대표 온실가스 7종과 GWP·CO2eq 환산법

대표 온실가스 7종의 종류와 주요 발생원

유엔기후변화협약(UNFCCC) 교토의정서와 GHG Protocol 기준에 따라 관리되는 대표 온실가스 7종은 다음과 같습니다.

이산화탄소(CO₂, Carbon Dioxide)는 전 세계 배출량의 가장 큰 비중을 차지하는 대표 가스입니다. 공장 보일러, 발전소, 자동차 등에서 석탄, 석유, 도시가스 같은 화석연료를 태울 때 발생합니다.

메탄(CH₄, Methane)은 천연가스(LNG) 누출, 도시가스 배관 누출, 폐기물 매립지, 소/돼지 축산 농가, 벼농사 등에서 발생합니다. 대기 중 존재하는 양은 이산화탄소보다 적지만 열을 가두는 힘이 매우 강합니다.

아질산화물(N₂O, Nitrous Oxide)은 농경지에 뿌리는 질소 비료, 화학제품(아디프산, 나일론 원료) 제조 공정, 하·폐수 처리장, 낭비되는 연료 연소 등에서 배출되는 가스입니다.

수소불화탄소(HFCs)는 에어컨이나 냉동고의 냉매, 세정제, 발포제 등으로 사용하는 인공 합성 가스이며, 과불화탄소(PFCs)는 반도체 및 디스플레이 제조 과정의 회로 식각(Etching) 공정, 알루미늄 제련 과정에서 발생하는 산업용 가스입니다. 육불화황(SF₆)은 변전소 초고압 개폐장치(GIS) 절연가스와 반도체 세정 공정에서 주로 사용되며 대기 중 수명이 수천 년에 달하는 강력한 가스입니다. 삼불화질소(NF₃)는 비교적 최근 7대 온실가스로 지정된 가스로, 반도체 및 LCD/OLED 패널 제작 시 플라즈마 챔버 세정용으로 쓰입니다.

대표 온실가스 7종의 분류 및 주요 발생원

• 온실가스 명칭: 이산화탄소 | 화학식: CO₂ | 주요 발생원 및 관련 산업: 공장 보일러, 발전소, 자동차 등의 화석연료(석탄, 석유, 도시가스) 연소

• 온실가스 명칭: 메탄 | 화학식: CH₄ | 주요 발생원 및 관련 산업: 천연가스 누출, 도시가스 배관 누출, 폐기물 매립지, 축산 및 벼농사

• 온실가스 명칭: 아질산화물 | 화학식: N₂O | 주요 발생원 및 관련 산업: 농경지 질소 비료, 화학제품(나일론 등) 제조 공정, 하·폐수 처리장

• 온실가스 명칭: 수소불화탄소 | 화학식: HFCs | 주요 발생원 및 관련 산업: 에어컨·냉동고 냉매, 세정제, 발포제 등 인공 합성 가스

• 온실가스 명칭: 과불화탄소 | 화학식: PFCs | 주요 발생원 및 관련 산업: 반도체·디스플레이 회로 식각(Etching) 공정, 알루미늄 제련

• 온실가스 명칭: 육불화황 | 화학식: SF₆ | 주요 발생원 및 관련 산업: 변전소 초고압 개폐장치(GIS) 절연가스, 반도체 세정 공정

• 온실가스 명칭: 삼불화질소 | 화학식: NF₃ | 주요 발생원 및 관련 산업: 반도체 및 LCD/OLED 패널 플라즈마 챔버 세정용 가스

기후에너지환경부(옛 환경부) 산하 온실가스종합정보센터(GIR)가 발표한 국가 온실가스 배출량 통계에 따르면, 한국 전체 온실가스 배출량 중 이산화탄소(CO₂)가 약 90% 이상을 차지합니다. 한국이 제조업 중심의 산업 구조를 가지고 있어 공장과 발전소의 연료 소비가 많기 때문입니다. 하지만 배출 중량이 적다고 나머지 가스들을 무시할 수는 없습니다. 특히 불소계 가스인 F-gas(HFCs, PFCs, SF₆, NF₃)는 배출 중량은 적지만 가스 자체의 온난화 영향이 이산화탄소의 수천 배에서 수만 배에 달해, 반도체·디스플레이·배터리·전자·화학 업종 기업들에게는 불소계 가스 제어가 탄소 감축의 성패를 가르는 핵심 요소입니다.

GWP와 CO2eq: 서로 다른 가스를 하나의 숫자로 합치는 법

그렇다면 영향력이 서로 다른 이 7가지 가스를 어떻게 더하고 비교해서 '우리 회사는 올해 탄소를 총 몇 톤 배출했다'라고 말할 수 있을까요? 이 문제를 해결해 주는 열쇠가 바로 지구온난화지수(GWP)와 이산화탄소 환산량(CO₂eq)입니다.

