▲ ‘탄소중립과 클린에어 기후테크 글로벌 컨퍼런스’ 전경.

지난 2월6일 개최된 기후공기산업전에 별도로 마련된 컨퍼런스장에서 ‘탄소중립과 클린에어 기후테크 글로벌 컨퍼런스’가 진행됐다.

이날 컨퍼런스에는 △실내공기질관리 정책방향 및 연구동향(심인근 국립환경과학원 생활환경연구관) △서울시 미세먼지 특별관리, 계절관리제(최용석 서울시 보건환경연구원 대기환경연구부 부장) △디지털트윈기반 실내공기질 통합관리 플랫폼(김기철 한국건설기술연구원 건축연구본부 수석연구원) △주거공간 공기정화기술 및 관리방안(김홍석 LG전자 공기과학연구소 책임연구원) △조리흄과 데이터센터 냉난방환기(공기청정)를 위한 복합열원 하이브리드 히트펌프(이종문 한국형냉난방시스템 대표) △바이어키퍼 조리흄 제거시스템(양석호 아성엔터프라이즈 이사) △배열을 이용한 현열·잠열 분리 공조시스템(홍희기 경희대 교수) 등의 발표가 진행됐다.

▲ 심인근 국립환경과학원 생활환경연구과 연구관.

“지능형 IAQ관리체계 전환 시급”
심인근 국립환경과학원 생활환경연구과 연구관은 ‘실내공기질 관리제도 및 정책연구 동향’을 주제로 국내 실내공기질(IAQ) 정책의 변화와 제5차 기본계획(2025~2029)의 방향, 그리고 주요 연구 추진현황을 종합적으로 소개했다.

먼저 ‘실내공기질 관리법’의 적용범위와 연혁이 소개됐다. 현행제도는 △다중이용시설 △신축 공동주택 △대중교통차량 △건축자재 등을 대상으로 △PM2.5 △PM10 △TVOC △폼알데하이드(HCHO) △이산화탄소 △라돈(Rn) 등 다양한 오염물질을 관리하고 있다.

지난 1996년 ‘지하생활공간 공기질 관리법’ 제정을 시작으로 4번 개정을 거치며 대상 시설 확대이 됐으며 △신축 공동주택 측정·공고 의무화 △지하역사 자동측정기기 설치 △대중교통차량 초미세먼지 권고기준 신설 등 관리체계를 지속적으로 강화해 왔다.

이어 2024년 12월 관계부처 합동으로 수립된 ‘제5차 실내공기질 관리 기본계획(2025~2029)’의 핵심내용을 제시했다. 이번 기본계획은 기후변화에 따른 실내 체류시간 증가와 냉난방기기 사용 확대 등 환경변화에 대응해 기존 고정적 유지기준관리에서 벗어나 ‘기후 적응형·맞춤형 IAQ 관리’로 전환하는 데 초점을 맞췄다.

정책 패러다임 역시 정부 주도의 점검·규제 중심에서 민간기술(AI) 활용과 자율관리 역량 강화로 확장한다는 구상이다. 목표는 2029년까지 실내공기질정책에 대한 국민만족도 80% 달성이다.

R&D 방향도 변화한다. 화학적·생물학적 오염에 대한 사후대응에서 벗어나 선제적 예방과 지능형 관리체계 구축으로 전환한다. 구체적으로는 △실내 미생물과 호흡기 건강의 상관관계 장기 연구 △다중이용시설 생물학적 유해인자 DB 구축 △AI 기반 실시간 실내공기질 위험도 산정(K-VENT) △지능형 환기기술 개발 △조리흄·VOCs 저감 기술 △저가형 IoT센서 정확도 확보 및 정부시스템 연계기술 등이 포함된다.

주요 연구사례로는 신축 공동주택 1,304세대를 대상으로 한 오염물질 농도 조사결과가 제시됐다. 최근 조사(2017~2019년)에서 톨루엔과 자일렌 외에도 부틸알데하이드 농도가 평균 149.77㎍/m³로 높게 나타나 관리 필요성이 제기됐다.

