코로나19 확산과 전자상거래 확대 등으로 인해 온라인 시장이 활성화됨에 따라 수도권을 중심으로 크고 작은 냉동·냉장창고가 우후죽순 들어서고 있다.
냉동창고 건설비용 및 운영비용을 최적화하기 위해서는 에너지효율적인 냉동·냉장시스템 적용이 필수다. 이를 위해서는 냉동창고 규모에 따라 적정량의 부하를 예측하고 적합한 설비를 적용하는 것이 중요하다.
하지만 많은 투자자들이 냉동창고 건설에 관심을 갖고 있는데 반해 냉동설비의 초기비용 및 생애주기 운영비용에 대한 정보를 쉽게 접할 수 없는 것이 현실이다.
이에 따라 냉동·냉장창고에 사용되는 냉동시스템의 종류와 특성, 규모별로 적용할 수 있는 냉동솔루션에 대해 알아본다.
저온창고 지속확대 전망
글로벌 신선식품 시장이 활성화되고 생활수준 향상에 따른 식생활수준의 향상, 신선물류 비용효율화 등에 대한 요구로 콜드체인산업이 급성장하고 있다.
콜드체인산업은 신선식품 유통, 물류, 관련설비 등 범위에 따라 시장규모에 큰 차이가 나타난다. 특히 GDP 2만달러를 기준으로 콜드체인시장이 활성화되는 경향이 두드러지고 있다. 이에 따라 신흥개발도상국들의 신선유통시장 확대와 저온물류창고의 자동화, 유통물류의 스마트화가 콜드체인산업 전반의 고속성장을 이끌 것으로 보고 있다.
Grand view research, Research And Markets 등 여러 연구기관의 전망을 종합해 볼 때 글로벌 콜드체인시장은 2020년 기준 약 2,240억달러 수준이며 매년 약 15%씩 성장해 2026년에는 거의 두 배 수준인 4,380억달러에 달할 전망이다. 세계 물류시장이 2020년 기준 5,000억달러 규모인 것을 비교해 보면 전체 물류시장의 40%, 2030년에는 현재의 물류시장과 맞먹는 규모로 성장한다는 의미다. 한국 물류산업 규모가 2018년 약 120조원이었던 것을 감안하면 콜드체인시장 규모는 약 48조원으로 추산된다.
특히 아직 우리나라는 저온물류센터와 같은 콜드체인 인프라가 부족한 실정이다. 국제콜드체인연합(GCCA)에 따르면 2018년 기준으로 국내 1인당 이용 가능한 냉장창고는 0.3m³으로 네덜란드 0.9m³, 뉴질랜드 0.5m³, 미국 0.48m³ 등에 비해 미흡한 실정이다.
이와 같이 전자상거래산업의 급속한 확장을 통해 물류자산 투자수요가 증가하고 동시에 최근 국내 온라인 신선식품시장이 급성장함에 따라 저온물류센터는 지속적으로 확대될 것으로 보인다.
보관·분류·가공 등 복합기능 요구
저온물류센터란 제품의 보관, 포장 및 유통되는 창고를 의미하며 크게 두 가지 주요유형으로 분류할 수 있다.
우선 부패하기 쉬운 물품을 신선하게 보관하는 냉장창고와 냉동보관 제품을 위한 냉동창고가 있다. 주로 기존 식료품 제조사로부터 위수탁하거나 직접 생산한 상품을 보관하는 역할을 하고 있다. 이는 입출고가 빈번하지 않은 단순 보관형 저온물류센터로 현재 국내 대부분의 저온 물류센터는 이러한 형태를 띈다.
또한 익일배송, 당일배송을 넘어 새벽배송 및 퀵커머스 등 보다 신속한 배송형태로 진화함에 따라 보관은 물론 분류, 선별기능까지 겸하는 복합성을 요구하고 있다.
최근 코로나19 확산, 전자상거래 활성화 등으로 인해 비대면시장이 급격히 성장함에 따라 저온물류센터에 대한 수요는 점차 대형마트나 전자상거래기업의 온라인 물류센터 같은 유통형으로 변화하고 있다.
