| 제목 | [국가별동향] 소부장분야_오존고갈물질로 사용이 제한되는 냉매제, 중국 산업 동향은? |
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| 분류 | 성장동력산업 | 판매자 | 황세영 | 조회수 | 46 | |
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 오존고갈물질로 사용이 제한되는 냉매제, 중국 산업 동향은_.pdf |
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| 데이터날짜 : | 2022-07-29 |
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| 출처 : | KOTRA |
| 페이지 수 : | 10 |
-몬트리올 의정서에 의거, 오존고갈 물질로 분류된 냉매제 생산, 소비 제한 추세
-중국, 전 세계 최대 냉매제 생산, 수출국가: 글로벌 협약에 의거 관련 산업 도태 추진 중
오존고갈, 이산화탄소 배출 우려가 없는 차세대 냉매(4세대) 연구개발 및 응용화 시급
냉매제란?
냉매(冷媒)제는 냉동시스템에서 끊임없이 순환하며 그 자체의 화학 변화를 통해 냉방 효과를 이루는 물질을 말한다냉매는 냉각매체(물이나 공기 등)의 열을 증발기 내에서 흡수해 기화시키고, 응축기에서 열을 주변 공기나 물로 전달해 응축시킨다. 화학성분에 따라 무기화합물냉매, 프레온, 포화탄화수소냉매, 불포화탄화수소냉매, 공비혼합물냉매 등 5가지로 분류되며, 또 응축 압력에 따라 고온(저압) 냉매, 중온(중압) 냉매, 저온(고압) 냉매 세 종류로도 나눌 수 있다.
냉매제는 에너지 변환 목적 등 다양한 열 기계에서 사용되는 화학물질로, 그 중 열역학적 특성이 우수한 불소 냉매가 가장 흔하며 전 세계 냉매의 절반을 차지한다. HFC 혹은 HCFCs류에 의해 제조되는 불소 냉매는 중요한 유기 불소제품으로, 화학적 안정성이 강하고 열역학적 특성이 우수해 주로 냉장고, 가정용 에어컨, 차량용 에어컨 및 기타 냉동 분야에서 사용되고, 또 폴리우레탄 산업에서는 플라스틱 발포제로 사용되거나, 반도체 전자장비산업에서 세척 용도로 활용되는 등 현대 산업에서 요긴하게 쓰이는 핵심 소재였다. 단, 냉매는 이산화탄소를 배출하는 이른바 ‘오염물질배출’ 물질로, ODP(대기오존소비잠재력치)와 GWP(지구 온난화잠재력치)에 따라 냉매업계는 불소냉매의 제품군을 CFCs, HCFCs, HFCs, HFOs 등 4세대로 분류하고 있다. 특히 1세대 CFC 불소냉매(프레온가스로도 알려져 있음)는 오존고갈잠재력(ODP)과 지구 온난화잠재력(GWP)이 모두 높고, 이는 오존층 손상, 대기 오염 및 기타 문제를 직접적으로 유발해 생태 환경에 심각한 영향을 미치는 것으로 나타나 UN협의에 의해 사용이 중지됐다.
불소냉매의 화학적 안정성으로 인해 1960~1980년대까지 현대 산업 발전에 중요하게 쓰였으나, 이 화학물질이 수십 년동안 지구 대기권에 남아 분해되지 않고 오존층을 파괴한다는 사실이 밝혀지고 나서는 글로벌 협약에 의거, 사용과 생산이 중지되고 있다. 기타 2~3세대 냉매 또한 CFC를 대체하는 물질로 간주됐으나, 여전히 잠재적으로 손상을 줄 수 있어 생산과 소비 쿼터가 이루어지는 추세다. 현재 중국에서는 3세대 냉매(HFCs) 생산 및 소비 쿼터 제정 시기를 맞이하고 있다. HFCs는 3세대 냉매로 구분되며, 이는 불화수소 탄화물(氢氟碳化物)에 속하고 인공적으로 합성된 강력한 온실가스로 알려져있다. 이에 미래형 냉매제 개발 방향은 오존 고갈물질을 함유하지 않고, 이산화탄소 배출이 낮은 4세대 친환경 냉매(HFOs) 등으로 나아갈 것으로 보인다.
