지난해 10월 오픈한 백양사농협의 하나로마트 매장은 탄소중립을 실천하고 효율성을 극대화한 신기술인 CO2 자연냉매 냉동냉장 시스템을 적용한 국내 첫 마트 사례로 화제가 됐다.

현재 CO2 자연냉매를 사용한 쇼케이스는 기후변화에 적극 대응하면서 상품의 신선도 유지, 에너지 절감에 탁월한 효과로 유럽 및 일본 등 선진 시장에서 활발히 적용되고 있다.

하나로마트의 CO2 자연냉매 냉동냉장 시스템 적용 사례는 최근 일본 도쿄에서 열린 자연냉매 적용기술 공유 및 확산을 지원하는 ‘ATMOsphere APAC Summit 2024’에 소개되며 한국 냉동냉장 시장의 지속가능성을 공유하는 한편으로 국내 업계의 탄소중립 실현 요구를 충족시키는 중요한 첫 발걸음으로 기대를 모으고 있다.

백양사농협의 하나로마트 매장에 CO2 냉동시스템을 공급한 기업은 아르네코리아(Arneg Korea)다.

아르네(Arneg)…상업용 냉동·냉장기기 분야 글로벌 브랜드

아르네(Arneg)는 상업용 냉동·냉장기기 분야의 글로벌 기업이다. 아르네 그룹은 지속적으로 고객 니즈에 맞춘 우수한 제품과 고객 만족형 서비스를 제공하고 있으며 현재 39개국에 생산, 판매, 영업 사무소를 운영 중이다.

아르네코리아는 아르네 그룹 내 법인 중 두 번째로 큰 규모로 아시아 및 태평양 시장의 제품 공급, 판매, 마케팅, 서비스까지 총괄하는 역할을 담당하고 있다. 특히 콜드체인 부분에서 에너지 다소비형 상업용 냉동·냉장기기에 실효성 있는 고효율 기술의 개발을 통해 에너지 저소비·저탄소 기술을 구현, 공급하고 있다.

또한 2020년 10월, 탄소중립 선언국가에 합류해 추진 중인 정부의 「2050 탄소중립 추진전략」, 「탄소중립 기술혁신 추진전략」 등에 함께 하며 에너지 효율성과 환경 친화성을 강조하는 제품 라인업의 다양성을 확보해 커피숍 및 편의점부터 대형 유통매장 등의 사업분야 요구에 맞는 다양한 냉동냉장 제품을 제공하고 있는 기술혁신 기업이다.

여기에 콜드체인 부문에서 국내 최대 규모 서비스사업부를 바탕으로 전국 7개 직영 서비스센터와 24시간 운영되는 콜센터를 운영하며 여러 산업 분야의 고객들에게 완벽한 사후 서비스를 제공하고 있다.

회사 관계자는 “아르네코리아는 콜드체인 부문에서 고객 지향적 서비스 브랜드의 완성을 위해 지속 가능한 기술개발과 혁신을 추구하고 있다”라며 “엄격한 규정 및 인증 준수를 통해 품질, 신뢰성, 혁신 그리고 성공적인 성과로 고객들에게 신뢰와 만족을 제공하며 산업 내에서 선도적인 위치를 유지하고 있다”고 말했다.

CO2냉동시스템, 초기투자비 높지만 고효율로 운영비용 절감성 뛰어나

전 세계적으로 지구온난화에 대한 대응으로 탄소중립이 시급한 과제로 부상하면서 국내 유통업계에서도 이에 대한 대응 필요성이 점차 인식되며 초기투자비, 위험성, 법규 제도 등의 여러 해결 과제가 있었지만, 백양사농협 하나로마트는 환경 보호와 지속 가능성 등 ESG경영의 일환으로 국내 유통매장 처음으로 Transcritical 타입의 CO2 냉동기 시스템을 도입하는 계기가 됐다.

백양사농협 관계자는 “유통매장은 냉동 및 냉장 시스템이 하루 24시간, 365일 지속적으로 운영되며 많은 전기 에너지를 소비한다”라며 “CO2 냉동기 시스템은 초기투자비는 기존 시스템 대비 3배 정도 높지만 장기적으로는 운영 용을 절감하고, 지구 환경을 보호하는 데에 큰 도움이 될 것으로 기대되는 미래지향적 기술로 선제적으로 도입하게 됐다”고 강조했다.

