과학(Science)/산업 (Industry)

실내공기질 관리

SURPRISER - Tistory 2023. 11. 6. 12:46

0. 목차

  1. 실내공기질 관리
  2. 공기청정기 필터의 기본 구성
  3. 필터 기술의 개발
  4. 실내공기질 측정 기술
  5. 한국의 공기 정화 관련 정책
  6. '실내공기질 관리' 관련 기업

1. 실내공기질 관리

 현대인은 하루 24시간 중 90% 이상을 집, 학교, 어린이집, 직장, 자동차, 지하철 등 실내에서 보내는 것으로 조사보고되고 있다. 이는 일상생활에서 실내공기 오염에 노출될 확률이 높다는 것을 의미하며, 실내공기질 관리'가 점차 중요해지고 있다는 것을 보여준다. '실내공기 오염'이 '실외공기 오염'에 비해 심각하게 받아들여지는 가장 큰 이유는, 실내에서 자체 발생된 오염물질이 외부로 원활하게 배출되지 못하고, 계속 체류하면서 그 농도가 증가하는 경향을 보이기 때문이다. 미국의 환경보호국(EPA: Environmental Protection Agency)'은 이러한 실내공기 오염물질의 농도가 실외보다 2배에서 5배, 심한 경우에는 100배 정도 더 높은 것으로 파악하고 있다. 특히 '중국발 미세먼지', '폐암 유발물질', '실내 건축자재에서 방출되는 오염물질'에 의한 실내 오염 문제는 점차 심각성이 커지고 있다.

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1-1. 실내 오염물질 종류 및 영향

 실내공기 오염으로 인한 인체 영향은 오염물질의 개별적 특성과 각 개인의 건강·면역 등의 특성에 따라 광범위하게 발생한다. '실내 오염물질'의 경우 일반적으로 난방 가구와 같은 생활용품에서는 '이산화질소(NO2)' 및 '일산화탄소(CO)'가 발생하며, 건축자재에서는 '폼알데하이드(Formaldehyde)', '휘발성 유기화합물(VOCs)'이, 인간들의 활동에서는 '미세먼지', '담배연기' 등이 주로 나타난다.

오염물질 주요 발생원 인체 영향
휘발성 유기화합물(VOCs) 페인트, 접착제, 스프레이, 의복, 방향제, 건축자재, 왁스 등 피로감, 정신착란, 두통, 구토, 현기증, 중추신경 억제 등
유해가스(HC, PAHs) 담배, 배기가스 등 두통, 피로감, 기관지염, 패렴, 페암 등
폼알데하이드 합판보드, 가구, 단열재, 소취제, 담배 연기, 자동차 매연 등 눈·코·목 자극 증상, 기침, 설사, 어지러움, 구토, 피부질환, 기억력 저하 등
일산화탄소(CO) 히터, 화덕, 가스 온수기, 장작난로 및 벽난로, 휘발유 엔진 구동 장비, 담배 연기 피로감, 두통, 흉통, 협심증, 시력 손상, 뇌기능 저하, 착란, 메스꺼움 등
이산화탄소(CO2), 이산화질소(NO2) 각종 난로, 연료연소, 가스렌지 등 만성 폐 질환, 중추신경 영향 등
미세먼지, 중금속 실내 바닥의 먼지, 생활 활동 등 규폐증, 전폐증, 탄폐증, 석면폐증 등
라돈 흙, 바위, 지하수, 화강암 등 폐암 등

1-2. 실내 오염물질 저감을 뒤한 공기 정화 기술

 '실내공기질 관리'를 위한 기술은 공간 및 설치 유형에 따라 크게 '도관 설치형(Duct-Mounted)' 및 '이동식'으로 나뉜다. '공기 정화 방식'으로는 기체 상태의 공기 오염물질을 제거하거나, 인체에 해로운 부산물을 변환시키는 기술이 있다. 기체 상태의 오염물질을 제거하는 기술은 단순 미세먼지를 제거하는 기술보다 훨씬 복잡한 편으로, 공기 중 오염물질을 제거하는 방식에 따라 '기계식'과 '전기식'으로 나뉘며, 다시 '기계식'은 '필터식'과 '습식'으로, '전기식'은 '전기집진식'과 '음이온식'으로 나뉜다.

