냉매의 문제점과 냉매 관리 시스템의 필요성

냉매의 문제점

모든 냉장고, 슈퍼마켓 진열대, 에어컨에는 열을 흡수하고 방출하는 화학 냉매가 포함되어 있어 음식을 차갑게 하고 건물과 차량을 시원하게 유지할 수 있다. 냉매, 특히 염화불화탄소와 수소염화불화탄소는 한때 태양의 자외선을 흡수하는 데 필수인 성층권 오존층을 고갈시키는 주범이었다. 1987년 오존층 파괴 물질에 관한 몬트리올 의정서 덕분에 염화불화탄소와 수소염화불화탄소는 단계적인 절감을 거쳐 사용되지 않게 되었다. 지구 전체가 법을 통해 의무적으로 행동 방침을 채택한 것은 남극 오존층에 뚫린 구머을 발견한 후 채 2년이 지나지 않았을 때였다. 30년이 지난 지금, 오존층은 치유되기 시작했다.

 

냉매는 여전히 전 지구적인 문제를 야기한다. 상당한 양의 염화불화탄소와 수소염화불화탄소가 여전히 남아 있어 오존 파괴의 가능성이 존재한다. 이들을 대체하는 화학물질은 오존 층에 악영향을 미치지는 않지만, 지구온난화를 일으킬 수 있는 능력은 화학 성분비에 따라 이산화탄소보다 1000~9000배나 더 크다.

 

냉매 문제 해결을 위한 노력

2016년 10월, 170여 개 국가에서 온 관계자들이 르완다의 키갈리에 모여 수소불화탄소 문제를 해결하기 위한 논의를 가졌다. 까다로운 세계 정치가 얽혀 있음에도 불구하고 그들은 주목할 만한 합의에 도달했다. 몬트리올 의정서 개정을 통해 세계는 2019년 고소득 국가들을 시작으로 2024~2028년에는 저소득 국가들까지 수소불화탄소를 단계적으로 폐지하기로 합의했다. 프로판이나 암모늄 같은 천연 냉매가 수소불화탄소의 대체재로 시판되고 있다.

 

파리 기후 협정과 달리 키갈리 개정의정서는 구체적인 실행 목표와 일정표, 미준수 시 처벌 형태의 무역 제재, 전환 비용의 재원을 마련하기 위한 부국들의 약속 등을 의무적으로 규정했다. 이것은 기념비적인 성과다. 존 케리 당시 미 국무장관은 우리가 단번에 해낼 수 있는 가장 큰일 이라고 칭찬했다. 과학자들은 이 협정이 지구 온도를 섭씨 0.5도 낮출 것이라고 추정한다.

 

수소불화탄소를 단계적으로 폐기하는 과정은 수년에 걸쳐 전개될 것이며, 그동안 냉매는 주방과 응축 장치에 끈질기게 남아 있을 것이다. 특히 빠르게 발전하는 개발도상국에서 에어컨 사용이 급증함에 따라 수소불화탄소 저장고는 모든 국가가 사용을 중단하기 전까지 크게 성장할 것으로 보인다. 로런스버클리 국립연구소는 2030년까지 전 세계적으로 7억 대의 에어컨이 가동될 것이라고 밝혔다. 따라서 이에 대응하는 조치가 필요하다. 여기에는 사용하지 않는 냉매 처리뿐만 아니라 사용되는 냉매를 전환하는 문제도 포함된다.

 

냉매는 생산, 충진, 서비스 및 누출 시 등 수명 주기 전반에 걸쳐 배출이 발생하지만 폐기 시 가장 큰 손상이 발생한다. 냉매 배출량의 90퍼센트는 수명이 다했을 때 발생한다. 화학물질을 제대로 폐기하지 않으면 이 물질들은 대기 중으로 빠져나가 지구온난화를 일으킨다, 반면에 냉매 회수율이 높을수록 경감 효과는 엄청나다. 냉매를 조심스럽게 제거하고 보관한 후 재사용할 수 있도록 정제하거나 온난화를 유발하지 않는 다른 화학물질로 변형할 수 있다. 공식적으로 파괴라 불리는 후자 공정은 배기가스를 확실히 감소시키는 하나의 방법이다. 비용이 많이 들고 매우 기술적이지만, 표준 관행이 되어야 한다.

 

100년도 채 안되어 미국의 에어컨은 사치품에서 생활필수품이 되었다. 오늘날 미국 가정의 86퍼센트는 공조 시스템을 갖추고 있다. 중국은 에어컨이 아직 보편적이지는 않지만, 불과 15년 만에 도시의 가정에서는 흔하게 볼 수 있는 것이 되었다. 왜 안 그러겠는가? 열과 습기가 많은 계절에 냉방은 편안함과 생산성을 높이고 폭염 동안 생명을 구할 수 있다. 그러나 지구온난화의 큰 아이러니는 온도를 시원하게 유지해주는 수단이 온난화를 더 악화시킨다는 것이다. 기온이 상승함에 따라 에어컨에 대한 의존도도 높아진다. 어떤 부엌이든 식품 생산과 공급의 콜드 체인 전체에서 냉장고의 사용은 비슷한 확장을 경험하고 있다. 냉각 기술이 확산됨에 따라 냉매와 그 관리 기술의 진화는 필수다. 키갈리 협정은 단계적 변화를 보장하며, 기존 냉매 재고에 초점을 맞춘 다른 대응과 발을 맞추면 메탄 배출은 획기적으로 감소할 수 있다.

 

냉매 관리의 효과

이 분석은 2016년의 키갈리 개정의정서를 통해 달성될 배출 감소와 이미 유통되는 냉매를 관리하기 위한 추가 관행을 고려했다. 우리는 첫째, 냉매의 누출을 방지하고 둘째, 수명이 다한 후 냉매를 파괴하기 위한 관행의 채택을 모델링햇다. 30년에 걸쳐 배출될 수 있는 냉매의 87퍼센트를 억제해 이산화탄소 89.7기가톤에 해당되는 배출을 피할 수 있다. 회수된 냉매 가스의 재판매로 일부 수익이 창출될 수 있지만 회수, 파괴 및 누출 방지를 관리, 운용하는 비용이 재정적 이익을 넘어선다. 즉 냉매 관리를 채택하면 2050년까지 9030억 달러의 순비용이 발생할 것으로 보인다.