백양사농협 하나로마트는 연면적 2.381㎡, 2층 규모로 1층애는 하나로마트, 농협금융센터, 자재센터가, 2층에는 관리부서와 조합장실, 대회의실 등이 들어서 있다.

아르네코리아는 하나로마트에 CO2 Rack(1 Unit MT(38kW) + LT(6kW) + Parallel(10.2kW))을 비롯해 ColdRoom(4, MT 2rooms+LT 2rooms), Showcase with Door(13cabinets in total(MT 12units+LT 1unit))를 적용했다.

아르네코리아와 백양사 농협은 마트 설계 초기부터 TEWI(Total Equivalent Warmꠓing Index) 저감을 위해 협의를 통해, CO2냉동기에 적용된 냉장, 냉동, Parallel 압축기에 인버터시스템을 적용했다. 인버터 시스템에는 부하변동에 따라 압축기 모터를 가변제어 및 냉매유량을 최적 상태로 공급하는 알고리즘이 적용돼 있어 부부부하 운전으로 에너지절감 효과를 극대화할 수 있다.

특히 냉장·냉동의 필요부하 감소에 의한 에너지절감으로 매장 운영 비용 절감 구현 및 안정적인 고내 온도 유지를 통한 신선식품 안정성을 확보하기 위해 모든 쇼케이스에 Door(냉장고문)를 부착했다.

CO2냉동시스템, 기존 시스템 대비 연간 55.3톤 CO2 저감

전 세계적으로 CO2 냉매로 하는 Tranꠓscritical 사이클이 적용된 냉장·냉동시스템은 1,700여 곳에 달한다.

우리나라 백양사농협 하나로마트는 우리나라에 최초로 설치돼 운영 중인 현장으로 환경보호에 대한 업계의 요구를 충족시키는 중요한 첫 발걸음으로서 현재까지 안정적으로 운영 중이다.

모든 쇼케이스에 단순 도어 부착식 구조가 아닌 밀폐구조 설계로 냉기 유출을 방지했으며 이를 통해 필요 증발열량 감소를 통한 전력사용량을 줄였다. 실제로 열관류율 1.79w/m²k 이하 단열 복층유리를 사용해 우수한 단열성능을 확보로 결로 발생방지 및 소비전력량 감소로 에너지절감을 실현했다.

백양사농협 하나로마트에 적용된 CO2 냉동시스템은 환경친화적, 안정성, 고효율성, 다양한 응용 가능성 등 여러 가지 특장점을 가지고 있다.

우선 CO2는 자연냉매로 환경 친화적이다. 대기 중에 존재하는 이산화탄소를 재활용해 냉동 및 냉장 시스템에서 환경 영향을 최소화한다.

이는 온실가스 배출을 줄이고 지구온난화에 대한 영향을 최소화하는 데 기여한다.

CO2는 비인화성으로 화염이 없기 때문에 냉동 및 냉장 시스템에서 안전성이 높다. 이는 화재 및 폭발 위험을 줄이고 작업 환경을 안전하게 유지할 수 있다.

CO2 냉동시스템은 높은 열전도율과 열 용량을 가지고 있어 효율이 높아 냉동 및 냉장 프로세스에서 뛰어난 성능을 발휘한다. 이는 냉동 및 냉장 효율을 향상시켜 에너지 소비를 줄이고 운영 비용을 절감하는 효과를 거둘 수 있다.

CO2 냉동시스템은 응용성도 뛰어나 식품 저장 및 유통, 의료시설, 화학공정, 냉동창고 등 다양한 산업 분야에 적용할 수 있다.

CO2 냉동시스템을 도입하면 환경 친화성과 에너지 효율성을 통해 장기적으로 운영 비용을 절감하고 기업의 지속 가능한 성장을 지원할 수 있다. 이는 기업의 경쟁력을 강화하고 긍정적인 이미지를 구축하는 데도 기여한다.

