최근 유해가스 배출 논란으로 언론과 국정감사에서 도마위에 올랐던 가스냉난방기(Gas Heat Pump, 이하 GHP)에 대한 대기오염 배출가스 인증기준이 내년 상반기 중 마련된다. 또 기 보급된 제품에 대한 실태조사는 12월까지 진행된다.

환경부는 국회 환경노동위원회 국정감사에서 GHP의 대기오염물질 배출이 심각한 실정이라는 지적과 대책 마련을 촉구하는 의원들의 요구에 올해 안에 실태조사를 거쳐 2021년 상반기 중 인증기준을 마련하고 기 설치 제품에 대해서는 내구연한 등을 고려해 신속히 교체지원하겠다고 답변했다.

GHP, 외기 온도차에 따라 유해가스 배출 증가폭 커

GHP의 대기오염물질 배출가스 논란이 불거진 것은 10월 초다.

SBS '뉴스토리'는 ‘유해물질 내뿜는 가스 냉난방기…학교가 위험하다’라는 내용으로 가스냉난방기에서 과도하게 배출되는 오염물질 문제와 그 대책에 대해 집중 조명했다.

뉴스토리는 여름철 냉방과 겨울철 난방을 위해 전국 학교와 공공기관 등에 가스 냉난방기가 설치돼 있으며 특히 전국의 초·중·고교 2,219곳에 이 GHP를 설치·가동하고 있는데 여기서 대기오염 물질이 다량으로 나온다고 보도했다.

실제로 초·중·고교에 설치된 GHP의 배출가스를 측정해 본 결과 질소산화물(NOx)이나 메탄(CH4)과 같은 오염물질이 뿜어져 나오고 있었다.

서울의 한 초등학교 옥상에 설치된 가스 냉난방기를 측정한 결과, 측정 1시간 동안 초미세먼지의 원인물질로 분류되는 질소산화물은 최대 230ppm, 지구온난화 유발물질인 메탄은 1,400ppm까지 나왔다. 0.01g/km 또는 10ppm 안팎인 자동차 배출가스와 비교하면 적게는 20배, 많게는 100배 이상 높은 수치다.

또 자동차시민연합이 2020년 8월 말에서 9월 중순, 서울 마포구, 중랑구, 서초구 및 경기 파주 등 4개 지역에서 GHP에서 나오는 배출가스 3대 대기오염물질인 일산화탄소(CO), 질소산화물(NOx), 메탄(CH4)을 측정한 자료를 보면 일산화탄소(CO) 607ppm, 메탄(CH4) 491ppm, 질소산화물(NOx) 602ppm이 배출됐다.

배출가스를 측정한 날 외기 온도는 평균 영상 25℃ 수준으로 낮아 GHP 엔진의 냉방 부하가 낮은 상태로 작동해 유해 배출가스가 적게 배출됐지만, 외기 온도가 높거나(영상 30℃ 이상) 낮은 경우(영하)에는 GHP의 냉난방 부하가 높아 엔진이 고부하로 작동하므로 유해배출가스는 더욱 증가하는 것으로 나타났다.

환경전문가에 따르면 “이 정도 수치는 인체에 직접적인 위해를 가할 수 있고 고농도가 되면 대기환경에 먼지 문제의 원인을 일으킬 수 있으며 특히 메탄은 매스꺼움과 같은 것들을 느끼고 그러다 보니 소화기 장애를 주로 일으키게 된다.”고 말했다.

GHP는 도시가스로 엔진을 작동시키고 압축기와 열교환기를 구동해 냉난방을 한다. 여기에 적용되는 엔진은 배기량 2000~2600cc급 자동차용 엔진이다. 그리고 청정연료라는 도시가스로 엔진을 구동시킨다.

교통 관련 전문가에 따르면 “청정연료인 도시가스로 엔진을 구동시키면서 자동차보다도 심하게 유해물질을 내뿜는 이유로 엔진기술과 후처리기술이 좌우한다.”고 밝혔다.

이 전문가는 “배출가스는 연료가 좌우하는 것보다 실제로 엔진기술이 훨씬 더 크게 좌우한다면서 촉매를 적용하는 후처리기술(저 감장치)이 거의 엔진에서 나오는 배출가스를 80~90% 이상 줄일 수 있다.”고 덧붙였다.

또 연료품질이 도시가스보다 낮은 LPG 택시의 배출가스가 적게 나오는 것도 저감장치 때문이며 국립환경과학원에 의뢰해 노후 LPG택시의 배출가스를 측정해본 결과 질소산화물은 8.6ppm, 탄화수소는 12.3ppm에 그쳐 기준치를 넘지 않았다.