또한 공항시설을 대상으로 한 PM2.5 장기 모니터링 결과 △외기 △항공편 수 △이용객 수 등이 실내농도에 영향을 미치는 것으로 분석됐다. 특히 일부 게이트 구간은 동일 층, 로비와 다른 농도 특성을 보여 외기유입 등 복합요인의 영향 가능성이 확인됐다.

심 연구관은 “기후변화와 실내활동 증가에 대응하기 위해서는 단순 기준 준수에서 나아가 데이터기반 예측·관리 체계로 전환이 시급하다”라며 “AI, 센서기술, 저감기술 등을 결합한 지능형 실내공기질관리가 향후 정책의 핵심이 될 것”이라고 강조했다.

▲ 최용석 서울시 보건환경연구원 대기환경연구부 부장.

“배출원관리 고도화·감축효과 정밀평가 병행 예정”
최용석 서울시 보건환경연구원 대기환경연구부 부장은 ‘서울시 미세먼지 특별관리(계절관리제)’를 주제로 발표하고, 지난 20여년간 대기질 개선성과와 향후 정책방향을 공유했다.

최 부장은 먼저 서울의 대기질 변화 추이를 짚었다. △경유 시내버스 100% CNG 전환(8,234대) △충전소 48개소 구축 △노후 경유차 23만여대 저공해 조치 △전기차 410대 보급 등 강도 높은 수송부문 개선 정책이 대기질 개선의 기반이 됐다고 설명했다. 특히 2021년까지 5등급 차량 50만대 저공해화를 달성하는 등 노후 경유차 감축 정책이 마무리 단계에 접어들었다고 밝혔다.

미세먼지 고농도 대응을 위해 2017년 비상저감조치를, 2019년부터는 계절관리제(12~3월)를 도입한 이후 초미세먼지(PM2.5) 농도는 지속적으로 감소해 왔다. 계절관리제 기간 평균농도는 2018년 35㎍/m³에서 2023년 23㎍/m³까지 낮아졌으며 전국 최초로 한양도성 내 녹색교통지역 운행제한도 시행됐다.

서울시는 ‘더 맑은 서울 2030’을 목표로 2026년까지 초미세먼지를 15㎍/m³(제주 수준)로 낮추고 오는 2030년까지 런던·파리 수준의 세계 10위권 대기질 도시로 도약하겠다는 계획이다. 질소산화물(NOx)은 2030년까지 2021년대비 절반 수준으로 감축한다는 방침이다. 실제로 NO₂ 연평균 농도는 2003년 0.038ppm 이후 지속 감소해 2017년부터는 대기환경기준(0.030ppm) 이하를 유지하고 있다.

고농도 발생 시에는 수도권 비상저감조치를 통해 △5등급 차량 운행제한 △공공기관 차량 2부제 △사업장 가동률 조정 △공사장 공사시간 단축 △도로청소 강화 △취약계층 보호조치 등을 시행하고 있다. 이는 단기적인 농도 ‘피크(Peak)’ 저감을 목표로 한 조치다.

겨울에서 봄철 사이 초미세먼지 농도 상승의 원인으로 △난방수요 증가 △대기정체 △기온역전 등 기상요인과 국외유입, 질산염 등 2차 생성물 증가를 지목했다. 이에 따라 계절관리제는 단순 배출저감을 넘어 동북아 대기질과 기상여건을 고려한 종합대응체계로 발전하고 있다.

최 부장은 “6차 계절관리제의 이행성과를 분석한 결과, PM2.5 평균농도와 서울시 대기질 지표, 시민 체감지수 모두 개선된 것으로 나타났다”라며 “서울시는 이를 바탕으로 2단계 계절관리제와 7차 대책을 추진해 배출원관리 고도화와 감축효과의 정밀평가를 병행할 계획”이라고 밝혔다.