분류 내용
기계식
 집진 필터식 '전처리' 및 '헤파(HEPA: High Efficiency Particulate Air)' 필터를 이용하여 분진 제거
흡착 필터식 활성탄을 이용하여 유해가스 흡착
전기식
 접기 집진식 고전압을 이용하여 하전, 집진판에 분진을 부착하여 제거
음이온식 고전압으로 음이온을 생성하여, 공기 중을 공급하여 분진을 제거
습식 물을 이용하여 분진 및 유해가스 제거
플라즈마식 플라즈마로 양/음이온을 생성하여 유해가스를 제거
UV광촉매식 TiO에 자외선 조사로 생성된 OH라디칼 및 활성산소의 산화·환원으로 악취 및 유해가스 제거
복합식 기계식과 전기식 등과 같은 기능을 복합하여 작용

1-3. 공기청정기는 대부분 '필터식 공기청정기'

 실내공기질을 관리하는 대표 제품인 '공기청정기(Air Purifier)'는 주로 기계식인 '필터식 공기청정기'가 사용되고 있으며, 전체 공기청정기의 97% 이상에 적용되고 있다. 나머지 3%는 '전기식 공기청정기'가 적용되고 있으며, 그중 '음이온식 공기청정기'가 가장 많이 사용되어 왔다.

 '필터식 공기청정기'는 대부분이 '헤파(HEAP: High Efficiency Paticulate Air)' 필터를 적용하고 있다. '헤파(HEAP)' 필터는 공기 중 먼지 등을 제거하는 '에어필터(Air Filter)'로서, 등급에 따라 0.3μm의 입자에 대해 85~99.975% 이상의 포집 능력을 가지며, 필터의 여과지는 주로 직경 1~10μm 이하의 유리 섬유로 되어 있는 필터를 의미한다. '헤파(HEAP)' 필터는 항균 기능은 없으나 고체·액체 형태의 미세먼지를 여과해 주고 탈취필터로 유해가스를 흡착하며, 중금속 등 모든 미세먼지를 걸러내는 효과가 우수하다.

 '음이온식 공기청정기'의 경우, 여과·흡착을 통한 미세먼지 기능은 없지만, '오존(Ozone)'을 발생시켜 '휘발성 유기화합물(VOCs)'을 화학적으로 분해하며, '휘발성 유기화합물(VOCs)', '곰팡이(Mold)', '박테리아(Bacteria)' 등을 살균할 수 있다. 즉 오염된 공기를 전기적으로 분해하여 음이온을 생성한 뒤, 양이온을 형성하고 있는 가스상의 물질들과 결합하여 중화·침전시켜 제거할 수 있다.

 한편, 음이온식 공기청정기가 '기준치(0.05ppm)'를 1.4~12배 가량 초과한 오존을 발생시키며 공기 오염을 일으킬 수 있다는 오염성이 보고되었다. 이에 '전기집진방식', '플라즈마식', '기계식'을 결합한 '복합식 공기청정기' 제품 개발이 보다 활발히 이루어지고 있다. 나아가 미세먼지 자체가 인체에 유해한 영향을 미치는 것은 물론, '바이러스(Virus)' 또는 '미생물(Microorganism)'을 옮기는 매개체 역할을 하여 추가 감염병을 확산시킬 수 있다는 점들이 보고되었다. 이에 '미세먼지', '바이러스(Virus)', '휘발성 유기화합물' 등을 모두 제거하면서, 인체 안전성이 우수한 차세대 공기 청정 기술에 대한 연구가 다각도로 이루어지고 있다.

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2. 공기청정기 필터의 기본 구성

 공기청정기 필터는 일반적으로 '프리 필터(Pre Filter)', '탈취 필터(Deodorizing Filter)', '집진 필터(Dust Collection Filter)'의 순서로 구성되어 있으며, '기능성 필터(Functional Filter)'를 추가하여 부가적인 기능을 가지기도 한다.

  1. 1차 프리 필터: '1차 프리 필터'는 일반적으로 머리카락이나 동물의 털 등의 큰 먼지를 제거하는 목적으로 사용되며, '극세사망(Microfiber Network)'이나 '부직포(Non Woven Fabrics)'로 이루어져 있다.
  2. 2차 탈취 필터: '2차 탈취 필터'는 '톨루엔(Toluene)', '폼알데하이드(Formaldehyde)'와 같은 가스상 오염물질을 제거하는 목적으로 사용되는 것으로, '활성탄(Active Carbon)' 또는 '첨착활성탄(Impregnated Active Carbon)'이 주원료로 사용되고 있다. '첨착활성탄'은 일반 활성탄에 금속 산화물과 같은 '촉매(Catalyst)' 물질을 첨착해 제조한 것으로, '물리적 흡착(Physical Adsorption)'뿐만 아니라 '화학적 흡착(Chemical Adsorption)'이 가능해 탈취 효율을 향상시킬 수 있는 장점을 가진다.
  3. 3차 집진 필터: '3차 집진 필터'는 공기청정기의 '미세먼지(PM10)', '초미세먼지(PM2.5)'와 같은 입자상 물질을 제거하는 역할을 한다. 공기청정기에 사용되는 대부분의 집진필터는 정전기를 대전시켜 제조된 섬유로 구성되며, 일부 집진필터는 항균 소재를 접목시켜 '세균', '곰팡이' 등이 번식되는 것을 막아주는 필터도 있다.
  4. 4차 기능성 필터: '4차 기능성 필터'는 일반적으로 '프리필터' 후단 및 '탈취필터' 전단에 위치하고 있으며, 재질은 주로 부직포로 이루어져 있다. 기능과 성능은 제조업체별로 다르지만, 특정 가스상 오염물질을 제거하거나 후단에 설치하는 집진필터를 보호하여 수명을 연장시켜주는 역할을 한다.
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3. 필터 기술의 개발

