[소년중앙] LED 전구·고효율 단열재로 우리집도 에너지 자립 실천 시작

서울에너지드림센터의 30:1 축소 모형을 통해 건물에 적용된 에너지 자립 기술의 종류와 각각 설치된 위치를 살펴본 소중 학생기자단.

소중 친구들은 한반도가 점점 물에 잠기고 있다는 사실을 알고 있나요? 국제 환경단체 그린피스에 따르면 지구온난화로 인한 해수면 상승으로 2030년 한반도의 5% 이상이 물에 잠기고, 332만 명이 직접적인 침수 피해를 볼 수도 있습니다. 또한 ‘기후변화에 관한 정부 간 협의체’(IPCC)에서 발간한 2018년 보고서에 따르면 지구의 온도가 0.5도 상승할 때마다 곤충의 12%, 식물의 8%, 척추동물의 4%가 사라져요. 인류는 지구온난화를 막기 위해 고심 중인데요. 최근 우리나라를 포함해 유럽연합(EU), 중국, 일본 등 전 세계 주요 국가들이 '탄소 중립'도 선언했습니다. 지구온난화의 주범인 이산화탄소를 배출한 만큼 흡수해, 이산화탄소의 실질적인 배출량을 ‘0’으로 만든다는 개념이에요.

서울에너지드림센터 교육팀 이부영 선생님(맨 오른쪽)이 소중 학생기자단에게 화석연료 사용과 지구 온난화의 연관성에 대해 설명했다.

여러분이 가장 많은 시간을 보내는 집과 학교도 그 자체로 지구온난화를 늦추기 위해 할 수 있는 일이 있어요. 바로 '에너지 자립'이죠. 건물을 지을 때 에너지를 최대한 적게 소비하도록 설계하고, 꼭 필요한 에너지는 화석연료가 아닌 신재생 에너지로 자체 생산하는 겁니다. 에너지 자립을 통해 건물도 탄소 중립 실천의 장이 될 수도 있죠. 실제로 건물에 적용 가능한 에너지 자립 기술에 대해 알아보기 위해 박성진·유아라 학생기자가 서울 마포구 상암동 서울에너지드림센터를 방문했습니다. 에너지 자립의 롤모델을 보여주기 위해 서울시가 독일의 에너지 연구기관인 프라운호퍼와 협업해 2012년 건립한 국내 최초 100% 에너지 자립형 공공건축물이죠.

서울에너지드림센터는 외관부터 심상치 않았죠. 바람개비 형태 반사벽과 경사진 창문이 눈에 띄는데, 이건 모두 에너지 절약을 위한 디자인입니다. 반사벽은 직사광선의 60%를 반사해 여름에 냉방 에너지를 절약해요. 경사진 창문은 여름에는 햇빛을 적게, 겨울에는 많이 받을 수 있는 구조죠. 서울에너지드림센터의 에너지 자립 기술이 뭐가 더 나올지 점점 더 궁금해지네요. 소중 학생기자단은 신동철 교육팀 팀장, 이부영 선생님과 함께 1층 에너지드림관으로 향했습니다. 건물에 적용된 7가지 핵심기술을 확인할 수 있는 공간이죠. "서울에너지드림센터는 '제로 에너지 건물의 최적 운영'을 목표로 지어졌어요. 건물 외부에서 에너지를 끌어오지 않고 자립할 수 있도록 에너지 생산과 소비 계획을 잘 계산해서 꾸려간다는 의미죠."(신)

신동철 서울에너지드림센터 교육팀장(맨 왼쪽)과 박성진(가운데)·유아라 학생기자가 에너지 자립 기술에 대해 이야기를 나눴다.

에너지 자립 건물을 이해하려면 먼저 패시브(passive) 기술과 액티브(active) 기술에 대해 알아야 해요. 다소 어렵게 느껴지는 용어에 소중 학생기자단이 고개를 갸우뚱거렸죠. "알고 보면 쉬운 개념이에요. 패시브 디자인이란 건물에서 소비되는 에너지의 낭비를 막는 기술을 말하죠. 액티브 디자인은 에너지를 효율적으로 사용하고, 자체적으로 생산하는 장치를 뜻해요. 서울에너지드림센터는 패시브 기술로 에너지 사용량을 다른 건물에 비해 약 70% 절감하고, 꼭 필요한 나머지 30%는 액티브 기술로 자체 생산해요. 에너지 자립이 가능한 비결이죠."(신)

에너지드림관에서는 일반 유리창을 사용할 때와 3중 유리창을 사용할 때의 전열도 차이를 손바닥으로 직접 체감할 수 있다.

