환경기술원, 반도체·디스플레이 온실가스 배출계수 114건 개발

▲ 국내 연구진이 현장 측정을 통한 온실가스 배출계수를 개발했다.

국내 반도체·디스플레이 산업의 실제 생산공정과 온실가스 저감시설 특성을 반영한 배출·감축계수가 국제 데이터베이스에 국내 최초로 등록되면서, 산업 현장에 기반한 온실가스 배출량 산정 체계 고도화에 탄력이 붙을 전망이다.

한국환경산업기술원(원장 남광우)은 기후에너지환경부의 ‘신기후체제대응 환경기술개발사업’ 지원을 통해 반도체·디스플레이 산업의 온실가스 배출계수 80건과 감축계수 34건 등 총 114건을 개발했다고 16일 밝혔다. 개발 계수는 지난 7월 기후변화에 관한 정부 간 협의체(IPCC)의 배출계수 데이터베이스(EFDB)에 등록됐다.

이번 연구는 한국화학융합시험연구원(연구책임자 이봉재 센터장)이 주관하고 세종대학교 산학협력단과 ㈜에코에이블이 공동 참여했으며, 주식회사 이엘이 위탁기관으로 참여했다. 연구진은 2022년 4월부터 국내 생산현장에서 공정가스의 파괴율과 부생가스 발생비율, 저감시설의 가스 제거효율 등을 측정하고 데이터를 축적해 실제 공정과 설비 운전조건을 반영한 계수를 개발했다.

기존에는 국제적으로 제시된 기본계수를 활용해 온실가스 배출량을 산정해 왔으나, 공정과 저감시설의 종류 및 운전조건에 따라 실제 배출·저감 특성이 달라 국내 생산현장의 특성을 정확히 반영하기 어려웠다. 이번 연구는 공정에 투입된 가스가 제조 과정에서 분해·소모되는 비율과 다른 온실가스로 전환되는 비율, 저감시설을 통과한 뒤 제거되는 비율을 실측해 이러한 한계를 보완했다.

개발 계수는 배출계수 80건과 감축계수 34건으로 구성된다. 배출계수는 반도체 식각공정에서 사용하는 불소계 가스 CF4, C4F6, C4F8의 공정파괴율과 부생가스 발생비율을 반영했다. 이 가운데 공정파괴율 기반 계수는 12건, 부생가스 발생비율 기반 계수는 68건이다. 공정파괴율은 제조 과정에서 투입 가스가 분해되거나 소모되는 비율이며, 부생가스 발생비율은 공정 반응 중 다른 온실가스로 전환돼 새롭게 생성되는 비율이다.

감축계수 34건은 연소식(Burn)·플라스마식(Plasma) 스크러버의 가스 종류와 운전조건에 따른 저감효율을 반영했다. 스크러버 유형과 가스별 저감계수 15건, 산업·공정 조건 및 가스별 저감계수 19건으로 구성되며, HFCs·PFCs·SF6·N2O와 CF4·SF6·NF3 등을 대상으로 했다. 이를 활용하면 설비의 운전조건에 따른 저감성능을 비교하고 온실가스 제거효율을 보다 정밀하게 평가할 수 있다.

이번 개발 계수를 적용해 산정한 온실가스 배출량은 국제 기본계수를 적용한 기존 방식보다 약 26% 낮게 나타났다. 공정가스 종류와 소비량 등 다른 조건을 동일하게 가정한 결과로, 국제 기본계수와 국내 생산현장의 실제 배출 특성 사이에 차이가 있음을 보여준다. 이는 국내 공정 특성을 반영한 고유 배출계수 확보가 배출량 산정의 신뢰성을 높이는 데 중요하다는 점을 뒷받침한다.

IPCC EFDB 등록으로 개발 계수는 각국의 온실가스 배출량 산정 관계자들이 검색하고 참고할 수 있는 자료로 활용된다. 연구진은 이와 함께 반도체·디스플레이 산업공정 배출가스의 저감효율과 공정파괴율, 부생가스 발생비율을 측정하는 시험법을 신설하고 온실가스 공정시험기준(ES 13501)을 개정했다.

이번 성과는 국가 온실가스 배출량 산정체계 고도화와 국가 고유계수 개발은 물론, 배출권거래제에서 기업의 배출량과 감축실적을 합리적으로 산정하는 데 활용될 수 있다. 또한 스크러버 운전조건별 저감성능 비교를 통한 설비 운영 최적화와 감축기술 개선, 국제 탄소규제 및 공급망 온실가스 정보 공개 요구에 대한 국내 반도체·디스플레이 산업의 대응력 강화에도 기여할 것으로 기대된다.

남광우 한국환경산업기술원장은 “이번 연구는 국내 생산현장의 데이터를 바탕으로 온실가스 배출량을 보다 정확하게 산정할 수 있는 기반을 마련했다는 데 의미가 있다”며 “연구성과가 산업계의 온실가스 관리와 저감기술 개선에 활용되고, 나아가 국가 온실가스 배출량 산정의 정확성을 높일 수 있도록 성과 확산을 지원하겠다”고 밝혔다.