 공기청정기에 사용되는 '탈취필터(Deodorizing Filter)'는 대부분 '활성탄(Active Carbon)'을 원 소재로 구성하고 있다. '활성탄'은 가스상 오염물질을 제거하는데 효과적이지만, 수명이 한정적이라는 단점이 있다. 또 최근에는 '탈취필터'의 수명을 연장시키기 위해, 활성탄에 '가시광촉매(Visible Light Catalyst)' 물질을 코팅하거나, '이온(Ion)'을 이용하여 탈취필터에 남아있는 산화물질을 제거하는 등 다양한 형태의 연구가 진행되고 있다.

3-1. '광촉매 산화작용'을 적용한 필터 기술

  1. 특징: 재생 가능한 필터 기술

 '광촉매(Light Catalyst)'는 UV 자외선이 조사되면, 광화학 물질 반응이 일어나고 '하이드록실 라디칼(Hydroxyl Radical)'이 형성되어 필터 표면에 흡착된 기체 상태의 오염물질을 산화시킨다. 이러한 필체 표면의 '광촉매 반응'은 천연 반응을 통해 오염물질을 이산화탄소 또는 물로 변화시킨다. '광촉매 효과'를 나타내는 재료로는 '이산화티타늄(TiO2)', '삼산화 텅스텐(WO3)', '이산화규소(SiO2)', '산화아연(ZnO)', '황화아연(ZnS)' 등이 있으며, 특히 이산화티타늄 광촉매는 '가격의 저렴성', '우수한 광화학적 안정성', '효과적인 전자-정공 분리성', '높은 산화-환원력 및 상업적 적용성'을 가지고 있어서 '광촉매 소재'로 많이 활용되고 있다.

 기존의 '광촉매(Light Catalyst)'는 장기간 사용 시 '열화(Deterioration)' 문제로 재생능력이 떨어지는 단점이 있었으나, 최근에는 이산화티타늄 '천이금속(Cu, Fe, Ni 등)'을 도핑하여 가시광에 응답할 수 있는 이산화티타늄을 개발하여 양산하고 있다. 해당 기술은 '광촉매' 기능이 떨어질 경우, 외부의 가열용 챔버 내 150~160℃의 온도에서 가열하면, 다시 광촉매 기능을 재생시킬 수 있다. 또 UV 자외선 외에도 가시광선인 태양광, LED 등의 저전력 소비형 에너지로도 사용이 가능하여, '에너지 절약' 및 '시스템의 원가 절감'이 가능한 장점을 가진다.

3-2. 전기 집진 필터

  1. 특징: 재생 가능한 필터 기술

 '미세먼지(PM10)', '초미세먼지(PM2.5)'와 같은 입자상 오염물질을 제거하기 위해 일반적으로 '섬유 필터(Fiber Filter)'가 사용된다. '섬유 필터'는 입자 제거 효율을 높일 수 있는 장점은 있지만, 오래 사용하게 되면 정전기력이 약해지고 필터의 '압력 손실(Pressure Loss)'이 높아지는 문제가 있다. 즉, 필터의 수명이 한정적인 단점이 있다. 이러한 단점을 극복하기 위해 '섬유 필터' 대신 '전기 집진 필터(Electrostatic Dust Filter)'를 단독으로 사용하거나, 혹은 '섬유 필터'와 복합으로 사용하기도 한다.

 '전기 집진 필터(Electrostatic Dust Filter)'는 기존 기계식 '공기 필터(Air Filter)'처럼 공기를 빨아들이는 필터 대신 '+극'과 '-극'이 고압으로 방전을 일으켜, 고압 방전으로 방출되는 음이온파를 이용하여 실내를 정화할 수 있는 기술이다. 즉, '전기 집진 필터'는 정전기력을 이용하여 '먼지(Dust)' 및 '미스트(Mist)' 등의 입자들을 코로나 방전에 의해 하전시킨 후, 집진전극 표면으로 이동시켜 포집하는 원리를 이용한다. 이는 정전기력을 이용하여 먼지를 포집하기 때문에 작은 입자 제거에 효과적이며, 세척하여 재사용할 수 있다는 점에서 수명이 반영구적인 장점을 가진다.

