시장 조사, 컨설팅 기업인 Allied Market Research(이하 AMR)는 최근 전 세계 자연냉매 시장(Natural Refrigerant Market) 조사 보고서를 발표했다.

이 보고서에 따르면 전 세계 자연냉매 시장은 2022년 15억 달러로 평가됐으며 2023년부터 2032년까지 연평균 6.2% 성장해 2032년에 27억 달러에 이를 것으로 전망했다.

자연냉매는 암모니아, 물 또는 이산화탄소와 같은 천연 자원에서 추출한 물질로 열 전달에 유리한 열역학적 특성을 가지며 냉동 및 공조 시스템에 사용된다. 오존층파괴 지수(ODP)가 낮거나 0이고 지구온난화 지수(GWP)가 낮아 합성 냉매에 대한 환경친화적인 대안이 되고 있다. 자연냉매는 기후변화에 미치는 영향을 최소화하므로 지속 가능하고 에너지 효율적인 냉각 솔루션 역할을 수행한다.

자연냉매로 전환, 온실가스 배출 줄이는 가장 효과적인 방법 중 하나

자연의 생물학적 및 화학적 순환은 인간의 개입 없이 자연냉매를 생성한다. 천연 탄화수소, 암모니아, 이산화탄소, 물 및 산소는 지구온난화지수(GWP)가 0 또는 0에 가까운 물질이며 에너지, 가스 및 물 소비를 줄일 수 있는 잠재력이 있다. 환경의 지속가능한 발전을 위해 더 나은 자연냉매로 전환하는 것은 온실가스 배출을 줄이는 가장 효과적인 방법 중 하나다.

지난 몇 년 동안 냉매가 환경에 미치는 영향은 중요한 관심사가 됐다. 냉각 시스템에서 큰 갭이 생기면 이러한 유체는 오존층을 파괴해 대기 중 온실효과를 높이며 지구온난화에 직접적으로 영향을 주게 된다.

현재 냉매로 가장 널리 사용되는 탄화수소는 프로판(R290), 프로필렌(R1270), 부탄(R600) 및 이소부텐(R600a) 등이다. 탄화수소는 환경에 해를 끼치지 않으면서 우수한 성능과 합리적인 에너지 절약을 제공하기 때문에 생산성 증가를 높이기 위해 주거용 에어컨 및 열 전달 응용 분야의 장기적인 대안으로 사용이 가능하다. 따라서 친환경 냉매에 대한 인식이 높아짐에 따라 시장 성장이 촉진될 것으로 예상된다.

자연냉매 생산비 저렴하고 장기간 공급 용이해 냉동공조 시스템에 효율적

냉매에 대한 각국 정부의 엄격한 규제는 다양한 산업 분야에서 자연냉매의 채택을 촉진하는 촉매 역할을 하고 있다.

미국 환경보호국(EPA)에 따르면 오존층 파괴물질(ODS)은 미국에서 클래스 I 또는 클래스 II 규제 물질로 분류된다. 염화불화탄소(CFCs) 및 할론과 같은 클래스 I 물질은 더 높은 오존층 파괴 잠재력을 나타내며 몇 가지 예외를 제외하고 미국에서 단계적으로 폐지됐다. 결과적으로 클래스 I 물질은 생산하거나 수입할 수 없다. 클래스 II 물질은 모두 하이드로클로로플루오로카본(HCFCs)으로, 여러 클래스 I 물질의 과도기적 대체품 역할을 해 왔으며 2020년 현재 대부분의 HCFCs의 생산 및 수입이 금지됐다. 결과적으로 이러한 규정은 자연냉매에 대한 수요를 증가시킬 것으로 예상된다.

또한 자연냉매는 생산 비용이 저렴하고 장기간에 걸쳐 쉽게 구할 수 있어 냉동 및 공조 시스템에서 효율적으로 사용이 가능하다. 암모니아는 매우 가치 있는 냉매이며 열 펌핑에도 사용할 수 있지만(높은 배출 온도로 인해 일부 제한 있음) 사용이 복잡하고 산업용 냉동 및 지역난방 산업의 대용량 장치에만 비용 효율적이다. 따라서 이러한 모든 요소는 종합적으로 자연냉매 시장의 확장을 촉진하고 있다.

가연성 가스를 사용하는 것은 종종 위험을 수반한다. 많은 가정에서 프로판 또는 천연가스는 요리와 난방에 사용된다. 가연성 냉매를 사용하는 히트펌프의 목표는 밀폐된 시스템 내에 냉매를 포함하는 것이다. 최대 150g의 가연성 냉매를 허용하는 IEC(International Electrotechnical Commission) 표준의 적용을 받는 냉장고와 달리 가연성 냉매 충전량이 150g을 초과하는 히트펌프에는 해당 표준이 없다. 일부 당국은 특정 예방 조치를 취하는 경우 가연성 냉매 사용과 관련된 위험은 허용 가능하다고 결정했지만 실내 규모에 따라 비용이 제한될 수 있다. 히트펌프 설치실은 환기가 잘 돼야 한다. 누출 시 발화될 수 있는 구성 요소가 없을 수 있지만 가연성 냉매와 관련된 위험은 자연냉매 시장의 성장을 방해할 수 있다.