아르네코리아 관계자는 “이러한 특장점 등을 통해 백양사농협 하나로마트의 경우, 보편적으로 운영 중인 R404A 적용한 동일 매장 면적 대비 연간 55.3톤의 CO2를 저감할 수 있어 30년생 소나무 약 8,400그루가 1년 동안 흡수한 CO2의 양과 맞먹는 수치의 탄소중립을 실천할 수 있게 됐다”라고 말했다.

CO2 냉동시스템 도입 활성화 위한 해결과제…법 규제 완화, 인센티브 필요

아르네코리아 관계자는 우리나라는 지속적으로 탄소중립을 위한 Low GWP 냉매에 대한 전략을 검토하고 있지만 수소불화탄소(HFC) 규제에 따른 후속 정책 부재가 관련 기업들의 향후 사업진행 방향에 대한 불확실성으로 이어지고 있다며 정부 정책의 개선 필요성도 언급했다.

국내 고압가스안전관리법은 냉동기술의 발전에도 불구하고 1979년 이후 규제 완화 없이 법규가 적용되고 있다. 이는 일본과 비교해도 높은 수준의 규제로 우리나라 냉동냉장업계가 원활하고 안정적으로 냉매를 교체하기 위해서는 자연냉매 보급 활성화 정책을 시행중인 일본과 같이 시대의 변화에 적합하게 규정이나 규제 등의 수정 및 완화가 필요하다.

또한 우리나라의 냉매 관리는 ‘대기환경보전법’, ‘오존층보호를 위한 특정물질의 제조규제 등에 관한 법률’, ‘전기·전자제품 및 자동차 자원순환에 관한 법률’ 등에 규정되어 있으나 중형 물류 창고 및 유통매장에서 주로 사용되는 법정냉동톤 20Rt 미만 제품의 설치 및 운영에 대해서는 관리를 진행하고 있지 않아 이에 대한 법령 재검토를 통해 자연냉매 활성화를 위한 방안 수립도 필요하다.

백양사농협 하나로마트에 적용된 Tranꠓscritical 타입의 CO2 냉동시스템은 법정냉동톤 20RT 미만으로 냉장 및 냉동시스템을 1대의 유닛에 적용했으며, 고압가스안전관리법에 해당되는 모든 용기류는 유럽에서 완제품을 수입해 적용했다. 이는 아직까지 우리나라에서CO2를 적용한 냉동시스템의 주요 부품들이 생산되지 않기 때문이다.

아르네코리아 관계자는 “우리나라의 냉동 기술력은 이미 세계 최고이므로, 만약 일본과 같이 고압가스안전관리법이 제정돼 CO2 냉동시스템 보급이 확대된다면 관련 부품산업 국산화도 활발히 진행될 것으로 기대된다”고 강조했다.

선진국 사례를 통해 알 수 있듯 냉매 규제에 따른 시장변화는 명확하며 자연 냉매 사용을 늘려가는 것이 장기적인 해결책이며 또한 규제뿐만 아니라 자연 냉매 사용을 늘리기 위한 각종 지원 및 인센티브제도를 활용해야 한다.

이를 위해 유럽 국가들이 시행했던 소위 Eco Design제도와 같이 친환경 냉매 및 고효율 기자재를 적용해 제작한 장비만 생산 가능하도록 유도하는 제도나 일본과 같이 자연냉매를 장려하는 지원제도를 운영해 자연냉매 시스템 적용 시 총설치비의 약 1/3 금액을 정부지원금으로 지원하는 방안 도입이 시급한 실정이다.

일본 정부는 자연냉매를 장려하는 지원제도를 운영해 자연냉매시스템 적용 시 총설치비의 약 1/3 금액을 정부지원금으로 충당하고 있다.

이 정부지원금은 △2014년 50억엔 △2015년 62억엔 △2016년 73억엔 △2017년 62억엔 △2018년 64억엔 △2019년 74억엔 △2020년 73억엔에 달한다.

아르네코리아 관계자는 자연냉매를 활용한 탄소중립을 실현하기 위해 개발과 보급에 필요한 지원제도를 도입함과 동시에 제도적으로 이들 콜드체인 장비의 등급제와 고효율 기자재 지정 등 제도권 내 편입 필요성을 언급했다.