3-3. 필터식-집진식 복합 필터

  1. 특징: 재생 가능한 필터 기술

 기존의 필터보다 효과적으로 먼지를 걸러주기 위해, '필터식(Filter Type)'과 '집진식(Dust Collection Type)'의 장점을 복합할 수 있는 기술이 개발되고 있다. 2017년에 서울대학교의 '정승민' 연구팀은 '투명전극(Transparent Electrode)'에 주로 쓰이던 '나노와이어(Nano-Wire)'를 기존 필터에 적용하였다. 자세히 살펴보면, 1차 섬유망에 '은나노 와이어'를 적용해 2차 금속 나노와이어 네트워크를 형성하고, 이후 2차 금속나노와이어 네트워크에 전압을 가하면 와이어 표면에 미세한 전기장이 형성되어, 전기 인력으로 공극 크기보다 작은 미세먼지 입자를 효율적으로 집진할 수 있는 기술이다. 해당 기술은 나노와이어 결합을 통해 한 장의 필터로도 효과적으로 미세먼지를 포집할 수 있으며, 용매를 이용해 필터를 세척하고 재사용할 수 있어 편리하고, 경제적이며, 환경친화적인 장점을 가진다.

 '나노와이어(Nano-Wire)'는 단면의 지름이 1nm 정도의 극미세선을 말한다. '나노와이어'를 만드는 기술은 세계를 변화싴리 10대 신기술 가운데 하나로 꼽히며, 현재 '나노 기술(Nano Technology)' 분야에서 가장 효율적인 분야 가운데 하나로 평가된다. 나노와이어는 '레이저', '트렌지스터', '메모리', '화학 감지용 센서(감지기)' 등 다양한 분야에 쓰인다.

필터식-집진식 복합 필터 메커니즘

3-4. 극미세 마이크로 탄소섬유를 이용한 습식 공기정화 기술

  1. 특징: 공기정화 효능을 높인 필터 기술

 '마이크로 탄소섬유(Micro Carbon Fiber)'는 필터없이 물과 정전기만으로 '초미세먼지(PM2.5)'를 제거할 수 있는 기술이다. 5~10μm의 탄소섬유 다발을 이용해 미세입자를 고효율로 하전시킨 뒤, 고강도의 전기장이 형성된 정전 필터 등에 하전입자를 포집하는 원리이다. 포집된 미세먼지 입자는 물이 흘러내리도록 설계된 '수막형 집진극(Water Film Type Dust Collecting Electrode)'에 의해 '수막(Water Film, 수증기나 물이 형성한 막)'과 함께 하단부의 '수주(Water Column)'로 이동해 제거될 수 있다. 이와 같이 극미세 마이크로 탄소섬유 방전극을 적용하면, 낮은 '인가 전압(Impressed Voltage)'에서도 방전이 고르게 발생할 수 있어, 오존 발생량을 1~2ppb로 국내 실내환경 기준치 50ppb에 비해 현저히 낮출 수 있다.

 또한 7~10kV의 하전부 및 10kV 이상의 집진부에 고전압을 인가하여 0.3μm 미세입자에 대한 집진효율을 95% 이상으로 향상시킬 수 있다. 기존 필터 방식은 장시간 사용시 필터를 교체해야 하며, 필터를 소홀하게 관리할 시 오히려 필터 내 세균 증식 및 악취로 2차 오염이 발생할 수 있다. 하지만 '탄소섬유'를 활용할 경우, 전기 집진판을 항상 깨끗하게 유지할 수 있어 2차 오염을 방지할 수 있으며, 필터가 필요 없어 반영구적으로 사용할 수 있다.

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3-5. 기능성 나노섬유 기반 초미세먼지 필터

  1. 특징: 공기정화 효능을 높인 필터 기술

 현재 사용되고 있는 '헤파(HEAP: High Efficiency Paticulate Air)' 필터는 μm 크기의 섬유를 기반으로 하는 필터링 방식으로, 미세먼지 포집 효율이 우수하여 널리 사용되고 있다. 하지만 '압력 손실(Pressure Loss)'이 높아 공기를 정화하는데 필요한 '송풍장치'의 전력 소모량이 크고, 진동이 발생한다.

 반면 '전기방사(Electrospinning)'된 '고분자 나노섬유 소재'에 '반응성 에칭(Reactive Etching)' 공정 기술을 적용할 경우, 섬유의 두께를 줄이면서 동시에 미세먼지의 집진 효율을 높일 수 있다. 한국생명공학연구원의 연구 결과에 따르면, 전기방사된 '폴리 아크릴 니트릴 나노섬유(EPNFs: Electrospun Polyacrylonitrile Nanofibers)'의 표면에 산소 가스를 통해 화학적 표면 저리하여 -CONH2, -COOH, -COOR과 같은 작용기를 생성한 결과, 미세먼지 포집 성능이 25% 향상됨을 확인하였다. 특히 상용화된 HEPA 필터 대비 동일 수준의 '집진효율(Dust Collection Efficiency)'을 유지함과 동시에 '압력 손실(Pressure Loss)'은 30% 감소시킬 수 있다. 또한 추가적으로 차량용 공기청정기 필터에 해당 소재를 응용한 결과, 차량 내 약 70μg/m3의 농도가 16분 내 정화되어, '세계보건기구(WHO: World Health Organization)'의 권고 수준을 충족시킴을 입증하였다.