반면, 전 세계적으로 개발도상국은 급속한 산업화와 효율적인 냉각 시스템에 대한 니즈 증가로 인해 냉각 장비에 대한 수요가 증가하고 있다. 또한 중국, 인도, 인도네시아와 같은 개발 도상국에서 1인당 가처분소득이 증가함에 따라 에어컨 시스템의 사용이 증가해 전체 에너지 수요가 전례 없이 증가할 것으로 예상된다. 이와 같은, 개발도상국의 국내 에어컨 시스템 소유의 급격한 증가는 예측기간 동안 세계 자연냉매 시장 성장을 위한 새로운 길을 열어줄 것으로 기대되고 있다.

글로벌 자연냉매 시장은 가스, 적용 및 지역별으로 분류된다. 가스별로는 이산화탄소, 암모니아, 탄화수소 등으로 나윈다. 적용 기준으로는 냉장고, 공조 시스템 등으로 분류된다. 지역별로는 북미, 유럽, 아시아 태평양 및 LAMEA 등으로 조사가 이루어진다.

이 조사 보고서에 언급된 글로벌 자연냉매 시장에서 활동하는 주요 업체로는 Danfoss, Linde Plc, A-Gas International, Daikin Industries., Evonik Industries AG, AGC, Air Liquide, HyChill Australia Pty, Johnson Controls 및 Puyang Zhongwei Fine Chemical 등이다.

암모니아, CAGR 6.8%로 가장 빠르게 성장하는 자연냉매

이산화탄소 부문은 전 세계 자연냉매 시장 매출의 3/5 이상을 차지하고 있다. 이산화탄소(CO2)는 무색, 무취로 정상 상태의 공기보다 무거운 액체다. 인화성 및 무독성 물질로서 우수한 냉매로 분류된다. CO2 기반 냉매는 ODP(Ozone Develoption Potential)가 0이기 때문에 오존층에 영향을 미치지 않는다. 하지만 이산화탄소도 산업 공정의 부산물이므로 어쨌든 대기로 방출돼 기후 변화에 기여하지 않는다는 주장도 일부 있다.

이산화탄소는 합성냉매의 대안으로 슈퍼마켓 냉동시스템에 사용되는 가장 일반적인 가스 중 하나다. 이 물질의 다른 용도로는 히트펌프 온수기, 상업용 냉장 자동판매기, 2차 팽창 시스템, 산업용 및 운송용 냉동 시스템, 차량 에어컨 시스템이 있다.

이 조사보고서에 따르면 암모니아는 CAGR 6.8%로 가장 빠르게 성장하는 자연냉매다. 우수한 열역학적 특성, 오존층 파괴지수 제로, 낮은 지구온난화 잠재력으로 인해 암모니아는 자연냉매로 인기를 얻고 있다. 높은 열전달 계수와 에너지 효율로 인해 산업용 및 상업용 냉동 시스템용 합성 냉매에 대한 이상적인 대안이 되고 있다.

전 세계 자연냉매 시장에서 냉장고 부문이 차지하는 비중이 절반 이상이며 CAGR 6.4%로 가장 빠르게 성장하는 부문이기도 하다. 산업용, 가정용 등 다양한 종류가 시장에 공급되고 있다. 더 나은 미래를 위해 순수하고 친환경적인 냉매를 찾는 것이 시급하다. 오존층 파괴와 지구온난화에 기여하지 않는 냉매에 대한 탐색은 냉장고에 널리 사용되는 CO2, NH3 및 탄화수소와 같은 자연냉매에 대한 수요를 증가시키고 있다.

유럽은 전 세계 자연냉매 시장 매출의 약 2/5에 해당하는 가장 큰 점유율을 차지하고 있다. 유럽은 수소불화탄소(HFC) 냉매의 사용을 제한하고 자연냉매에 대한 수요를 증가시킨 엄격한 환경 규제에 기인한다.

유럽은 최종 소비자가 자연 냉매를 채택하는 비율이 높기 때문에 가장 빠르게 성장하는 지역이 될 것으로 예상된다. 또한 이 지역의 높은 생활수준으로 인해 이 지역의 냉매 시장이 확대될 것으로 예상된다. 자연냉매는 플루오로카본보다 에너지 효율이 높고, 누출률이 낮으며, 가격이 저렴하다.