정부는 2011년 ‘공공기관 에너지 이용 합리화 추진에 관한 규정’을 통해, 여름철 전력난에 대비한다는 취지에서 학교와 공공기관에 연면적 3,000m² 이상의 건물에 전기 대신 자동차 엔진을 사용하는 가스 냉난방기(GHP) 설비를 의무화했다. 2013년부터는 대상을 1000m²까지 확대하며 설치비와 요금할인 혜택까지 지원했다. 이 과정에서 엔진을 쓰는 GHP 설치를 장려했는데, 유해 배출가스는 자동차처럼 규제하지 않았다.

우리보다 GHP가 약 7배 많이 보급되어 있는 일본의 경우 GHP와 같은 소형 제품은 주요 대도시를 위주로 ‘소규모 연소기기 인증제도’를 통해 NOx 배출량이 적은 제품정보를 소비자에게 제공하고 있다.

도쿄도 환경국은 GHP의 질소산화물(NOx) 인정기준을 초저NOx와 저NOx로 구분해 놓고 있다. 초저NOx의 경우는 열출력 45kW 이상과 미만 제품 모두 80ppm 이하, 저NOx의 경우는 열출력 45kW 이상은 90ppm 이하, 미만은 100ppm 이하 제품에 대해서 인증해 주고 있다.

전국적으로 가스 냉난방기를 설치한 건물은 1만 5천 곳, 이 가운데 학교도 2천 200여 곳에 달한다.

방송에서는 “저감장치도 달지 않은 자동차들이 전국 각지의 학교와 공공건물 옥상에서 건강과 환경을 위협하는 매연을 내뿜고 있는 셈”이라고 지적했다.

이에 대해 산업통상자원부 관계자는 “현재 대형 가스시설은 대기오염물질 배출시설로 관리하고 있으며, GHP와 같은 소형 제품에 대한 대기오염물질 배출허용기준 등 별도 규제는 없다.”면서 “환경부 및 관련 전문기관과 협의해 가스냉방(GHP)의 대기오염물질 배출수준 시험측정 등을 실시하고, 이를 토대로 인증기준 등 저감방안을 마련한 후 기 설치 제품에 지원방안도 마련해나갈 계획”이라고 입장을 밝혔다.

국감서 전수조사 실시 및 배출가스 기준 제정 촉구

이런 상황에서 10월 23일 국회 환경노동위원회 환경부 국정감사에서 GHP의 대기오염물질 배출의 심각성에 대한 의원들의 질타가 이어지면서 다시 한번 화두에 올랐다.

안호영 더불어민주당 의원은 "가스냉난방기인 GHP에서 대기오염물질이 저감장치도 없이 그대로 배출되고 있다"면서 "시중에 유통되는 GHP에서 적게는 기준치의 2배, 많게는 40배까지 배출되는 것으로 드러났다"고 밝혔다.

안호영 의원이 환경부로부터 제출받은 자료에 따르면 GHP는 대기배출시설로 분류되어 있지 않아 대기오염물질 배출허용 기준 등 별도 규제가 없는 상태다. 배출허용 기준 및 규제가 없다 보니 대기 오염물질에 대한 배출 점검도 실시되지 않고 있었다.

안호영 의원은 “자동차는 배출저감장치를 부착하고도 2년마다 검사를 실시하는데 정작 자동차와 유사한 엔진을 쓰는 GHP에 아무런 규제가 없다는 것은 어불성설”이라며 “환경부는 조속히 산업통상자원부와 협의해서 대기배출물질을 저감할 수 있는 기준과 대책을 마련해야 한다”고 강조했다.

노웅래 더불어민주당 의원도 “LNG를 이용한 가스 냉·난방시설에서 유해가스가 배출되는 것은 당연한데도 산자부 의견조회에 아무런 생각 없이 ‘이의 없음’으로 의견을 내 7~8년 동안 배출가스 사각지대로 방치했다.”면서 “저감장치는 즉시 설치하도록 조치하고, 전수조사를 실시해 배출가스 기준은 만들어야 한다.”고 촉구했다.

LPG 차량용 촉매장치 적용 검토 후 시범 지원사업 추진

환경부는 이에 대해 현재 판매 중인 제품의 배출가스 측정을 오는 11월 말까지 끝내고, 이미 설치된 제품에 대해서는 샘플을 특정해 배출농도 유해가스 농도를 측정하겠다고 밝혔다.

또 각사별 제품에 대해 내구연한에 따른 배출가스 상황과 연식, 사용기간, 설치장소 등 상세한 실태파악도 함께 진행해 12월 말까지 마무리한다는 계획이다.

환경부는 이 실태조사 자료와 해외사례 그리고 적용 가능한 저감기술 등을 종합적으로 고려해 내년 상반기 중 대기오염물질에 대한 인증기준을 마련할 예정이다.

전국 학교 및 공공기관 등에 설치돼 가동 중인 5만5천대에 대한 지원방안도 마련된다.