유통형 물류센터란 라스트 마일 딜리버리를 목적으로 입·출고가 빈번하게 발생한다. 전층이 접안가능한 시설적 측면과 다양한 배송제품에 적합한 온도를 유지시키는 정온물류기능이 더욱더 요구된다. 최근에는 입고, 유통가공, 출고가 모두 이뤄지는 풀필먼트센터(Fulfillment Center)의 형태로 공급되고 있다.
초대형 냉동·냉장창고 보편화
냉동·냉장창고도 사회의 변화속도에 맞춰 빠르게 변화하는 시대다. 불과 5년, 10년 전에는 냉동·냉장창고의 규모를 경제성을 기준으로 판단했으나 택배물류 증가와 퀵 배송과 같은 물동량 변화에 따라 경제성기준은 중요하지 않게 됐다.
냉동·냉장창고업에 종사하는 사람들의 규모산정 기준은 대략 물품보관 수용량을 기준으로 5,000톤을 전후로 중형, 그 이상은 대형, 1만톤 이상을 초대형으로 구분한다. 최근 수도권에 신규로 지어지는 냉동·냉장창고는 1만톤 이상 초대형 시설이 보편화되고 있다.
과거 항만을 통해 물류이동이 이뤄지던 시대에는 부산이 냉동창고의 거점으로서 모두의 기준이 됐지만 최근에는 물류·유통환경 변화에 따라 물류창고가 수도권에 집중되고 있다.
또한 물류에 있어서도 제품을 보관하고 필요시 출고하는 형태에서 택배물동량이 확대되면서 냉동 장기보관 방법보다도 선별 포장박스 단위 물동량이 증가하는 등에 따라 냉동창고의 규모도 선별장을 갖추는 규모가 초대형화된 물류창고로 변화하고 있다.
냉동시스템을 기준으로 보면 정확한 기준이 명시된 것은 없지만 일반적으로 9,917m²(3,000평)을 중형, 1만6,528~3만3,057m²(5,000~1만평)을 대형, 그 이상을 초대형으로 구분하고 있다.
투자목적 냉동창고 증가
냉동·냉장창고 발주자는 기본적으로 건설 후 임대를 통한 수익창출을 목표로 하고 있다. 임대를 줄 경우 사용되는 전기요금은 일반적으로 임차인이 내기 때문에 초기투자비용 최소화에 가장 큰 관심을 갖고 있다.
냉동창고 설계·시공관련기업의 한 관계자는 “발주자들과 회의를 진행하면 여러 온도대를 함께 설계하게 된다면 임대에 적합한지, 내부 유효고 확보, 공사비용 등에 대한 질문을 받는다”라며 “최근에는 친환경냉매에 대한 기존냉매와 가격차이, 설비의 호환성 및 관련규제에 대한 문의도 들어오고 있다”고 말했다.
냉동창고 설계·시공업계는 발주자들이 냉동창고의 사용목적을 명확히 하고 운영형태를 결정해야 한다고 조언한다. 100% 임대를 줄 것인지, 보관품목은 주로 어떻게 되는지 등의 윤곽이 잡혀야 적합한 냉동시스템을 결정하고 생애주기 관점에서 유지관리 및 비용절감방안을 마련할 수 있다는 것이다.
업계의 한 관계자는 “최근 투자목적으로 냉동창고 건설을 계획하는 사례가 늘고 있다”라며 “냉동기는 냉동창고의 주요시설로 냉동시스템을 어떻게 구성하느냐에 따라 냉동창고의 기능이 달라지기 때문에 이러한 이해가 결여된 채 얼마를 투자해서 얼마의 이익을 회수할 수 있는가에만 초점이 맞춰져서는 안된다”고 말했다.
규모에 따라 개별·중앙집중식 채택
물류창고에서 최적의 냉동방식은 보관실의 구조, 용도 및 특징에 맞춰 설비를 구성하는 것이다. 보관실이 대형화되고 보관실의 온도범위가 공조, 냉장·냉동으로 구분 없이 사용돼야 하는 상황에서 냉각설비 입장에서는 항상 최악의 조건을 가정하고 이를 충족해야 한다.
