몬트리올 의정서(Montreal Protocol)의 키갈리 개정안(Kigali Amendment)에 따라, 지구온난화지수(GWP)가 높은 HFC냉매를 단계적으로 줄여야 함에 따라 대체 솔루션으로 부상한 게 GWP가 낮은 HFO냉매와 HFO/HFC혼합 냉매, 그리고 자연냉매다.

그중 GWP가 낮고 신규 제품 및 기존 장치 레트로핏 시 적용성이 뛰어난 HFO냉매와 HFO/HFC 혼합냉매가 자동차, 공조 등 여러 산업분야로 적용이 확산되고 있다.

케무어스는 HFO냉매 솔루션을 공급하고 있는 글로벌 대표기업 중 한 곳이다.

케무어스(Chemours)는 2015년 7월 듀폰사에서 분사해 설립된 미국의 다국적 기업으로 코팅, 플라스틱, 냉장 및 에어컨, 운송, 반도체 및 가전, 일반산업, 광업 및 석유·가스 산업 및 다양한 시장을 위한 기능성 화학물질 솔루션을 전 세계에 공급하고 있다.

케무어스의 사업부문은 크게 티타늄 기술(Tiꠓtanium Technologies), 열 및 특수 솔루션(Thermal & Specialized Solutions), 고급 성능 재료(Advanced Performance Mateꠓrials), 화학 솔루션(Chemical Solutions) 4개 부문으로 나뉜다. 주력 제품은 Ti-Pure™, Opteon™, Freon™, Teflon™, Viton™, Nafion™ 및 Krytox™와 같은 각 산업분야에서 높은 인지도로 시장을 리딩하고 있다.

미국 델라웨어주 월밍턴에 본사가 있는 케무어스는 전 세계 35개 지역에 제조 및 연구시설을 보유하고 있으며 약 6,600여 명의 직원들이 120여 개국에서 고객에게 서비스를 제공하고 있다. 지난해 글로벌 매출은 9조 300억원(68억 달러)으로 2021년 대비 7% 성장했으며 케무어스코리아는 지난해 매출 1400억원을 기록했다.

케무어스에서 냉매, 추진제, 발포제 및 특수 용제 공급을 담당하는 사업부는 TSS 사업부(Thermal & Specialized Solutions)다.

케무어스의 HFO계 냉매, Opteon™ 용처별 다양한 라인업 구축

이승환 케무어스 TTS사업부 부장은 “케무어스는 지난 100여 년간 불소화학, 과학 및 기술 분야에서 입증된 리더쉽을 통해 Opteon™과 Freon™ 등의 냉매를 개발, 제조, 공급하고 자동차 및 건물의 공조설비, 각종 냉동 및 보온 시설에 쓰이는 냉매 솔루션을 제공해왔다.”라며 “특히 지구온난화지수가 낮은 Opteon™ 제품군은 HFO계 냉매로 이미 다양한 용도를 위한 제품 포트폴리오가 구축돼 있으며, 사용자가 환경 규제를 만족시킬 수 있고 나아가 우수한 성능을 통한 비용 절감을 얻을 수 있는 최적의 대체 냉매 브랜드”라고 강조했다.

케무어스의 Low GWP 냉매의 브랜드 ‘Opteon™’은 냉매를 선정할 때 고려해야만 하는 가격, 안정성, 친환경성, 성능 등 여러 요소들에 있어서 최적(Most Optimized)의 Balance를 제공하면서도 케무어스의 유산인 ‘Freon의 정신’을 가져간다는 의미를 바탕으로 만들어졌다.

이승환 부장은 “케무어스는 HFC냉매를 사용하는 전 산업에 걸쳐 있는 다양한 고객들이 최대한 사용 중인 기존 장비를 그대로 사용할 수 있게 가연성을 없애고 종전의 냉매와 유사한 성상을 가진 ‘Opteon XP’ 제품군과 신규 장비에 적용할 때 글로벌 온실가스 규제에 적극 대응할 수 있는 매우 낮은 GWP를 가진 ‘Opteon XL’ 제품군을 라인업하고 고객의 요구사항에 적합한 선택지를 제공하고 있다,”고 말했다.

케무어스의 Opteon™ 냉매는 HFC 냉매보다 지구온난화지수(GWP)가 낮고 비가연성인 Opteon™XP와 약가연성인 Opteon™XL 등 용처별로 여러 제품이 라인업돼 있다.

Opteon™XP는 기존 HFC류 냉매를 사용하는 장비의 개조 및 신규 장비에 사용할 수 있는 반면 GWP가 Opteon™XL 제품군보다 높다.

Opteon™XP10(R-513A)은 R-134a보다 GWP가 56% 더 낮고 냉장, 공기조화, 냉동 및 히트펌프 등 다양한 용도에서 R-134a와 버금가는 우수한 용량과 효율성을 보여준다.

Opteon™XP40·44(R449A·R452A)는 R-404A, R-507A를 대체하는 냉매로 GWP가 최대 45% 낮고 에너지효율 측면에서도 비슷한 성능을 가지고 있으며 냉동창고, 냉동탑차에 적용할 수 있다.

Opteon™XP41(R463A)은 특성과 성능이 R-410A와 일치하는 이상적인 대체냉매다.

R-410A보다 GWP가 30% 낮고 에어컨, 시스템에어컨 등 다양한 용도에 적용할 수 있다.