그렇다면 서울에너지드림센터에 적용된 대표적인 패시브 기술과 액티브 기술은 뭘까요? 소중 학생기자단은 센터 건물의 30:1 축소 모형을 보며 직접 알아봤습니다. 먼저 패시브 기술을 들여다볼까요. 첫 번째 패시브 기술은 단열재예요. "추울 때는 실내를 따뜻하게 해주고, 더울 때는 외부의 열기가 안으로 들어오지 않도록 집에 옷을 입혀주는 것이죠. 냉동식품을 녹지 않게 스티로폼 박스에 담는 것과 비슷한 원리죠."(신) 또 다른 패시브 기술인 '3중 유리창'도 단열재와 원리가 같아요. "창문은 환기를 위해 여닫는 경우가 많아서, 건물의 냉·난방 에너지 손실이 가장 많이 발생하는 곳 중 하나예요. 3중 유리창 시스템은 유리의 양면에 코팅처리를 해 여름에는 태양열이 실내로 들어오는 걸 막고, 겨울에는 실내의 열이 밖으로 빠져나가는 것을 최소화하죠."(이)

창문 바깥에 설치하는 '외부 전동 블라인드' 역시 에너지 소모를 줄이면서 실내 온도 유지를 돕는 장치입니다. "여름에는 블라인드를 닫아 밖에서 들어오는 태양열을 차단해 건물 안을 시원하게 만들고, 겨울에는 블라인드를 열고 태양 빛을 받아 실내 온도를 높이죠. 햇볕의 세기에 따라 자동으로 여닫히는 똑똑한 기술이에요."(이) 외부전동 블라인드의 움직임에 따라 달라지는 열에너지 투과율(광선이 물질의 내부를 통과하는 비율)은 에너지드림관에 설치된 열화상 카메라를 통해 직접 살펴볼 수도 있어요. 유아라 학생기자가 열화상 카메라 화면을 찬찬히 들여다보며 블라인드의 개폐 여부에 따라 열화상 카메라 화면 속 색깔이 확확 바뀌는 걸 확인했죠.

이부영 선생님이 폐열회수 환기 장치의 작동 원리를 모형으로 보여주고 있다.

단열재와 3중 유리창이 집을 위한 옷, 외부 블라인드가 챙이 달린 모자라면 '폐열회수 환기 장치'는 마스크에 해당합니다. 실내에서 데워진 오염된 공기는 밖으로 내보내고, 외부의 차갑고 신선한 공기는 안으로 들여보내죠. 그 과정에서 공기끼리 서로 열을 교환하기 때문에 집이 바깥 공기 때문에 추워지거나 더워지는 걸 막아줘요. 창문을 여닫지 않아도 환기할 수 있어 에너지 소모를 줄일 수 있습니다. "일반 가정집 아파트 베란다에도 환기 장치가 있어요. 폐열회수 환기 장치처럼 실내 온기를 재활용하는 기능이 있는 모델도 있죠."(신)

이제 액티브 기술에 대해서도 살펴볼까요. 서울에너지드림센터에 적용된 첫 번째 액티브 기술은 LED 전구예요. 백열전구·형광등·삼파장전구·LED 전구 등 여러 전구 중에서 LED 전구가 전기를 가장 적게 쓰면서도 밝아요. 태양의 빛을 감지해 전력 사용량을 최소한으로 줄이는 방법도 있어요. 바로 자동조명제어시스템입니다. 실내로 들어오는 햇볕의 양을 센서로 감지해 조명의 밝기를 자동으로 조절하고, 사람의 움직임을 감지해 빈방은 조명을 꺼주기도 해요. 즉 절전 효과는 물론, 날씨나 계절에 상관없이 알맞은 실내 밝기를 유지할 수 있는 기술입니다.

소중 학생기자단이 서울에너지드림센터 모형을 통해 지열을 활용한 냉·난방 시스템 등 에너지 자립 기술을 알아봤다.

자연에서 구할 수 있는 에너지를 알차게 활용하는 것도 에너지 자립을 위한 좋은 선택입니다. "이건 지열을 활용한 냉·난방 시스템이에요." 이 선생님이 스위치를 누르자 서울에너지드림센터 모형이 3단으로 분리되며 맨 아래층 바닥이 녹색 불빛으로 반짝였죠. 땅속 깊이 파묻힌 지열 냉·난방 시스템을 표시한 건데요. 땅속으로 일정 깊이 이상 들어가면 1년 내내 온도가 일정하게 유지돼요. 여름에는 지상보다 차갑고, 겨울에는 지상보다 따뜻하죠. 파이프를 통해 여름에는 땅의 냉기를, 겨울에는 땅의 열기를 지상으로 끌어와 냉방과 난방을 동시에 해결하는 원리예요. "지열을 활용한 시스템은 기존보다 약 20~25% 적은 전력으로 냉·난방이 가능해요. 또 거의 영구적으로 이용할 수 있답니다."

이렇게 꼼꼼하게 구석구석 새어나가는 에너지를 줄이면 무려 70%까지 소비량을 줄일 수 있어요. 남은 30%의 에너지를 자체적으로 해결하기 위해 서울에너지드림센터는 태양광 발전으로 전기도 만들어요. 건물 옥상과 야외잔디마당 '태양의 놀이터'에서 연간 약 36만7000kWh의 전기에너지를 생산합니다. 그중 약 54%인 19만9000kWh는 서울에너지드림센터에서 사용하고, 잉여 전력은 한국전력공사에 판매해 서울시 기후변화기금으로 적립하고 있죠.