냉동기는 스크롤, 스크류 냉동기로 나눠지며 소형 냉동창고에서는 스크롤 냉동기로, 대형으로 갈수록 스크류 냉동기를 사용한다. 개방형은 대용량을 만들 수 있고 모터와 압축기가 고장나도 부품을 교체할 수 있다는 장점이 있다. 밀폐형은 소용량으로 값이 싸지만 교체가 불가능하다.
전체 시스템에서는 밀폐·반밀폐형 냉동기를 적용해 실과 1:1로 연결하는 개별식 방식과 개방형 냉동기를 사용해 중앙에서 각 실로 냉열을 보내는 중앙집중식으로 나눌 수 있다.
중앙집중식은 대형물류센터에 적합하며 냉동기 수량이 적고 기계실에 모여있어 유지관리가 편리하다. 특히 냉동창고 특성 상 모든 실에 100% 부하로 기계가 가동되는 일이 없기 때문에 중앙제어를 통해 용량을 분배할 수 있어 전체 부하의 70~80%로 설계한다. 냉동창고의 규모가 커질수록 초기투자비용과 유지비용이 줄어들며 장비수명이 30년 이상이라는 장점이 있다.
개별식은 각 실마다 1:1로 연결되는 냉동기를 설치하기 때문에 고장 시를 대비해 멀티압
축기를 사용해 110% 정도의 용량을 설계한다. 중소규모 냉동창고에 적합하며 초대형일 경우 존별로 나눠 냉동시스템을 구성할 수 있다. 특히 확장을 고려한 냉동창고에서는 쉽게 설치가 가능하다.
환경규제 고려해야
친환경냉매는 ODP(오존층파괴지수)가 없고 GWP가 낮은 냉매를 의미한다. 아직까지도 국내에 많이 사용되고 있는 R22는 ODP가 0.055로 국제사회에서 퇴출이 진행되고 있는 냉매다. 우리나라의 경우 2020~2022년까지의 HFC 수입·생산 실적을 기준으로 2024년부터 10%, 2035년 30%, 2040년 50%, 2045년까지 80%를 감축해야 한다. 미국, 유럽, 일본 등 해외 주요국에서는 이미 규제가 시작됐기 때문에 생산량도 줄고 있어 수급의 어려움, 가격상승 등이 예견되고 있다.
R22의 대안으로 R404A(3,943), R507A(3,985) 등이 적용되고 있지만 이러한 냉매는 높은 GWP로 인해 짧은 기간 내 규제대상에 포함될 전망이다.
국제적인 환경규제에 대비하고 온실가스 저감을 실천하기 위해서는 GWP가 0인 암모니아, 1인 CO₂ 등 자연냉매를 적용한 냉동시스템을 확대해야 하는 것이 숙제다.
하지만 이러한 자연냉매는 국내에서는 여러 규제들로 인해 수도권 내에서는 적용이 사실상 어렵고 안전시설 설치 및 관리자 선임 등 비용부담이 높다. 사용하는 설비도 기존장비를 바꿔야 한다.
이러한 어려움으로 인해 기존 설비를 교체하지 않고 사용할 수 있는 R448A(1,273), R449A(1,282)가 주목받고 있다. GWP는 절반수준이면서 냉동기성능을 결정하는 물성치 효율은 5~15% 높기 때문이다.
효율관리·온실가스 감축 제도기반 마련돼야
코로나19로 인한 비대면 생활패턴 확산 및 1인 가구 증가 등으로 냉동·냉장창고는 지속적으로 증가하고 있다.
냉동·냉장 물류센터를 건립하는 데 있어 본연의 목적인 보관품 신선도 유지를 위한 정온관리는 물론 에너지를 절감하며 작업환경의 안전을 보장할 수 있는 시스템을 구축하는 것이 과제로 남아있다.
이에 대한 해결책으로 에너지절약시스템의 개발 및 도입을 위해 냉동기를 에너지효율관리 품목으로 지정 및 관리해 국가적 에너지절감에 힘써야 하며 온실가스 감축을 위한 자연냉매 도입이 확대될 수 있도록 제도적 기반을 마련해야 할 시기다.
