호주 뉴사우스웨일스대학교(UNSW)와 RMIT대학교 공동 연구진이 건물 냉방의 패러다임을 바꿀 수 있는 패시브(Passive) 냉각기술의 효과와 상용화 가능성을 종합 분석한 연구 결과를 국제 학술지 'Nature Reviews Clean Technology’에 발표했다. 연구진은 폭염이 일상화되는 기후위기 시대에는 에너지 소비가 많은 에어컨 중심의 냉방에서 벗어나, 건축물 자체가 열을 차단하고 방출하는 패시브 냉각기술이 핵심 해법이 될 것이라고 강조했다.

국제에너지기구(IEA)에 따르면 현재 전 세계 전력 소비의 약 10%는 에어컨과 선풍기 등 냉방기기에서 발생한다. 기후변화로 폭염이 심화될수록 냉방 수요는 더욱 증가해 전력피크와 온실가스 배출을 동시에 확대하는 악순환이 우려된다. 이에 따라 연구진은 "더 많은 에어컨을 설치하는 방식만으로는 기후위기를 해결할 수 없다"며 건축 단계부터 냉방부하를 최소화하는 접근이 필요하다고 제안했다.

연구에서는 최근 개발되고 있는 다양한 패시브 냉각기술을 종합적으로 분석했다. 대표적으로 태양복사를 반사하고 우주 공간으로 열을 방출하는 복사냉각(Radiative Cooling) 소재, 증발잠열을 활용하는 ​증발냉각(Evaporative Cooling) 기술, 태양열 유입을 줄이는 스마트 차양 및 태양광 제어 시스템, 자연환기와 AI 기반 스마트 환기기술, 녹화지붕(Green Roof), 고반사 외장재 등이 주요 기술로 제시됐다. 이러한 기술들은 별도의 전력 소비 없이 건물 내부 온도를 낮추거나 냉방부하를 크게 줄이는 것이 특징이다.

연구 결과에 따르면 여러 패시브 냉각기술을 통합 적용할 경우 건물 내부 온도를 4℃ 이상 낮추고, 지역과 기후조건에 따라 에어컨 사용량을 최대 80%까지 감소시킬 수 있는 것으로 분석됐다. 특히 폭염 시 전력수요가 집중되는 시간대의 냉방부하를 크게 줄여 전력망 안정성과 전력설비 투자 부담 완화에도 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

연구를 주도한 마타이오스 산타무리스(Mat Santamouris) UNSW 교수는 "가장 효과적인 냉방 전략은 애초에 건물 안으로 열이 들어오지 않도록 하는 것"이라며 "차양시설과 반사소재, 스마트 환기, 차세대 냉각소재를 활용하면 에어컨을 가동하기 전부터 실내 온도를 크게 낮출 수 있다"고 설명했다. 이어 "냉방은 높은 전기요금을 감당할 수 있는 사람만 누리는 사치가 아니라 누구나 누려야 할 기본 서비스가 되어야 한다"고 강조했다.

연구진은 최근 복사냉각 도료와 기능성 외장재, 신소재 기반 냉각필름 등 관련 기술의 상용화도 빠르게 진행되고 있다고 평가했다. 기존 건물에도 비교적 쉽게 적용할 수 있는 리트로핏(Retrofit) 기술이 확대되면 도시 열섬현상 완화와 냉방에너지 절감 효과를 동시에 얻을 수 있을 것으로 전망했다.

이번 연구는 냉방을 단순한 건축기술이 아니라 탄소중립과 전력망 안정성을 동시에 확보하는 핵심 에너지 기술로 바라봐야 한다는 점을 시사한다. 우리나라는 여름철 최대전력의 상당 부분이 냉방부하에서 발생하는 만큼, 패시브 냉각기술을 제로에너지건축(ZEB), 그린리모델링, 공공건축물, 산업시설 등에 적극 적용할 경우 전력피크 저감과 탄소배출 감축을 동시에 달성할 수 있다.

특히 AI 데이터센터, 반도체 공장, 스마트시티, 공공청사 등 냉방에너지 비중이 높은 시설에서는 고반사 외장재, 복사냉각 코팅, 자연환기 설계 등을 기존 고효율 HVAC 시스템과 결합한 하이브리드 냉방기술 개발이 새로운 성장산업으로 부상할 가능성이 크다. 정부의 건물부문 탄소중립 정책도 설비 효율 향상 중심에서 건물 외피와 신소재를 활용한 패시브 냉각 중심으로 확대될 필요가 있다는 점에서 이번 연구의 정책적 의미가 크다.

출처 : 에너지프로슈머(https://www.energyprosumer.info/)

URL : https://www.energyprosumer.info/6006