▲ 김기철 한국건설기술연구원 수석연구원.

“IAQ 해법, 디지털트윈기반 통합관리 플랫폼”
김기철 한국건설기술연구원 수석연구원은 ‘디지털트윈기반 실내공기질 통합관리 플랫폼’을 주제로 발표하며 기존 실내공기질(IAQ) 관리체계의 구조적 한계를 지적하고 예측·능동형 통합관리 필요성을 강조했다.

김 수석연구원은 “다중 오염물질, 재실자 밀도, 환기조건, 외기환경 등 복합요인이 동시에 작용하는 상황에서 단일항목 중심의 사후대응식 관리로는 한계가 있다”라며 “센서데이터 중심의 단편적 모니터링을 넘어 공간·설비·사용자까지 통합하는 운영·의사결정 중심체계로 전환해야 한다”고 밝혔다.

기존 실내공기질관리 방식의 한계를 해결하기 위한 방안으로 디지털트윈기술을 접목한 통합 플랫폼이 제시됐다. 해당 플랫폼은 △온·습도 △미세먼지(PM2.5,△ CO₂ △TVOC △HCHO 등 주요 지표를 실시간 수집하고 이를 디지털트윈 환경에 반영해 공간단위로 시각화한다. 또한 자체 개발한 IAQ Index를 통해 단일농도가 아닌 △복합오염도 △쾌적도 △건강위험 수준을 직관적 지표로 제공한다.

특히 AI기반 예측 알고리즘을 적용해 10분 단위 실내공기질 예측이 가능하도록 설계했으며 자동 재학습 구조를 통해 데이터가 축적될수록 정확도가 향상되는 고도화 모델을 구현했다. 어린이집 적용사례에서는 24시간 기준 약 80~89% 수준의 예측정확도를 확보했다.

플랫폼은 예측결과와 평가지수를 기반으로 △환기설비 △공기청정기 △공조설비 등을 능동적으로 제어한다. 이를 통해 불필요한 환기를 줄이고 에너지효율과 실내환경 품질을 동시에 확보할 수 있다.

실제 지하도상가 적용사례에서는 공조설비 고도화와 능동제어를 통해 실내공기질 개선과 함께 약 32%의 에너지저감효과를 달성한 것으로 분석됐다. 또한 3D AR·VR 기반 가시화기술을 적용해 센서데이터를 공간상에 직관적으로 표현함으로써 관리자의 신속한 판단과 의사결정을 지원한다.

김 수석연구원은 “해당 플랫폼은 어린이집을 시작으로 학교, 병원, 요양시설 등 취약시설로 확장이 가능한 범용시스템”이라며 “실시간 모니터링과 예측, 자동제어를 통합한 선제적·능동적 실내공기질관리가 가능하다”고 밝혔다.

▲ 김홍석 LG전자 공기과학연구소 책임연구원.

“실생활 밀착형 관리체계 구축해야”
김홍석 LG전자 공기과학연구소 책임연구원은 ‘주거공간 공기정화 기술 및 관리 방안’을 주제로 발표하며 실내 미세먼지 및 유해가스 저감을 위한 통합관리 전략을 제시했다.

2025년 겨울 초미세먼지 농도는 전년대비 높고 평년대비 낮을 것으로 전망되며 대기정체 등 기상여건에 따라 농도 상승 가능성이 존재한다. 미세먼지는 1차 발생원인 흙먼지, 배기가스 등과 2차 생성(대기 중 화학반응)으로 구분되며 인체에 침투해 호흡기·심혈관계 질환을 유발한다. 미세먼지 농도 10㎍/m³ 증가 시 기관지염 환자가 23% 늘어난다는 연구결과도 제시됐다.

실내공간에서는 △조리기구 △건축자재 △가구 △세정제 등에서 발생하는 △VOCs △폼알데하이드 △NOx △암모니아 등 다양한 오염물질 관리가 필요하다.