나노섬유 적용 공기청정기 예시

4. 실내공기질 측정 기술

 실내공기질 측정기술은 매우 다양하다. 예컨대 '비분산 적외선 분석법(NDIR)', 'β선 조사 분석법', '기체 크로마토그래피 분석법', '액체 크로마토그래피 분석법' 등이 있으나, 이들 방법은 고가의 장비가 필요하고 장치가 크기 때문에 휴대가 불가능할 뿐만아니라, 실내공기질 측정·분석에 많은 시간과 비용이 들게 된다. 또한 실내공기질은 환기상태나 오염원 등에 따라 변화하고, 사고에 의한 가스 노출 등 돌발적인 상황 시 경고해 줄 수 있어야 하므로, 상시 모니터링 가능한 측정 기기 및 감시 시스템에 대한 개발이 필요하다. 이에 최근에는 경제적이며 실내공기질 측정이 가능하며 '실시간 원격 모니터링'이 가능한 기술이 개발되고 있다.

  1. 비분산 적외선 분석법(NDIR: Non-Dispersive Infrared): '비분산 적외선 분석법(NDIR)'은 가스분자가 특정 파장의 적외선을 흡수하는 특성을 이용하여, 분자의 적외선 흡수도를 측정하여 농도로 환산하는 방식이다.
  2. β선 조사 분석법(β-ray irradiation analysis method): 'β선 조사 분석법'은 대기 중 부유하고 있는 10μm 이하의 입자상 물질을 일정 시간 여과지 위에 포집하여 β선을 투과시켜 입자상 물질의 중량농도를 연속적으로 측정하는 방법이다.
  3. 기체·액체 크로마토그래피 분석법(Analytical Method by Gas·Liquid Chromatography): '기체 크로마토그래피 분석법(Analytical Method by gas Chromatography)'과 '액체 크로마토그래피 분석법(Analytical Method by Liquid Chromatography)'은 기체 또는 액체 물질의 이동 속도 차이를 이용해 혼합물의 성분을 분리하는 방법이다.
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4-1. 실내공기질 스마트 측정 기술

 실내공기질 개선에서 효과를 볼 수 있는 '공기청정기'가 떠오르는 가운데, 융복합 '스마트 헬스케어(Smart Healthcare)'가 함께 주목을 받고 있다. 4차 산업의 핵심 기술인 '사물인터넷(IoT)', '인공지능(AI)', '빅데이터(Big Data)'를 활용하여 '실내 유해화학물질', '세균', '바이러스', '악취', '미세먼지' 등을 분석하여 제거하는 기술이 개발되고 있다.

 '드웰링(Dwelling)'사의 스마트 측정 기술인 '드웰라이저(Dwellizer)'를 예로 살펴보자. '드웰라이저(Dwellizer)'는 데이터를 수집·저장하여 비지니스 프로세스에 따라 분석·예측·제어를 하는 기능을 지원하는 IoT 플랫폼이다. '드웰라이저'는 IoT 공기질 센서를 통해 11가지 항목을 측정하고, 공기질 데이터 수집·분석·통계 과정을 거친 뒤 공기정화장치를 실시간으로 원격제어하고, 1분 단위로 공기질 데이터를 시각화하여 누구나 손쉽게 현 상황을 파악할 수 있는 서비스를 제공한다. 또한 '드웰라이저'의 연결 플랫폼에 국제적으로 많이 사용되는 IoT 프로토콜인 'MQTT', '웹소켄' 등에 SSL/TSL 암호화 적용을 통해 해커로부터 데이터를 보호할 수 있고, 일반 사용자도 앱으로 해당 플랫폼에 수비게 접속하여 기기 상태를 확인할 수 있다.

드웰라이저(Dwellizer)

5. 한국의 공기 정화 관련 정책

 전 세계 국가는 환경문제 처리를 위한 입법과 행정 조치를 취하고 있으며, 'UN 기후변화협약(제21차 파리협약)', '녹색기후기금(GCF: Green Climate Fund)' 등 기후변화에 대한 국가별 점진적 대응체계를 구축하며, 미세먼지 및 온실가스에 대한 수준 높은 감축 목표를 설정하여 동참하고 있다. 국내의 경우 환경부를 중심으로 '대기(미세먼지 저감)', '수질(물관리)', '기후변화 대응(온실가스 감축)', '환경 피해 주제 및 재활용 촉진' 및 녹색 일자리 창출 등의 환경정책을 펼치고 있다. 실내공기질 관리와 관련된 정책은 다음과 같다.