<오존고갈물질-냉매제 1~4세대 구분>
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구분 |
냉매제 종류 |
대표 제품 |
환경 영향 |
ODP, GWP* |
현황 |
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1세대 |
CFCs (화학명 클로로플루오로카본Chloro-fluoro-carbon) |
R11, R12 등 |
흔히 프레온가스로 알려져 있으며, 염소 함유 물질로 오존층 파괴영향 있음 |
매우 높음 |
클로로플루오로-카본(Chloro-fluoro-carbon)은 1930년대 초에 발명돼 사용하기 시작한 염소와 불소를 함유한 인공 탄화수소 화학 물질로, 인간의 생산과 삶에 다양한 방식으로 응용됐음. 일반적인 조건에서 클로로플루오로카본은 화학적으로 안정적이며 매우 낮은 온도에서 증발해 과거 냉장, 냉동고에 이상적인 냉매로 간주됨. 또 통조림, 헤어스프레이, 살충제 에어로졸을 만드는 데 사용되거나 텔레비전, 컴퓨터 및 기타 전기제품 인쇄회로기판 청소 등 산업 전 영역에서 활용됐음. 클로로플루오로카본의 또 다른 큰 용도는 스치로폼 등 발포제 재료로 사용돼 냉장고의 단열재, 가전제품 충격 흡수 포장재 등으로 제조되기도 함. 단, 프레온은 지구 표면에서 매우 안정적이지만, 지구표면 15~50km 떨어진 고도에서 자외선에 노출되면 새로운 물질과 염소 원자를 생성하며 이는 수천~10만 개의 오존 분자를 손상시키는 일련의 화학반응을 생성함. 이에 오존층 고갈문제 발생으로 프레온 가스는 사용이 제한됨 |
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2세대 |
HCFCs (수소염화플루오린화탄소, hydrochlorofluorocarbon) |
R22, R141b, R123 등 |
염소 함유 물질이나 수소를 함유하고 있어 오존층 파괴 효과는 CFC보다 적으나 여전히 오존고갈물질로 분류됨 |
R22 -(ODP)0.055 -(GWP)1810 R141b -(ODP)0.12 -(GWP)725 |
CFC와 매우 유사한 화학구조를 가진 화합물의 한 종류지만, CFC와는 달리, 이 화합물들은 탄소, 불소, 염소 원자 외에 수소 원자를 포함. 보통 냉매와 절연성 발포체 제조에 유용한 물질으로 알려져 프레온가스(CFC)의 지구오존층 파괴를 방지하기 위해 대체물질로 개발됨. 단, HCFC 또한 오존 파괴 영향이 있어, 몬트리올 의정서의 코펜하겐 수정안에서는 2030년까지 HCFC를 모두 폐기시키도록 규정함. 영미권 등 선진국에서는 이미 도태됐으며 현재 사용 금지. 중국에서는 광범위하게 응용돼 왔으나, 점차 도태 단계에 진입 |
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3세대 |
HFCs (수소불화탄소) |
R32, R125, R410A 등 |
염소를 포함하지 않은 수소 함유 물질로서 오존층에 대한 파괴는 적으나, 기후 온난화 영향 요인이 큼 |
R32 -(ODP)0 -(GWP)675 R125 -(ODP)0 -(GWP)3500 R410a -(ODP)0 -(GWP)2100 |
HFCs는 보통 에어컨과 냉매에 사용됨. 예를들어 HFCs의 한 품목인 R-134a는 일반적인 HCF 냉매로 특히 R-12와 같은 오래된 클로로플루오로카본과 R-21과 같은 HCFC류 냉매제를 대체하는 물질로 각광받았음. 또 HFC는 단열폼, 에어로졸 추진제, 용제 및 방화용으로 유용해 오존층 파괴물질인 CFC(염화불화탄소, 프레온가스)의 대체물질로 개발됐나 수소불화탄소 역시 지구온난화에 영향을 미치는 강력한 온실가스로 알려지면서 전세계적으로 감축이 추진됨. 미국·유럽은 2036년까지 85% 감축, 중국과 100여 개 개발도상국은 2045년까지 80%의 수소불화탄소 감축 합의(키갈리 수정안). 국외에서 비교적 광범위하게 응용되나 현재 도태 초기단계 진입 |
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4세대 |
수소불화올레핀 (HFOs) |
HFO-1234yf 등 |
친환경 무공해 |
R1234yf -(ODP)0 -(GWP)0 |
HFC 대체품보다 지구온난화 가능성이 훨씬 줄어든 새로운 종류의 냉매로 분류됨. 대표상품인 HFO1234yf 냉매는 차량용 에어컨에 사용되는 새로운 냉매로 하니웰과 듀폰이 공동으로 개발함. 단, 현재까지 대규모로는 사용되지 않음 |
[자료: 리딩산업연구원, 시나재경 등, KOTRA 상하이무역관 정리]
주*: ODP(Ozone Depletion Potential): 오존고갈 잠재수치
GWP(Global Warming Potential): 지구온난화 잠재수치
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