이에 따라 입자상 오염물질은 HEPA 및 전기집진필터 기반 공기청정기로 제거하고 가스상 오염물질은 청정환기 및 흡착필터로 저감하는 복합전략을 제안했다. UVC LED 적용 시 부유세균 99.8% 제거성능을 확인했으며 공기청정기와 환기유닛의 동시운전이 CO₂를 포함한 유해물질 저감에 효과적인 것으로 나타났다.

또한 임상시험을 통해 공기청정기 사용군에서 알레르기 증상 및 약물사용 점수가 개선되는 등 건강지표 향상효과도 확인됐다. 대용량 공조시스템에서는 저압손 전기집진필터 적용 시 운전비 절감효과도 가능하다.

김 책임연구원은 “실내공기질관리 강화를 위해 발생원 관리, 제거기술 고도화, 가스상 오염물질기준 강화, 기후변화 대응형 관리정책 수립이 필요하다”라며 “AI기반 센서기술과 맞춤형 공기질 관리, 민관 협력 확대를 통해 실생활 밀착형 관리체계를 구축해야 한다”고 강조했다.

▲ 이종문 한국형냉난방시스템(KCH) 대표.

“에너지절감·IAQ관리, 통합관리솔루션 제시”
이종문 한국형냉난방시스템(KCH) 대표는 조리흄과 데이터센터의 냉난방·환기(공기청정)를 동시에 해결하는 ‘복합열원 하이브리드 히트펌프(K-냉난방)’시스템을 제안하며 탄소중립시대에 대응하는 통합 공조솔루션을 소개했다.

정부는 향후 10년 내 히트펌프 350만대 보급을 목표로 도시가스 보일러를 대체하겠다는 정책을 추진 중이며 관련 법 개정과 함께 공기열 히트펌프와 폐열을 활용한 시스템 확대가 본격화되고 있다. 국내 히트펌프시장 역시 2022년 36만대 수준에서 2029년 42만대까지 성장할 것으로 전망된다.

특히 데이터센터는 전력소모가 큰 시설로 냉난방공조부문이 전체 전력의 약 40%를 차지하는 것으로 나타났다. 글로벌 HVAC시장 역시 2030년까지 고성장이 예상되며 대형 데이터센터 공조 수요 확대가 핵심 성장동력으로 분석된다.

이러한 시장변화에 대응해 KCH는 냉난방과 환기를 동시에 구현하는 하이브리드시스템을 개발했다. 해당 시스템은 공기열과 물에너지를 활용해 △질소산화물(NOx) △일산화탄소(CO) △메탄 등 유해물질 배출을 최소화하고 기존 보일러대비 4배 이상의 고효율을 구현하는 것이 특징이다

조리실 환경에서 발생하는 ‘조리흄(cooking fumes)’ 문제도 주요 해결과제로 제시됐다. 자료에 따르면 조리과정에서 발생하는 초미세먼지(PM2.5)는 세계보건기구(WHO)가 지정한 1급 발암물질로, 환기장치 미사용 시 폐암 발병위험이 최대 22.7배 증가한다는 연구결과도 인용됐다.

이에 KCH는 고효율 필터와 UV 살균장치를 결합한 공기순환·환기구조를 통해 실내 오염공기를 정화하고 냉난방을 동시에 수행하는 통합설계를 적용했다. 7.5RT 기준 231~297m² 공간을 커버하며 소비전력은 5~9.5kW/h 수준으로 제시됐다.

KCH는 2017년 법인설립 이후 주택용·산업용 실증운전을 거쳐 양산 전 최종 현장운전을 완료했으며 2023년 세계인류상품 선정과 국무총리 표창을 수상하는 등 기술력을 인정받았다. 또한 인도·중동 기업과 MOU를 체결하며 해외진출 기반도 마련했다.