지구온난화지수(GWP, Global Warming Potential)는 이산화탄소 1톤이 100년 동안 지구 온난화에 미치는 영향력을 기준값 '1'로 놓았을 때, 다른 온실가스 1톤이 유발하는 상대적인 온난화 정도를 비교한 수치입니다. 예를 들어 메탄의 GWP가 28이라는 것은, 메탄 1톤이 지구를 뜨겁게 만드는 힘이 이산화탄소 28톤과 같다는 뜻입니다.

이산화탄소 환산량(CO₂eq, Carbon Dioxide Equivalent)은 다양한 온실가스 배출량을 이산화탄소 양으로 환산하여 통일한 단위입니다. 수식으로는 '가스 배출량(톤) × 해당 가스의 GWP = CO₂eq 배출량(톤CO₂eq)'으로 계산합니다.

GWP 값이 바뀌는 이유: AR4, AR5, AR6란?

GWP 값은 고정된 절대적인 숫자가 아닙니다. 과학 연구가 발달함에 따라 대기 중 온실가스 수명과 열 흡수율에 대한 측정이 정교해지면서 업데이트됩니다. 이때 기준이 되는 보고서가 기후변화에 관한 정부 간 협의체(IPCC)의 평가보고서(AR, Assessment Report)입니다. AR4는 제4차 평가보고서(2007년), AR5는 제5차 평가보고서(2014년), AR6는 제6차 평가보고서(2021년)를 의미합니다.

IPCC 평가보고서(AR) 버전별 주요 온실가스 GWP 계수 변화

• 온실가스: 이산화탄소 | 화학식: CO₂ | AR4 (2007): 1 | AR5 (2014): 1 | AR6 (2021): 1

• 온실가스: 메탄 | 화학식: CH₄ | AR4 (2007): 25 | AR5 (2014): 28 | AR6 (2021): 27.9

• 온실가스: 아질산화물 | 화학식: N₂O | AR4 (2007): 298 | AR5 (2014): 265 | AR6 (2021): 273

• 온실가스: 육불화황 | 화학식: SF₆ | AR4 (2007): 22,800 | AR5 (2014): 23,500 | AR6 (2021): 25,200

2026년 달라진 점: K-ETS의 GWP 기준이 AR5로 전환

실무에서 가장 흔히 발생하는 혼란은 '어떤 GWP 버전을 적용해서 배출량을 계산해야 하는가'입니다. 예를 들어 메탄 100톤을 배출했을 때 AR4 기준을 적용하면 2,500 tCO₂eq가 되지만, AR5 기준을 적용하면 2,800 tCO₂eq가 되어 300톤의 배출량 차이가 발생합니다.

실제로 2026년부터 시작된 K-ETS(배출권거래제) 제4차 계획기간에서는 GWP 적용 기준 자체가 바뀌었습니다. 기존에는 교토의정서 초기부터 써온 오래된 계수(메탄 21, 아산화질소 310)를 적용해 왔는데, 4차 계획기간부터는 IPCC AR5(2014년) 기준으로 전환되어 메탄은 28, 아산화질소는 265로 조정되었습니다. 또한 그동안 별도로 관리되지 않았던 삼불화질소(NF₃)도 GWP 16,100(AR5 기준)의 신규 관리 대상 가스로 추가되었습니다.

이처럼 한국의 법정 규제인 K-ETS나 정부 목표관리제 보고 시 적용하도록 고시된 GWP 버전과, 해외 글로벌 고객사나 CDP(기업의 환경정보 공개를 평가하는 글로벌 비영리기관)에 제출할 때 요구하는 GWP 버전이 다를 수 있습니다. 따라서 기업은 산정 시스템을 구축할 때 적용한 GWP 버전을 정확히 기록하고, 보고 목적에 맞게 적용해야 합니다.

기업 실무에서 가스별 특성과 GWP 관리가 중요한 이유

기업이 탄소배출량을 산정하려면 먼저 사업장의 어떤 설비에서 무슨 온실가스가 나오는지 식별해야 합니다. 예를 들어 보일러에서 도시가스를 태우면 CO₂뿐만 아니라 CH₄와 N₂O도 미량 함께 발생합니다. 또한 에어컨 냉매를 보충할 때는 HFCs 누출을 체크해야 합니다. 각 가스의 발생원을 정확히 식별하고, 여기에 올바른 GWP 버전을 적용해 CO₂eq로 환산해야만 누락과 오류 없는 탄소 배출량 명세서를 작성할 수 있습니다.