[물류위키] 코로나19 백신의 마지막 퍼즐: 콜드체인 물류

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2020년 전세계를 멈춰버린 신종 코로나바이러스 감염증(이하 ‘코로나19’)의 위기는 영향을 받는 지역이나 회복에 걸리는 시간까지 모든 면에서 기존의 위기를 넘어서고 있으며, 전세계적으로 광범위한 영향을 오래 동안 미칠 것으로 예상되고 있다. 사회적 거리두기에 기반하여 사람간의 만남을 최소화하는 방식으로 바이러스 확산을 일시적으로 막고 있으나, 코로나 19의 높은 감염력을 고려할 때 사회적 거리두기가 완화될 경우 다시 바이러스가 확산되는 현상이 반복되어 일시적 사회적 거리두기로는 문제를 해결하는데 한계가 있다. 이에 따라 문제를 근본적으로 해결하기 위한 방법으로 코로나 백신의 신속한 개발 및 전세계적 접종이 중요해지게 되었다.

송상화 교수 사진

송상화 | 인천대학교 동북아물류대학원 교수

송상화 교수는 인천대학교 동북아물류대학원에서 SCM 및 물류혁신 분야의 교육 및 연구에 전념하고 있습니다.

코로나 19 위기의 해결사: 백신

covid-19라는 글씨가 새겨진 붉은색 배경으로 영문으로 '백신'이란 글씨가 삽입된 약병을 위생장갑을 낀 손으로 들고 있는 모습이다.
코로나19의 장기화에 따라 백신 개발이 중요한 화두가 되었다.

새로운 형태의 바이러스에 대한 백신 개발은 오랜 기간 동안의 개발과 임상 시험이 필요하여 코로나 19에 대해서도 백신 개발에 시간이 걸릴 것이라는 우려가 있었으나, 생명공학 기술의 눈부신 발전과 각국 정부의 적극적 재정 및 정책 지원이 동시에 이루어지며 다양한 형태의 백신이 90% 이상의 높은 감염예방 효과를 입증하며 2020년 말부터 긴급 사용 승인을 받고 접종되기 시작했다. 2020년 12월 미국에서 화이자 백신이 최초로 긴급 승인된 이후 ‘모더나’ 백신, ‘아스트라제네카’ 백신이 미국, 영국, 유럽 등에서 승인을 받았고, ‘노바벡스’, ‘얀센’ 등 다른 백신들도 속속 임상시험 결과를 발표하며 승인을 준비하는 단계로 접어들었다.

그런데, 백신을 개발하여 임상 시험을 통과하면 신속하게 접종이 이루어져 대부분의 인구가 빠르게 백신을 접종하고 집단 면역에 이르게 될 것이라는 기대와 달리 실제 백신의 생산에서 접종에 이르는 전체 프로세스에서 다양한 문제가 발생하며 세계 각국은 접종 속도를 높이는데 어려움을 겪고 있다. 백신 개발의 어려움 만큼이나 백신을 생산하여 공급하는 프로세스를 관리하는 어려움도 매우 높은 것이 현실인 것이다. 이에 따라 백신의 안정성 검증 및 신속한 승인, 충분한 물량 확보 뿐 아니라 백신의 접종에 필요한 물류 인프라 및 관리 프로세스를 사전에 철저히 준비하는 것이 시급한 상황이다.

전국으로 의약품을 수송하는 CJ대한통운 간선차량의 모습으로 지게차가 간선차량에 의약품을 싣고 있다.
전국으로 의약품을 수송하는 간선차량. 백신 접종에 필요한 물류 인프라 및 관리 프로세스를 사전에 철저히 준비하는 것이 매우 중요하다.

높은 효과의 백신을 신속하게 개발할 수 있었던 배경에는 기존 기술과 차별화된 새로운 형태의 생명공학 기술이 큰 역할을 했으나, 새로운 기술을 적용한 백신의 경우 초저온 보관이 필요하여 화이자 백신의 경우 영하70도 이하, 모더나 백신의 경우 영하 20도에서의 초저온 보관이 필요한 것으로 알려져 있다. 상대적으로 보관이 용이한 아스트라제네카 백신, 얀센 백신, 노바벡스 백신의 경우에도 일반 냉장고 온도인 영상 2도에서 8도를 지속적으로 유지하는 것이 중요하다.

빠르게 백신 접종에 들어간 미국의 경우 백신 보관 온도를 적절히 관리하지 못해 상당한 분량의 백신을 폐기했던 사례가 있고, 아프리카 등 냉장 인프라가 적절히 갖춰지지 않은 국가의 경우 백신 사용이 승인되더라도 이를 접종하기 위한 인프라를 확보할 수 있을지에 대한 우려가 높은 상황이다. 국내의 경우에도 2020년 겨울 독감백신 온도 유지 부적절로 백신 접종이 일시적으로 중단되는 사태도 발생하였다. 더욱이 백신마다 보관 온도가 상이한 점을 고려할 때 백신에 따라 그에 맞는 인프라를 구축하는 것은 향후 신속한 백신 보급 및 접종의 핵심이 될 것으로 예측된다.