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5-1. 대기관리권역법 본격 시행

 첫 번째로, 고농도 미세먼지 대응 강화를 위해 미세먼지를 사회 재난으로 지정하고, 2020년 4월 3일부터 대기관리권역을 수도권에서 '4대 권역(수도권, 중부권, 동남권, 남부권)'으로 확대하였다. 또한 '미세먼지 특별법' 제정과 '미세먼리 관리 종합 대책', '비상·상시 미세먼지 관리 강화 대책'을 수립해 추진중이다.

5-2. 환경 취약 및 민감 계측에 대한 선제적 환경 관리를 강화

 두 번째로, 환경 현안 대응으로서, 환경 취약 및 민감 계측에 대한 선제적 환경 관리를 강화하고 있다. 즉, '도시 인근 계획관리지역의 공장 난개발 차단 방안 마련', '무허가 배출시설 징벌정 과징금제 시행', '환경오염 행위 신고 포상금제 확대' 등을 추진하였다. 아울러 '전국 각 지역의 환경 피해 위험도(1~4등급)'를 산출하여 피해 우려 지역 중심 선제적 관리 등을 추진하고 있다. 그 외에도 '탈탄소 전환 정책 위원회', '제2차 P4G' 개최 등을 추진하고 있다.

5-3. 실내공기질 관리법

 세 번째로, 환경부, 국토교통부, 교육부, 보건복지부 등에서 합동으로 관리하는 '실내공기질 관리법'을 시행하고 있다. 1996년 12월 30일 '지하생활공간 공기질 관리법'으로 제정된 뒤, 2003년 현재의 명칭인 '실내공기질 관리법' 으로 전문개정되었다. '제4차 실내공기질 관리 기본계획(2020~2024)'에서는 '다중이용시설', '대중교통차량', '공동주택' 등 공간에 대한 실내공기질 관리 강화를 목표로 하고 있다. 유치원, 학교 등 민감 계측 이용시설의 공기정화 설비를 확대하고, 다중이용시설의 미세먼지 대응을 위해 환기설비 설치 의무를 확대하며, 필터 성능 기준을 강화하는 방안을 마련하였다. 또한 지하역사 승강장에 초미세먼지 자동측정기를 설치해 실시간으로 공개하고, '사물인터넷(IoT)' 등 첨단 정보통신 기반의 공기질 측정망을 지하철에 시범적으로 구축하고 있다.

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5-4. 그린뉴딜 정책

 네 번째로, '그린뉴딜(Green New Deal)' 정책이 있다. 예기치 못한 COVID-19 발생으로 인해 글로벌 환경문제에 대한 대응이 시급하다는 인식이 강해지면서, 저탄소 경제로의 전환 필요성이 대두되고 있다.

 한국 정부는 '2050 탄소중립' 선언과 함께 글로벌 시장 선점을 위해 친환경 산업을 육성하며 그린경제를 가속화하고 있다. 2020년 7월에 발표된 '그린뉴딜(Green New Deal)'은 '3개 분야(도시·공간·인프라 녹색 전화, 저탄소·분산형 에너지 확산, 녹색산업 혁신 생태계 구축)'로 이루어져 있으며, 세부적으로는 '8개의 프로젝트'로 구성되어 있다. '도시·공간·인프라 녹색 전환'에서는 도시·공간·생활의 녹색전환을 통해 기후·환경 위기 대응 안전망을 구축하기 위한 사업들이 추진되고, '저탄소·분산형 에너지 확산'에서는 저탄소 분산형 에너지를 사회 전반에 확산하고 새로운 산업과 일자리를 창출하기 위한 사업들이 추진되고, '녹색산업 혁신 생태계 구축'에서는 녹색산업을 발굴하고 R&D, 금융지원 등 녹색 혁신 여건을 조성한다.

그린뉴딜의 3개 분야 8개의 프로젝트
도시·공간·인프라 녹색 전환
 국민생활과 밀접한 공공시서 제로에너지화
국토·해양·도시의 녹생 생태계 회복
깨끗하고 안전한 물 관리체계 구축
저탄소·분산형 에너지 확산
 신재생에너지 확산기반 구축 및 공정한 전환 지원
에너지관리 효율화 지능형 스마트 그리드 구축
전기차·수소차 등 그린 모빌리티 보급 확대
녹색산업 혁신 생태계 구축 녹색 선도 유망기업 육성 및 저탄소·녹색산단 조성
R&D·금융 등 녹색혁신 기반 조성

6. '실내 실내공기질 관리' 관련 기업

6-1. LG 전자

  1. 국적: 한국

 'LG전자'는 에어컨, 냉장고를 포함한 'Home Application & Air Solution' 사업 부문이 지속적으로 성장하고 있다. 해당 사업 부문은 크게 'Home Application 제품/가전' 및 'Air Solution 제품/가전'으로 구성된다. Air Solution 부문에서는 에어컨·공기청정기·제습기 등 '가정용 제품'과 '상업용 에어컨', 상업용 냉난방 공조기' 등을 생산·판매하고 있으며, 최근 '사물인터넷(IoT: Internet of Things)'과 연계된 스마트 가전으로 그 영역이 확대되고 있다. 한동안 가정용 에어컨의 수요가 정체된 경향을 보이기도 했으나, 코로나 19 이후 사람들의 시내 생활이 늘어나고 건강·위생 가전에 대한 관심이 증가하면서, 위생·건강 관련 공기청정기 가전 수요가 증가하고 있다. '가정용 에어컨'은 '통합 에너지 솔루션 제공', '에너지 절감'에서 기술력을 주목받으며 미래의 새로운 성장 동력으로 각광받고 있다.