지난 11월 서울에너지드림센터 야외 잔디마당에 태양광 발전이 가능한 태양의 놀이터가 들어섰다.

"저희 집이 단독 주택인데 할머니께서 태양광 발전기를 설치해 전기세를 줄여보자고 말씀하셨어요. 그런데 엄마는 서울에는 높은 빌딩 때문에 그늘이 많고, 미세먼지 때문에 맑은 날도 적어서 전기가 잘 만들어지지 않을 거라고 하시더라고요. 어떤 분의 이야기가 맞나요?" 태양광 에너지 체험 시설을 살펴보던 박성진 학생기자가 물었어요. "두 분 말씀이 다 옳아요. 일단 태양광 발전기를 설치하면 전기 요금 부담이 줄어들긴 할 겁니다. 그런데 설치하는 것부터 유지하는 동안 신경 써야 할 부분이 많아요. 먼저 태양광 발전기를 설치할 땐 그늘이 있는 곳을 피하고, 빛 에너지를 모으는 집전판은 되도록 남쪽을 향하는 게 좋아요. 또 집전판에 먼지나 눈이 쌓이면 발전량이 급격하게 줄어들기 때문에 잘 청소해야 합니다."(신) 태양광 발전기는 햇볕이 많은 지붕에 두는 경우가 많지만, 요즘은 작은 크기의 발전기를 아파트 베란다에 두거나 벽·창에 붙이는 경우도 있어요.

이렇게 살펴보니 일상에서 적용 가능한 에너지 자립 기술이 생각보다 다양하죠? 유엔환경계획(UNEP)과 국제에너지기구(IEA)가 발간한 2017년 보고서에 따르면 2015년 전 세계에서 발생한 이산화탄소의 28%는 우리가 이용 중인 건물에서 나왔어요. 집과 학교, 회사에서 에너지 자립만 제대로 이뤄져도 이산화탄소 발생률이 약 28% 줄어든다는 뜻이죠. 서울에너지드림센터에 적용된 에너지 자립 기술들은 여러분의 집에도 활용할 수 있습니다. 옥상이나 창문에 태양광 발전기를 설치하거나, 집 안 조명을 LED 전구로 바꾸거나, 고효율 단열재를 사용하는 거죠. 지구온난화를 늦추는 에너지 자립, 이제부터 조금씩이라도 관심을 갖고 실천해보길 바라요.

글=성선해 기자 sung.sunhae@joongang.co.kr, 사진=박종범(오픈스튜디오)·서울에너지드림센터, 동행취재=박성진(서울 이대부속초 5)·유아라(서울 잠신초 5) 학생기자

서울에너지드림센터의 대표적인 에너지 자립 기술 7

단열재: 실내 온도가 외부의 영향을 덜 받고 일정한 온도를 유지하도록 돕는, 집이 입는 옷이에요.
3중 유리창: 3겹으로 된 유리가 여름엔 시원하게 겨울에는 따뜻하게 지낼 수 있도록 해줘요.
LED 전구: 여러 가지 전구 중 전기를 가장 적게 쓰면서도 백열등보다 8배, 삼파장등 보다 2배나 밝아요.
태양광 발전기: 온실가스를 만드는 화석연료가 아닌, 태양의 빛을 이용해서 에너지를 생산해요.
외부 전동 블라인드: 여름에는 창문에 모자처럼 그늘을 만들어주고, 겨울에는 따뜻한 기운이 밖으로 나가는 걸 막아요.
폐열회수 환기장치: 외부의 신선한 공기와 내부의 오염된 공기를 교환하면서도 실내 온도변화를 최소로 유지해줘요.
지열 냉·난방장치: 항상 일정한 온도를 유지하고 있는 깊은 땅속에 기계를 넣어 여름에는 냉기를, 겨울에는 열기를 끌어와요.

학생기자단 취재 후기

우리가 화석연료 사용으로 누리는 편리함과 반대로 환경오염의 진행 속도는 점점 빨라지고 있다고 느꼈어요. 신재생에너지를 통해 환경오염을 최소화하고, 우리 생활도 편리하게 이어나갈 수 있도록 노력해야겠어요. 또 기회가 된다면 새로운 에너지를 개발하는 연구자가 되고 싶다는 생각이 들었습니다.
박성진(서울 이대부속초 5) 학생기자

계속된 화석연료의 사용은 온실가스 배출하고 그로 인해  ‘지구온난화’라는 피해를 주죠. 그 피해가 결국 우리에게 돌아온다고 생각해요. 이번 취재를 통해 에너지 자립의 중요성을 깨닫게 되었어요. 여러분도 이 기사를 통해 에너지 자립을 통한 지구온난화 늦추기의 중요성을 알고 관심 갖길 바라요.
유아라(서울 잠신초 5) 학생기자