코로나 백신 신속 접종의 열쇠: 콜드체인 물류

적정 온도를 유지할 수 있는 의약품 전담배송차량의 모습으로 의약품을 싣은 지게차가 차량 화물칸에 물품을 넣고 있다.
적정 온도를 유지할 수 있는 의약품 전담배송차량. 적재함에 설치된 팬(Fan)을 통해 온도를 조절할 수 있으며 운전석에 설치된 기록계를 통해 온도를 측정할 수 있다.

이와 같이 온도에 민감한 제품의 보관 및 이동을 관리하는 물류 시스템을 콜드체인 물류 (Cold-chain Logistics) 라고 부르며, 국내의 경우 신선식품 유통을 중심으로 냉동냉장 창고 및 냉동냉장 트럭 등의 인프라가 잘 구축되어 있다. 콜드체인 물류 시스템에서는 적정 온도를 유지하는 저장 시설 및 이동 시설을 확보하고 생산에서 소비까지의 전체 프로세스에서 온도를 유지하는 것이 중요한데, 기존 콜드체인 물류에서는 신선식품을 중심으로 유통이 이루어짐에 따라 영하 20도 내외의 냉동 제품, 영상 2도에서 8도 이내의 냉장 제품에 대한 온도 유지 인프라 및 관리 프로세스가 적절히 구축되어 있어 코로나 백신의 경우에도 기존 콜드체인 물류 인프라를 활용하여 충분히 대응 가능할 것으로 기대된다.

다만, 영하 70도 이하의 초저온 보관이 필요한 백신의 경우 기존 인프라로는 대응이 어려워 이에 대한 우려가 있었다. 실제 국내에서 영하 70도 이하의 초저온 냉동 보관이 가능한 창고는 손에 꼽을 정도이고, 트럭의 경우 70도 이하 보관이 가능한 트럭이 없어 생산공장에서 백신을 국내로 공급하더라도 이를 보관하고 주요 접종센터로 운송하는데 어려움이 있을 것으로 예상된다.

하지만, 드라이아이스를 활용한 백신 보관 용기가 개발되어 특별한 전원 공급이나 냉동 설비의 지원이 없더라도 트럭 및 비행기를 활용한 백신 운송이 가능해져 백신을 생산 공장에서 초저온 냉장 보관 시설로 옮기는데 어려움이 많이 해소되었다.

특별한 전원 공급이나 냉동 설비의 지원이 없더라도 냉매제를 활용해 저온을 유지할 수 있는 의약품 운송 특수 용기의 모습으로, 용기 표면에는 '냉장보관(영상 2~8도), 동결금지, 생물학적제제등, 취급주의'라는 글씨가 붉은색으로 삽입되어 있다.
의약품 운송에 특화된 특수 용기. 특별한 전원 공급이나 냉동 설비의 지원이 없더라도 냉매제를 활용해 저온을 유지할 수 있다.

또한, 기존 창고에 소형 초저온 냉동고를 설치할 경우 보관 측면에서도 문제가 없을 것으로 예상되어 드라이 아이스와 초저온 냉동고를 충분히 확보할 경우 기존 콜드체인 물류 인프라를 활용하여 백신을 공급하는 것이 가능할 것으로 기대된다.

영하 60도에서 80도 사이에서 보관이 필요한 에볼라 백신을 2014년 콜드체인 물류 인프라가 충분히 구축되지 못한 아프리카 콩고 민주 공화국에서 30만명에게 접종할 때에도 아크텍 (Arktek)에서 개발한 특수 저장 용기를 활용하여 접종할 수 있었던 사례가 있듯이 백신의 공급을 위한 콜드체인 물류 인프라는 기술적으로 충분히 확보가 된 것으로 이해할 수 있다.

백신 콜드체인 물류: 지속적 온도 관리가 핵심

의약품 전담물류센터에 설치된 첨단스캐너의 모습으로, 365일 24시간 적정온도를 유지하고 있는 물류센터에서 전국으로 수송될 의약품들이 자동 분류된다. 현장 사진에는 레일을 통해 스캐너를 지나가는 물품이 보인다.
의약품 전담물류센터에 설치된 첨단스캐너. 365일 24시간 적정온도를 유지하고 있는 물류센터에서 전국으로 수송될 의약품들이 자동 분류된다.