 2020년 11월에 출시한 '휘센 상업용 스탠드 에어컨'은 공기 청정 기능을 갖춰 사계절 내내 사용할 수 있는 스탠드 에어컨으로, 1차로 먼지를 걸러주는 '프리필터', 0.3μm 크기의 미세먼지를 필터에 모아 걸러주는 '극초미세먼지필터', 냄새를 제거하는 '광촉매 탈취 필터' 등을 포함하고 있다.

 또한 스마트홈 서비스를 제공하는 가전 관리 앱 'LG 씽큐(LG ThinQ)'를 출시하여 '공기청정기의 필터 교체시기', '세탁기의 통세척 시기', '케어 서비스', '서비스 상담 및 예약', '부품이나 소모품 구입' 등 제품 구입 시점부터 제품수명주기에 걸쳐 다양한 필요 기능을 제공하고 있다. 특히 LG 씽큐 앱을 통해 여러 가전의 작동을 미리 설정해 집 안의 공기질이 나쁘면 공기청정기를 작동시키고, 에어컨의 공기 청정 모드를 실행시키는 등 손쉽게 최적의 대기 상태를 만드는 기능을 한다.

 '공기청정기' 관련 제품으로는 2019년에 출시한 '퓨리케어 360도 공기청정기 펫'이 있다. 해당 공기청정기는 '토탈 유해가스 광촉매 필터'를 탑재하여, 탈취성능이 강력한 것을 특징으로 한다. 이 필터는 광촉매 기술을 이용해 반려동물 배변 냄새의 주요 성분인 '암모니아', '아세트알데히드', '아세트산' 등의 유해가스를 제거할 수 있다. 또한 기존 펫 전용 공기청정기 대비 55% 이상 유해가스를 제거하고, 풍량을 최대 70%까지 높여 반려동물의 털·먼지 등을 최대 35% 제거할 수 있는 것을 특징으로 한다.

퓨리케어 360도 공기청정기 펫

6-2. 코웨이(Coway)

  1. 국적: 한국

 '코웨이(Coway)'는 정수기, 공기청정기, 비데 등 제품군을 중심으로 하여, 렌탈 판매를 주력사업으로 영위하고 있는 기업이다. '코웨이'는 1995년 '카나리아' 라는 제품을 출시하여 공기청정기 사업을 시작하였고, 2001년 업계 최초로 렌탈 시스템을 도입해 공기청정기 대중화에 기여하였다. '코웨이'는 2015년 4월 가전업계 최초로 출 IoT를 기반으로 한 '스마트 에어케어(Smart- Air-care)' 서비스를 출시하였다. 이 서비스는 사용자의 집안 공기 상태를 실시간으로 보여주고, 오염 상태에 따른 맞춤형 솔루션을 제공하여 자동으로 쾌적한 실내공기질을 조절할 수 있는 서비스를 제공한다.

 '코웨이(Coway)'는 장소와 상황에 따라 발생하는 공기 중 오염물질을 효과적으로 제거하기 위해 약 1960억 건의 공기질 빅데이터를 분석하여, 체계적인 컨설팅을 제공한다. 특히 집집마다 다른 실내공기를 효과적으로 케어하기 위해 상황·계절·공간 별 거주환경에 적합한 필터, 예컨대 '미세먼지 집중 필터', '새집 필터', '이중 탈취 필터' 등을 선택할 수 있는 '에어 매칭 필터 서비스'를 시행하고 있다. 또한 집안 구조에 따른 공기 청정 효율을 분석해 가장 적합한 제품을 추천해 주는 '공기 주치의 서비스' 서비스도 시행하고 있으며, '우리 집 공기 관리 상태 체크 서비스'를 함께 제공하여, 가정에서 신경 써야 할 항목을 진단하여 적합한 서비스를 제공한다.

 나아가 '코웨이(Coway)'는 '코웨이 환경기술연구소'를 보유하여, R&D 역량 강화에 힘쓰고 있으며, 아시아 최대 규모의 환경기술연구소를 보유하고 있다. 2014년부터 다양한 장소별 공기 질을 분석하여 공기 관련 빅데이터를 지속적으로 축적해오고 있으며, 장소 및 상황에 따라 공기 속 오염물질을 효과적으로 제거하기 위한 기술 개발을 주력으로 하여 지금까지도 지속적으로 이어오고 있다.