우선 기 설치된 제품 중 10년 미만 제품은 저감장치 부착을 추진하고 10년 이상된 노후 제품에 대해서는 교체지원 등을 검토할 예정이다. 이를 위해 LPG 차량용 촉매장치 적용 가능성을 검토 후 시범 지원사업으로 추진할 것으로 보인다.

LPG 차량에는 1987년부터 질소산화물(NOx) 관리로 대기오염을 개선하기 위해 ‘삼원촉매장치’ 부착을 의무화했다.

‘삼원촉매장치’는 엔진 배기가스 내에 존재하는 탄화수소(HC), 질소산화물(NOx)과 일산화탄소(CO)를 이산화탄소(CO2), 질소(N2)와 수증기(H2O)로 전환을 촉진해 오염가스를 제어하는 장치다.

환경부는 이를 위해 내년 예산안에 저감기술 개발 관련 연구개발비를 반영하고 10년 이상된 노후 제품에 대해서는 가스냉방 보조금을 통해 교체지원해 나간다는 방침이다.

정부의 NOx 등에 대한 규제 안이 나오면 관련 업체들의 대응도 이어질 것으로 보인다. 무엇보다 GHP는 냉난방장치로 장동차와 다르게 배기장치뿐 아니라 냉매 관련 부품이 함께 들어 있는 구조로 배출가스 저감장치 부착 공간이 협소한 단점이 있다. 제품 자체의 구조 변경이 필요한 부분이다.

국내 생산제품은 설계 변경을 통해 저감장치 부착이 수월하게 진행될 수 있지만 일본 수입품의 경우에는 이것도 해결해야 할 과제다.

또 기 설치 제품의 경우에도 작업범위가 넓어 전문엔지니어의 손길이 필요하고 비용도 자동차보다 더 드는 문제도 있다.

한 업계 관계자는 “정부는 현재 GHP에 대해 일산화탄소만 2800ppm 이하로 규정하고 있어 업체 입장에서는 억울한 측면도 있다.”면서 “정부의 질소산화물(NOx) 및 메탄(CH4)에 대한 인증기준이 마련되면 그에 맞춰 제품 설계 변경을 통해 대응해나갈 예정”이라고 밝혔다.

GHP, 미세먼지 및 온실가스 배출 저감 효과 커

GHP는 전기 대신 가스를 열원으로 냉난방을 한다. 하나의 기기로 냉방은 물론 난방도 이뤄져 기기의 효율적 이용이 가능하다. 하절기엔 냉방 전력수요를, 동절기엔 난방 전력수요를 가스로 대체시켜 최대전력을 완화함으로써 전력 수급 안정에 일조하는 것은 물론 국가 에너지원 다양화에도 기여한다.

가스냉방은 전기에 비해 냉난방비가 저렴하고, 한 대의 장비로 냉방과 난방을 동시에 할 수 있는 장점도 있다. 특히 가스냉방은 1차 에너지인 가스를 이용하기 때문에 2차 에너지인 전기보다 에너지 절약 효과도 크다.

특히 GHP는 가스를 에너지원으로 사용하기에 전기 사용량이 EHP(Electric Heat Pump) 대비 1/10 수준으로 현장의 수전용량을 줄일 수 있다.

업계 관계자는 ”전기식 냉난방기를 쓰는 것은 1차에너지를 2차에너지인 전기로 변환 후 사용하므로 에너지 소모와 온실가스 배출은 오히려 크다.“면서 ”이런 점을 감안하면 GHP 등 가스냉방 보급 확대는 미세먼지와 온실가스 배출 저감효과도 거둘 수 있다.“고 말했다.

한편 국내 GHP시장은 2002년 국내에 도입된 후 2019년까지 누적 판매대수가 7만1,233대에 달한다. 환경부 자료에 따르면 현재 실제 가동중인 GHP는 약 5만5000대 정도다.

한국냉동공조안전관리원 검사실적을 보면 보급 첫해인 2002년 718대를 시작으로 2003년 2,844대, 2004년 4,249대, 2005년 5,223대, 2006년 5,921대로 매년 성장세를 기록했지만 2007년 이후 보급이 감소세로 돌아서며 2011년 1,099대(민수 847대, 조달 252대)로 최저치를 기록했다.

공공기관 가스냉방 의무화가 된 2012년 1,276대(민수 882대, 조달 394대) 이후 반등에 성공해 2013년 2,900대(민수 800대, 조달 2,100대)를 기점으로 매년 15% 성장해 2019년 7,200대(민수 2,900대, 조달 4,300대)까지 성장했다.

국내에서 GHP를 생산·판매하는 업체는 LG전자, 삼성전자, 삼천리ES가 있다. 이 중 삼천리ES는 전 제품을 일본 얀마사로부터 수입, 판매하고 있고, 삼성전자는 실내기는 자체 생산하지만 실외기는 일본 아이신 제품을 쓰고 있다. LG전자는 유일하게 모든 제품을 자체 생산하고 있다.