냉매규제에 대응해 GWP 150 이하 Low GWP 냉매가 적용된 친환경 저온 콜드체인 냉동시스템기술을 개발함으로써 에너지효율 관리제도를 도입 및 고도화하려는 연구가 진행된다.

한국에너지기술평가원은 2024년도 에너지기술개발사업 신규연구개발과제로 ‘냉매규제 대응 친환경 저온 콜드체인 냉동시스템 기술개발’ 과제사업을 공고했다.

2021년 열린 유엔기후협약 당사국총회에서 온실가스 감축을 위해 High GWP 사용규제가 개시됐다. 우리나라도 HFC 냉매규제에 돌입해 2024년부터 HFC 냉매를 단계적으로 감축, 2045년까지 80%를 감축할 예정이다. 이에 따라 탈 HFC, LOW GWP(150 이하) 냉매 기반의 고효율 콜드체인 냉동·냉장시스템의 설계·제조·실증·평가기술이 확보돼야 한다.

또한 시장성 측면에서도 글로벌 콜드체인 시장규모는 약 1,077억달러, 성장률 15%에 이르고 있어 글로벌시장 개척과 수출경쟁력을 확보하면 경제적 가치 창출과 동시에 냉동공조기기 수출증대에 기여할 수 있다.

연구 내용은 크게 친환경 콜드체인 기술개발과 관리제도 도입 및 고도화로 나눌 수 있다.

Low GWP 냉매(GWP 150 이하) 적용 F2급(-40℃) 및 F1급(-30℃) 냉열 공급용 친환경 고효율 냉동시스템 기술개발을 위한 세부연구 내용으로는 △F2급(-40℃) 5RT이상, F1급(-30℃) 10RT이상 냉동시스템 개발 △Low-GWP(가연성 또는 자연냉매 등) 냉매 스크리닝 및 열전달 특성연구 △Low-GWP 냉매 적용 냉동시스템 온도대별 최적 설계(효율, 사이즈) 및 시뮬레이션 연구 △냉동·냉장용 고효율 인버터 압축기 설계 및 제어기술 연구개발 △다단 냉동사이클 또는 동등 이상 고효율 사이클설계 적용 및 핵심부품 연구개발, 시스템통합(고효율 열교환기 개발, -40℃ 저온기류 대응 초고속·고압축비 압축기 설계기술 등) △고압, 가연성 냉매 적용 안전성 기술개발(구조, 센서, 부품 등) 연구 등이 있다.

콜드체인 저온 냉동·냉장시스템 효율관리제도 도입 및 고도화 연구개발을 위해서는 △효율제도 기반의 효율측정방법 상세현황 조사 분석 및 고도화 연구 △ 사용자 행태분석 등을 통한 실환경 실증 및 에너지사용량 분석, 효율기준(안) 마련 등이 필요하다.

개발 시 위험 극복을 위해서는 LOW-GWP 냉매의 안전성(가연성 및 독성) 평가에 기반한 위험도 분석이 필요하며 이를 검증하고 적용하기 위한 활동 계획을 제시해야 한다. 냉매 규제시기(키갈리협정 이행시기)를 고려한 시장진입 계획과 냉동시스템의 에너지효율 관리제도 도입을 위한 성능지표 제시도 병행해야 한다. 

이어 제도연계형 품목의 시장보급 가능성을 고려해 요소기술 개발성과 등을 활용한 사업화 매출액의 성과를 도출해야 한다. 효율관리제도 연계 인증기준(안) 도출을 위한 에너지공단 소관부서와의 적극적인 협력도 필수적이다.

이번 과제는 48개월간 진행되며 총 정부지원 연구개발비는 160억원으로 1차연도에 40억원 내외가 지원된다. 정부납부 기술료는 징수대상이며 주관 연구개발기관은 기업으로서 중소‧중견기업의 참여가 필수사항이다.