6-3. 이노필텍(Innofiltech)

  1. 국적: 한국

 '이노필펙(Innofiltech)'은 2001년에 설립된 기업으로, '탈취 필터' 분야에서 제품력을 인정받은 기업이다. '콜게이트'라는 복합 소재에 회사 독자 코팅 기술을 접목하여 '탈취 필터(Deodorizing Filter)'를 제조하고 있다. '이노필텍'은 대기업과 협력하여 고효율로 인체에 유해한 가스 제거와 초미세먼지를 동시에 잡을 수 있는 '일체형 복합필터'를 개발하여 주요 공기청정기에 적용하기 시작하였다. 건강에 대한 관심이 증가하면서 해당 기술에 대한 수요 또한 증가하고 있다. 2021년 기준, 'LG전자', '코웨이(Coway)', '위닉스(Winix)', '쿠쿠홈시스(CUCKO Homesys)' 등의 주요 기업들을 거래처로 확보하여 공기필터 분야에서 국내 시장의 60% 점유율을 차지하고 있다. 

 이 밖에 '이노필텍'의 신사업으로는 '돈사 악취 저감 시스템 개발', '반도체 클린룸 필터 제작', '고성능 새집 증후군 기능성 필터 제작' 등이 있다. 이들은 신사업과 더불어 국책 과제 연구도 수행 중이며, 코로나-19를 계기로 필터 기술력을 바탕으로 마스크 사업에도 진출하였다.

6-4. 크린 앤 사이언스

  1. 국적: 한국

 '크린 앤 사이언스(Clean & Science)'는 1973년에 설립된 기업으로, '필터 미디어(Filter Media)' 및 '필터(Filter)' 제조 전문 업체다. 자동차용·산업용 '페이퍼 필터 미디어', MB 방식의 '공조용 부직포 필터 미디어'를 주요제품으로 생산하고 공급하고 있다. 특히 'MB 부직포'는 공조용에 적용되는 유리섬유를 대체할 수 있는 친환경 소재롤 각광받고 있다. '크린앤사이언스'는 자동차용, 산업용, 가전용 'MB 부직포 필터미디어'와 이를 장착한 필터 완제품을 생산하고 있으며, 고객의 제품 특성에 따라 다양한 응용분야 제품을 제공할 수 있는 생산력을 보유하고 있다.

 '크린 앤 사이언스'는 2015년까지 안정적인 공급망을 기반으로 '자동차용 페이퍼 미디어'가 전체 매출의 50% 이상을 차지하는 주력 제품이었다. 하지만 이후 '공기 청정용 필터' 판매가 급증하면서 사업영역을 필터 사업 중심으로 확장하여 '가전용 공기청정기 필터' 선도 업체로 성장하였다. '필터 미디어(Filter Media)'와 '필터(Filter)' 완제품을 자체 생산하며 가격·품질 경쟁력을 확보함에 따라, 국내 주요 공기청정기 제조업체인 'LG전자', '삼성전자', '위닉스(Winix)' 등에 필터 완제품을 공급하고 있다. '크린 앤 사이언스'는 2021년 기준, 국내 공기청정기 필터 시장의 약 70%를 점유하고 있다.

6-5. 위닉스(Winix)

  1. 국적: 한국

'위닉스(Winix)'는 1973년에 설립된 기업으로, 설립 당시에는 냉장고 핵심 부품인 열교환기를 주로 생산하였다. 하지만 해당 기술을 바탕으로 '공기청정기', '제습기', '의류건조기' 등 생활가전 완제품으로 사업 포트폴리오를 다각화하고 있다. '위닉스'는 공기청정기에 '먼지 감지 센서', '조도 센서', '냄새 센서'를 탑재하여 실내공기의 유해물질·냄새·밝기 등을 감지하고 분석하여 자동으로 환경을 조절할 수 있는 기능을 부가한 제품을 생산하고 있다.

 2017년에는 음향 브랜드 JBL의 블루투스 스피커를 탑재하여, 가정에서 홈 엔터테인먼트 용도로 사용할 수 있는 공기청정기 'TOWER QS'를 출시하였다. 또 2018년에는 '아마존(Amazon)'의 인공지능 플랫폼 '알렉사(Alexa)'와 연동되는 공기청정기 'AM90'을 출시하였다. 이후 '인공지능(AI)', '사물인터넷(IoT)'을 결합한 공기청정기인 'ZERO', 'TOWER', 'MASTER', 'XQ' 시리즈를 출시하고 있다.

 2019년 3월, 미국의 시장조사업체 NPD의 공기청정기 선호도에 따르면 '위닉스'의 공기청정기 제품이 미국 공기청정기 '톱4(Top 4)'에 선정되었고, 미국의 리뷰 전문 매체인 '리뷰드닷컴(Reviewed.com)' 선정 '최고 공기청정기'로 뽑히며 그 품질을 인정받고 있다.

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