높은 수준의 콜드체인시스템을 갖추는 것이 필수사항이다.
또한 콜드체인은 시스템 특성상 연중 무휴로 운전되는 대표적인 에너지 다소 비형 시스템이다. 에너지 다소비형 설비인 국내 냉장·냉동시스템을 고효율로 전환하면 화력발전소 2기분에 달하는 에너 지절감이 가능한 것으로 알려져 있다. 국제 환경규제에 따른 대체 냉매 적용기술 확보 시급성도 국내 기업의 선진시장 진출과 수출 경쟁력 확보 측면에서도 기술개발을 필요성을 높이는 부분이다.
▎글로벌 콜드체인시장 현황 및 전망은
콜드체인시장 규모는 범위 설정에 따라 다소 차이는 있지만 2021년 기준으로 글로벌시장 규모가 약 1,000억달러를 넘어선 것으로 추정되며 이는 전년대비 15% 이상 증가한 수치다.
북미나 유럽은 높은 기술력과 인프라, 엄격한 규제가 콜드체인시장 성장을 이끌고 있다. 빠른 경제성장과 인구증가를 보이고 있는 아시아·태평양시장과 같은 경우에도 유통망 팽창과 수준 향상이 콜드체 인시장 성장을 촉진한다. 실시간 모니터링 및 관리시스템 발전, 자동화시스템과 로봇 기술이 콜드체인 운영 최적화 실현에 기여함으로써 시장성장에 크게 기여하고 있다.
식품, 의약품시장 성장과 관련 기술의 발전, 유통서비스 진화 가속 등 여러 요인이 한데 어우러져 시장 확대가 이어질 것이다.
▎글로벌 콜드체인시장 냉매 동향은
냉매는 콜드체인의 핵심요소인 안정적인 냉열확보에 있어서 필수적인 요소다.
글로벌 냉매규제들은 산업계 전반의 현실적인 문제로 닥쳐왔으며 큰 변화를 불러일으키고 있다. 대응방안으로 천연냉 매나 합성냉매가 검토되고 있다. 천연냉매로는 암모니아(NH₃), 이산화탄소(CO₂), 프로판(R290) 등이 대표적이다. 이들 냉매는 낮은 GWP와 우수한 냉각성능을 보인다.
자연냉매인 이산화탄소는 선진기업들이 고압을 견딜수 있는 압축기를 비롯한 핵심부품을 개발하고 제품을 출시해 냉동창고와 슈퍼마켓 냉장시스템에서 적용을 확대하고 있다. 암모니아는 에너지효율성이 높고 환경에 미치는 영향이 적어 비교적 오래전부터 사용돼 왔지만 독성이 있어 면밀한 안전 관리가 필요하다. 탄화수소류인 R290, R600 등은 지구온난화지수가 매우 낮지만 가연성이 높아 화재와 관련된 안전관리 문제가 크다.
하지만 높은 가격이 문제로 거론되며 불소가스규제 포함여부에 대한 논의가 진행되고 있어 완전한 해결방안으로 보기에 어려운 측면이 있다. 이처럼 각각의 냉매들이 난점을 지니고 있기 때문에 고난도 기술개발과 함께 제도차원의 보완 해결이 필수적인 난제분야다.
▎이번 과제를 통한 기대효과는
콜드체인수요 증가로 에너지사용 증대가 불가피한 상황 에서 이번 과제가 크게 역할을 할 것이다. 이번 과제는 100RT 이상 규모의 실스케일 실증평가를 통한 신뢰성 검증 및 효율 평가가 진행되도록 해 R&D 결과물과 시장과의 간격을 최소화하도록 했다. 시장 규모가 큰 F1급 기술개발과 함께 향후 시장이 확장될 F2급 기술개발도 동시에 진행될 것이므로 냉동시 스템 전반 기술 수준의 한 단계 레벨업에 크게 기여할 것으로 기대된다.
고효율 냉동시스템 개발은 에너지절감, 스마트냉동시스템 보급, 친환경시스템 확산으로 이어질 것이다. 새로운 고효율 냉동기기술 개발을 통해 에너지소비를 줄이고 운영비용을 절감할 수 있다. 관련 기업의 경제적 부담을 줄이고 기업의 수익성 개선과 규모확장 및 장기적으로 더 많 은 자원을 혁신과정에 투입할 수 있는 선순환 고리 생성이 가능할 것이다.
이를 위해 최적 냉열공급이 가능한 고효율 인버터기술 및 사이클 개선을 통한 수출경쟁력 확보가 필요하며 이러한 냉열 공급시스템은 실시간 모니터링과 관리를 통한 시스템 신뢰성 향상으로도 이어질 수있다. 국제 환경규제에 부합하는 냉매기술 확보는 기업들이 법적규제 준수와 해외시장 확장에 크게 도움이 될 것이다.
