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친환경 냉매 기술

차량용 에어컨 시스템 내 불소화 가스로 인한 TFA 오염과 현재 이용 가능한 대안 (R290, R744)

Summary

자동차 산업이 PFAS-Free 솔루션으로 전환되는 가운데, 차량용 공조 및 히트펌프 시스템에 적용되는 냉매의 선택이 더욱 중요한 이슈로 떠오르고 있습니다. 본 백서는 PFAS 규제와 냉매 선택이 TFA(Trifluoroacetic Acid) 배출에 미치는 영향을 살펴보고, 지속가능한 미래 모빌리티를 위한 방향을 제시합니다.

또한 한온시스템의 R744(CO₂) 기술과 100만 대 이상의 양산 경험을 바탕으로, PFAS-Free 열관리 솔루션의 상용화 사례와 미래 가능성을 소개합니다.

Key Findings

규제 대응의 시급성 (Regulatory Urgency)

2017년 승용차에 R1234yf 냉매가 본격적으로 적용된 이후 TFA 배출량은 지속적으로 증가하고 있으며, PFAS 규제로 인해 자연냉매로의 조기 전환이 이루어지지 않는다면 이러한 추세는 향후 최소 10년 이상 이어질 것으로 예상됩니다. 2035년 이전 자연냉매 도입이 신속하게 이루어질 경우에만 향후 수십 년간 예상되는 막대한 환경 부담을 효과적으로 줄일 수 있습니다.

대응가능한 기술 현황 (Technical Readiness)

PFAS-Free 자연냉매인 R744(CO₂)를 적용한 열관리 시스템은 이미 전기차 양산 모델에 적용되어 상용화 단계에 이르렀습니다. 또한 R290(프로판) 기반 시스템 역시 활발한 개발과 검증이 진행되고 있습니다. 이는 강화되는 PFAS 규제에도 기술적으로 충분히 대응할 수 있을 뿐 아니라, 이미 대량 생산이 가능한 수준의 기술이 확보되어 있음을 보여줍니다.

정책적 시사점 (Policy Aspect)

전동식 컴프레서를 사용하는 차량에는 이미 검증된 PFAS-Free 대체 냉매 기술이 적용 가능합니다. 배터리 전기차(BEV), 플러그인 하이브리드(PHEV), 그리고 48V 이상의 시스템 전압을 사용하는 하이브리드 차량(HEV)에는 차량 특성에 적합한 대체 냉매 기술을 선택 활용함으로써, 냉매 선택만으로도 TFA 배출을 더욱 빠르게 줄일 수 있다는 점을 규제 시나리오 분석 결과가 보여주고 있습니다.

Table of Contents

  1. 서론
  2. 차량용 공조(A/C) 시스템 냉매의 역사
  3. R1234yf: 환경 이슈 및 TFA 동향
    1. R1234yf와 R134a의 분해 메커니즘
    2. 습식 침적(Wet Deposition)에 따른 강수 중 TFA 농도 형성
    3. 유럽 승용차 운행 차량(Fleet)의 TFA 배출 모델링
  4. TFA 측정 결과
    1. 강수(비)
    2. 침엽수 잎 등 비농업 환경 시료
    3. 식품 및 음료
    4. 인체 혈액
  5. TFA가 인체에 미치는 영향
  6. 대체 냉매의 적용 가능성(AoA)
    1. PFAS-Free 냉매를 적용한 폭스바겐 MEB 플랫폼 차량 100만 대 이상
    2. R290 기반 열관리 시스템
    3. 차세대 R744 열관리 시스템
  7. 불소계 가스와 TFA에 대한 글로벌 관점
  8. 결론
  9. 참고문헌
  10. 부록
    1. TFA 모델링 가정 및 입력 데이터

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