Opteon™XP30(R-1336mzz(Z)은 R-123을 대체할 수 있는 제품으로 불연성이며 GWP 2로 매우 낮다. 개발 당시 냉매 블랜딩 및 저압 냉각기, 고온 히트펌프의 단일 성분 솔루션으로 개발됐으며 1336mzz(Z) 니트 제품인 Opteon 1100이 차세대 발포제 용도로 많이 사용된다.

Opteon™XL은 Opteon™XP 대비 GWP는 낮지만 약가연성 특성을 가지고 있어 신규 시스템 적용에 더 적합하다.

Opteon™XL10(R-1234yf)은 XP10(R-5 13A)보다 더 낮은 GWP를 가진 칠러용 냉매로 R134a를 대체하는 제품이다. 신규 시스템 및 기존 장비 개조에 사용 가능하며 R134a 동등 혹은 우수한 성능과 에너지효율을 제공한다.

Opteon™XL40·20(R454A·R454C)은 R-22 및 R-404A를 대체할 수 있는 이상적인 제품이면서 산업용 및 상업용 냉동 시스템에 최적의 균형을 제공하는 GWP가 낮은 냉매이다.

케무어스의 Opteon™XL41(R-454B) 및 XL55(R-452B)는 A2L(약가연성)의 HFO(수소불화올레핀) 냉매로, R-410A대비 동등 수준의 용량 및 향상된 에너지 효율을 제공하며, 압축기 배출 온도 역시 거의 유사하다.

Opteon™XL41은 R-410A에 비해 GWP(지구온난화지수)가 78% 낮아 R-410A 대체 냉매 중 가장 낮은 GWP를 제공한다.

Opteon™ XL55는 R-410A 대비 GWP가 65% 가량 낮아 R-32와 유사한 수준이지만 한편으로는 R-410A에 가장 근접한 성능을 가지고 있어 최소한의 장비 재설계와 비용을 통해 빠른 시장 적용이 가능한 HFO냉매이다.

케무어스 Opteon™ 냉매, 자동차, 공조 등 다양한 산업분야 적용

이승환 부장은 “케무어스의 HFO냉매는 국내외 다앙한 산업분야에 적용돼 장치의 효율 향상과 지구온난화 억제를 위한 탄소중립에 기여하고 있다.”라며 국내외 대표 적용현장을 소개했다.

국내는 현대기아, 르노삼성자동차(Opteon YF), 이마트(Opteon XP40), 국내 배터리 제조사의 국내외 신규 공장(Opteon XP10)적용 등이 대표적이다.

특히 국내 최대의 대형유통점인 이마트 경기 도 의왕시점에 2019년 처음으로 친환경 냉매 솔루션인 Opteon™XP40(R-449A)을 적용한 후 전국 점포로 적용을 확대하고 있다.

해외는 일본 미쓰비시전기 콘덴싱유니트에 Opteon XP41가 세계 최초로 적용됐으며 북미 아이스하키리그(NHL)는 Greener Rink 운동의 일환으로 기존 냉매를 Opteon™로 교체했고 영국 냉동트레일러 업체인 Therꠓmo King은 트레일러 유닛의 전체 제품군에 Opteon™ XP452(R-50A) 로 교체하는 등 GWP 규제가 있는 유럽, 미국, 일본 등에서 수많은 적용 사례가 있다.

이승환 부장은 “유럽에서 Opteon™ XP10(R-513A)은 칠러의 HCFC-134a 대체용뿐 아니라 기존 CO2+R134a 이원냉동 시스템에서 R-134a 대체용으로 많이 적용되는 것 같다.”라며 “케무어스 Opteon™은 용처별 애플리케이션이 점점 늘어가는 한편 냉매 외에도 Opteon 발포제 및 Solvent 제품의 적용도 점진적으로 확대 중에 있다.”고 말했다.

최근 글로벌 특히 유럽시장에서 냉동냉장 시장에서 자연냉매 보급도 점진적으로 늘어나고 있다.

이에 대해 이승환 부장은 “통상적으로 불리는 자연냉매라는 이산화탄소, 암모니아, 프로판 등은 1800년대 처음으로 적용된 냉매로 알고 있는데 다만, 이후 불소계 냉매가 적용된 이후 아직까지도 소위 말하는 자연냉매가 메인이 되지 않는 데에는 분명한 이유가 있을 것 같다.”라며 “냉매의 GWP 값만이 아닌, 냉매를 선택할 때 고려해야만 하는 여러가지 요인들, 토탈 비용, 성능, 안정성, 효율 등 전반적인 측면을 고려했을때, 불소계 냉매가 소위 말하는 자연냉매 대비 우수하기 때문에 지금까지도 냉매는 불소계를 사용하는 것으로 생각하고 있다.”고 언급했다.

이어 이승환 부장은 GWP가 낮은 냉매로 전환을 위해서는 “유럽, 미국, 일본처럼 쿼터제를 포함한 섹터 컨트롤(Sector Control) 즉, 용처별 장비에 사용 가능한 냉매의 GWP값의 제한을 두어 현실적으로 적용가능한 일정을 수립해 규제화하는 것이 시급하다.”라며 “케무어스는 2025년 지구온난화 지수 및 가연성 측면에 있어 진보된 성능을 발휘할 수 있으면서도 고객의 요구를 충족하는 동시에, 변화하는 여러 규제에도 대응할 수 있는 차세대 제품을 발표할 계획이다.”라고 밝혔다.