이종문 KCH 대표는 “정부의 히트펌프 350만대 보급정책과 글로벌 대기오염 문제를 성장기회로 삼겠다”라며 “에너지절감과 실내공기질 개선을 동시에 달성하는 ‘K-하이브리드 냉난방’의 글로벌 표준화를 추진하겠다”고 밝혔다.

▲ 양석호 아성엔터프라이즈 이사.

“급식·조리실 근무자 위협하는 ‘조리흄’ 제거시스템 선봬”
양석호 아성엔터프라이즈 이사는 급식·조리실 전용 공기정화시스템 ‘바이오키퍼(BIO KEEPER)’를 앞세워 조리환경 개선 시장공략에 나서고 있다. 해당 제품은 2025년 12월18일 조달청 혁신제품으로 지정됐으며 학교 조리실 환경개선사업과 연계한 시범구매 확대가 기대된다.

지난 1991년 아성종합산업 설립 이후 2000년 법인 전환한 아성엔터프라이즈는 △공기살균장치 특허 등록 △벤처기업 확인 △ISO 품질경영 인증 △INNO-BIZ 및 MAIN-BIZ 인증 △대한민국 발명특허대전 금상(2022·2024) 수상 등 기술력을 축적해 왔다. 이번 혁신제품 지정은 그간의 연구개발 성과를 집약한 결과로 평가된다.

바이오키퍼는 멀티 버티칼과 본체로 구성된 내부 순환형 공기정화시스템으로 조리 시 발생하는 △미세먼지 △초미세먼지 △일산화탄소 △이산화탄소 △폼알데하이드 △VOC 등 6대 오염물질을 분해·포집·제거한다. 사용자 인터페이스를 통해 오염물질을 상시 모니터링할 수 있으며 △회전 유분리막 △마이크로 워터스크린 △OH 라디칼 클러스터(살균 수분무)기술 등을 적용해 유증기와 초미세먼지를 흡착·제거하는 구조다.

특히 필터 교체 없이 수돗물만 사용하는 ‘노필터’방식으로 2차 오염을 방지하고 유지관리 비용을 절감한 점이 강점이다. 외부배기뿐만 아니라 내부순환기능을 통해 냉난방에너지손실을 최소화하며 기존 설비대비 30% 이내 비용으로 설치가 가능하다. 외부 덕트·송풍기 설치에 따른 소음·악취·민원문제도 해소할 수 있다는 점에서 사회적 비용 절감효과도 기대된다.

기존 상향 흡입 후드방식과 달리 조리원 정면에서 오염원을 원천 차단하는 구조를 채택해 근로자 노출을 줄였으며 유해가스 감지센서를 통해 공기질을 실시간 관리한다. 정화공기를 실내 순환시켜 2차 외부오염을 방지하는 점도 차별화 요소다.

양석호 아성엔터프라이즈 이사는 “향후 학교 조리실을 중심으로 바이오키퍼 설치 확대에 나설 계획”이라며 “파티클 필터 타워 등 미세먼지 정화시스템을 통해 실내·외 대기질 개선시장으로 사업영역을 확장할 계획”이라고 밝혔다.

▲ 홍희기 태양열협동조합 이사장(경희대 교수).

“다양한 분야 적용가능한 배열 이용 현열·잠열분리 공조시스템”
홍희기 태양열협동조합 이사장(경희대 교수)은 PVT·히트펌프·데시컨트 제습을 결합한 현열·잠열분리 공조(HVAC)융합시스템을 제안하며 태양열기반 통합에너지솔루션의 상용화 가능성을 제시했다. 태양열협동조합은 에너지절약과 온실가스 저감을 목표로 △태양열 △PVT(태양광열) △히트펌프 융합기술 등을 고도화해 왔다. 협동조합은 △태양열 냉방겸용 급탕시스템 △축열조 제어기술 등 다수의 국내 특허를 보유하고 있으며 PVT·히트펌프·데시컨트 제습을 활용한 현열·잠열 분리 HVAC시스템 관련 기술도 특허 출원 중이다. 핵심기술은 P