반도체 및 디스플레이 산업의 삼불화질소(NF3) 배출량 추산 및 향후 관리 전략 (Estimation of Nitrogen Trifluoride (NF3) Emissions and Future Management Strategies in South Korea's Semiconductor and Display Industries)

서지정보

· 발행기관 : 대한환경공학회
· 수록지 정보 : 대한환경공학회지 / 46권 / 5호 / 205 ~ 218페이지
· 저자명 : 박힘찬, 김상현

초록

목적 : 본 연구는 대한민국이 선언한 ‘2050 탄소중립’ 목표에 부응하여, 국가 주력 산업인 반도체 및 디스플레이 산업에서의 삼불화질소(NF3) 배출량을 추산하고, NF3가 국가 온실가스 감축 목표(NDC)에 미치는 영향을 평가하는것을 목적으로 한다. 또한, 『환경오염시설의 통합관리에 관한 법률』, 『대기환경보전법』, 『기후위기 대응을 위한 탄소중립ㆍ녹색성장 기본법』을 중심으로 NF3 배출에 대한 현행법적 규제의 현황을 조사하고, NF3 저감 및 대체 기술에 대한 국내 연구 및 개발 현황을 파악하였다.
방법 : 이 연구에서는 국내 반도체 및 디스플레이 산업에서의 NF3 배출량을 추산하기 위하여 IPCC 2006 Tier 1에근거한 계산 방법을 적용하였다. 산정식에 대한 계수의 채택은 IPCC 가이드라인에 주어진 계수, 기업별 공시 자료,건축물대장, 구글 어스를 사용하였고 추산 값에 관한 판단은 기업의 공시 자료를 통해 수행하였다. 관계 법령 검토는 22개 법, 시행령, 시행규칙에 대해 반도체 및 디스플레이 사업장에서 배출되는 ‘NF3’ 또는 ‘삼불화질소’를 규제하는 조목의 유무를 검토하였다. 저감 및 대체 기술에 관한 탐색은 Web of Science 등 인터넷 검색 플랫폼을 이용하였으며 기간은 반도체 및 디스플레이 업종의 최적가용기법의 논의 시점에 따라 2019년부터 2023년의 5년으로지정되었다.
결과 및 토의 : 추산 결과, NF3 배출량은 반도체 산업에서 상당한 온실가스 배출 요인이 될 수 있음을 확인하였다.
A, B, C, D 기업의 ESG 보고서상 직접배출량과 본 연구에서의 추산 값을 비교한 결과 추산 값이 차지하는 비율이기업 직접배출량의 평균 55%, 44%, 66%, 84%에 해당하는 것을 확인할 수 있었다. 이때, A, B 기업은 자사 ESG보고서에 국내외 사업장별 직접배출량이 구분 없이 하나로 합산하여 발표하고 있어 해외 사업장 면적을 포함한 추산 값을 비교에 사용하였다. 추산 값의 총합은 2030년 산업 부문 온실가스 배출량 목표치의 2.066-2.233%에 달하는 것을 알 수 있어 이는 국가 온실가스 감축 목표 달성에 있어 중대한 영향을 미칠 수 있음을 시사한다. 법령 검토 결과, NF3는 주로 『대기환경보전법』에 의해 관리되고 있으나, 두 업종의 ‘최적가용기법 기준서’를 제외한 광범위한 온실가스 관리 법령에서는 대부분 다루어지지 않는 것으로 확인되었다. NF3 저감 기술에 관한 연구는 상대적으로 미비한 것으로 보이며, 대체 가스 개발 또한 제한적이었다.
결론 : 본 연구를 통해 NF3 배출이 대한민국의 온실가스 감축 목표에 상당한 영향을 미칠 수 있음이 확인되었다.
따라서, NF3 배출 저감 및 대체 기술 개발을 위한 국가적, 산업적 차원의 협력이 필요함을 제언한다. 본 연구의 결과는 NF3 관리 강화 및 저감 기술 개발을 위한 기초 자료로 활용 가능할 것으로 사료된다.

영어초록

Objectives : This study aims to estimate the emissions of nitrogen trifluoride (NF3) from South Korea's semiconductorand display industries, in alignment with the country's “2050 Carbon Neutrality” goal, and assess the impact of NF3emissions on the national greenhouse gas reduction targets (NDC). It also investigates the current status of legalregulations on NF3 emissions under key acts such as the 『Act On The Integrated Control Of Pollutant-dischargingFacilities』, the 『Clean Air Conservation Act』, and the 『Framework Act On Carbon Neutrality And Green GrowthFor Coping With Climate Crisis』, alongside surveying mainly South Korea’s research and development on NF3mitigation and alternative technologies.
Methods : To estimate NF3 emissions in South Korea's semiconductor and display industries, the study applied theIPCC 2006 Tier 1 calculation method. Coefficients for the estimation were derived from IPCC guidelines, corporatedisclosures, building registers, and Google Earth, with corporate disclosures being utilized for estimate validation.
The legal review covered 22 laws, decrees, and regulations to check for provisions regulating “NF3” or “nitrogentrifluoride” emissions from semiconductor and display facilities. Exploration of mitigation and alternative technologieswas conducted through internet platforms like Web of Science, spanning five years from 2019 to 2023, in line withthe timeline of Best Available Techniques discussions for these sectors.
Results and Discussion : Estimated results confirmed that NF3 emissions could be a significant contribute togreenhouse gas emissions in the semiconductor industry. Comparing the estimated values with the direct emissionsreported in the ESG reports of companies A, B, C, and D, it was found that the estimated values correspond toan average of 55%, 44%, 66%, and 84% of the companies' direct emissions, respectively. For companies A and B,since their ESG reports combine domestic and overseas direct emissions without distinction, the estimated valuesincluding the area of overseas operations were used for comparison. The sum of the estimated values amounts to2.066-2.233% of the industrial sector's greenhouse gas emission targets for 2030, which suggests that this couldhave a significant impact on achieving national greenhouse gas reduction goals. The legislative review revealed thatwhile NF3 is mainly managed under the 『Clean Air Conservation Act』, it is largely unaddressed in a wide rangeof greenhouse gas management legislation, with the exception of the 'Best Available Techniques ReferenceDocuments' for the two industries. Research on NF3 reduction technologies seems to be relatively scarce, and thedevelopment of alternatives to the gas has also been constrained.
Conclusion : The study confirms the significant impact of NF3 emissions on South Korea's greenhouse gasreduction goals, underscoring the need for national and industrial collaboration in developing NF3 emissionmitigation and alternative technologies. The results are expected to serve as valuable foundational data for policydecisions on strengthening NF3-related regulations and developing mitigation technologies.

참고자료

· 없음