신속한 백신 콜드체인 물류 인프라 구축에 있어 초저온 보관에서 냉장보관까지 다양한 온도 대역의 백신 보관이 가능한 보관 시설이나 이동 설비 확보가 기존 인프라를 활용하여 무리없이 진행될 것으로 예상되고 있으나, 실제 백신 콜드체인 물류에서 중요한 것은 적절한 보관 및 운송 인프라 확보 뿐 아니라 생산에서 접종까지의 전체 프로세스에서 적정 온도를 지속적으로 유지하는데 있다.

각각의 보관 및 저장 시설이 온도를 잘 관리한다 하더라도 중간 단계에서 일시적으로 적정 온도 범위를 벗어날 경우 해당 백신의 효과가 사라지거나 반감되어 사용이 어려울 수 있는 것이다. 예를 들어 백신을 보관시설에서 운송설비로 옮기는 과정이나 운송설비에서 보관시설로 옮기는 과정에서 일시적으로 온도 관리가 어려운 환경에 노출될 경우 온도 유지에 이상이 발생할 가능성이 있다.

또한, 저장 용기 특성상 이동 중에도 온도가 적정 범위를 벗어날 가능성은 충분히 존재한다. 미국에서 가장 먼저 접종이 시작된 화이자 백신의 경우 운송 과정에서 영하 80도 이하로 보관되어 해당 배신을 폐기한 사례가 종종 발생하고 있고, 모더나 백신의 경우에도 영하 20도 보다 더 낮은 온도로 보관되어 폐기하는 사례가 발생한 것으로 보고되고 있다.

기존 콜드체인 물류 시스템에서도 적정 온도 유지는 중요한 이슈였으나, 신선식품과 달리 백신과 같은 의약품의 경우에는 아주 짧은 시간이라도 온도 관리에 문제가 있을 경우 사용해서는 안되는 매우 높은 서비스 품질이 요구됨에 따라 적정 인프라 확보와 함께 전체 프로세스에서의 세밀한 온도 관리가 필수적이다. 이를 위해 백신의 생산에서 접종까지의 전체 과정에서의 온도 변화를 실시간으로 모니터링하고, 프로세스와 프로세스 사이의 이동 단계에서 온도가 정해진 구간을 벗어나지 않도록 관리하는 역량이 매우 중요한 것이다.

백신 콜드체인 물류는 실시간 물류 관리 역량에서 출발

CJ대한통운 의약품 전담배송차량에 전문 인력이 특수 용기를 싣는 모습이다.
CJ대한통운 의약품 전담배송차량에 전문 인력이 특수 용기를 싣는 모습. 백신 콜드체인 물류는 종합적인 물류 관리 역량 확보가 필수적이며, 상황 발생시 이를 즉시 파악하고 선제적으로 대응하는 실시간 물류 관리 역량 및 전문 인력을 충분히 확보해야 한다.

이와 같이 다양한 온도 범위에서 보관되어야 하는 백신들을 콜드체인 물류 시스템으로 관리하기 위해서는 보관 시설, 이동 설비, 저장 용기 등 백신 종류에 맞는 물류 인프라를 확보하고, 이를 실시간으로 모니터링하고 관리하는 고도의 물류 관리 역량이 필요하다. 신선식품의 콜드체인 물류와 달리 백신 콜드체인 물류는 종합적인 물류 관리 역량 확보가 필수적이며, 상황 발생시 이를 즉시 파악하고 선제적으로 대응하는 실시간 물류 관리 역량 및 전문 인력을 충분히 확보해야 한다.

또한, 백신 접종이 이루어지기 전에 국내외 생산공장에서 백신을 국내의 주요 접종 시설로 보내기 위한 복잡한 물류 프로세스를 사전에 다양한 시뮬레이션을 통해 적절하게 설계하여 백신 공급이 이루어질 경우 낭비없이 신속하게 공급할 수 있도록 준비해야 한다. 백신별로 저장 온도 범위에 차이가 있음을 고려하여 백신별 유통 체계를 정비하고 적절히 관리하는 매뉴얼 및 표준 프로세스가 필요하다. 콜드체인 물류의 특성상 유통 과정에서 불가피하게 폐기하는 백신이 나올 가능성도 높아 이를 고려한 접종 계획 수립 및 긴급 상황에 대한 대응 프로세스 역시 구축이 필요하다.

이렇게 복잡한 백신 콜드체인 물류 시스템이지만, 국내의 경우 콜드체인 물류 인프라가 잘 구축되어 있고, 글로벌 수준의 종합물류 관리 역량을 갖춘 물류 기업들이 있어 백신이 충분히 확보할 경우 이를 전국민에게 접종하기 위한 콜드체인 물류 프로세스가 잘 운영될 것으로 기대해본다.

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