기후변화 적응과 작업자 안전 위한 쿨링 솔루션 사례

○ 전례 없는 폭염이 전 세계를 뒤덮고 있는 가운데, 스타트업 등 기업들이 기후변화에 적응하면서 작업자의 건강과 안전을 위한 다양한 쿨링 의류와 웨어러블(wearable) 제품들을 개발
 
- 많은 스타트업들이 햇빛을 반사하는 섬유소재부터 자체 온도조절기와 팬이 장착된 의류 등 시원함을 유지하기 위한 새로운 기술과 냉감 소재를 연구 개발 중
 
- 쿨링 의류는 사람들이 더운 환경에서 건강을 해치지 않고 안전하게 작업하고 쾌적하게 지낼 수 있도록 해주며, 작업복 중심에서 일반소비자를 대상으로 재디자인되고 있음
 
○ 폭염은 경제에 악영향을 미치며 근로자의 건강을 위협하고 생산성에도 타격
 
- 글로벌 의학 학술저널 랜싯(Lancet)에 따르면, ‘21년 전 세계적으로 농업, 건설, 제조, 서비스업에서 더위 노출로 인해 4.7억 시간의 잠재적 노동시간이 사라졌음
 
○ 쿨링 의류 개발은 아직 초기 단계이나 기후변화 적응과 근로자의 건강·안전 고려 등 두 마리 토끼를 잡는 유망한 연구 분야로 관심 고조
 
- 기후 변화로 폭염이 빈번히 발생하면서 냉감 소재 의류에 대한 소비자 수요도 빠르게 증가하고, 기술 개발에 따른 가격 저렴화로 냉감 소재 의류 시장도 성장
 
- 앞으로 수십 년간 폭염이 더 빈번해질 것이라는 전망에 따라 벤처기업들도 급성장 가능성이 있는 유망한 기후 친화적인 의류 스타트업에 활발히 투자
 
- 한편 쿨링 의류 제품 상용화의 큰 걸림돌은 하이테크 냉각 장비가 접근 가능하고 매력적이기 위해선 가격이 더 저렴해져야 하고 경량화가 필요하다는 점임
 

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○ 다음은 스타트업을 비롯한 기업과 학계에서 개발한 쿨링 솔루션 사례를 소개
 

[사례 1] 쿨링 조끼

 
○ 영국의 스타트업 Techniche는 더운 환경에 있는 사람들을 위한 ‘스테이쿨(StayQool)’이라는 쿨링 조끼(cooling vest)를 개발
 
- 물을 흡수하고 증발시키는 특수 메시(mesh) 소재로 만든 외부 레이어와 내부 방수 레이어로 구성된 조끼로, 2~3분간 물에 담갔다가 물기 제거 후 착용하면 최대 7시간 동안 체온을 8도까지 낮출 수 있음
 
- 증발을 통해 열을 흡수하고 제거하는 스테이쿨 조끼는 건설 현장이나 공장과 같은 고온 환경에서 일하는 근로자의 체온 유지에 사용되는 등 열사병 위험에 있는 사람들에게 적합
 
○ Techniche는 현재 작업자의 생체 인식을 모니터링하고 열 스트레스(heat stress)의 위험을 예측할 수 있는 스마트 센서가 장착된 쿨링 조끼를 개발 중
 
- 미 항공우주국(NASA)에서 우주 비행사가 우주에서 일정한 체온을 유지할 수 있도록 하는 우주복을 위해 처음 개발된 ‘상변화물질(PCM)’*을 이용해 열을 흡수할 수 있는 장비도 연구
* 상변화물질(PCM, Phase Change Material)은 온도 변화에 따라 열을 흡수 또는 방출해 체온을 유지해 주는 스마트 소재
 
[ Techniche의 쿨링 조끼와 同 제품을 착용한 작업자의 열화상 이미지(파란색 부분) ]

[사례 2] 열전 소자가 내장된 웨어러블 쿨링 패치

 
○ 미국 샌디에이고 소재 캘리포니아 대학(UC San Diego) 연구팀은 온도 조절이 가능한 (air-conditioning) 쿨링 장치 개발
 
- 기존의 에어컨 장치가 외부로 열을 전달해 내부 공간을 시원하게 유지하는 것처럼, 사용자가 설정한 온도에 반응하는 손바닥 만한 크기의 열전(thermoelectric) 소자를 제작
 
- 충전식 리튬이온 배터리로 작동하며 옷 속에 넣을 수 있을 정도로 작고 유연한 열전 소자는 체감 온도를 최대 10도까지 낮출 수 있음(한편, 동절기에는 온도를 높일 수 있음)
 
○ 동 대학의 첸(Renkun Chen) 기계공학과 교수는 “기후변화는 되돌릴 수 없으므로 이에 적응하는 것이 중요하다”면서, 캘리포니아 소재 스타트업과 협력해 기술을 상용화
 
- 문제는 셔츠 한 장에 수천 달러에 달하는 생산비로, 이를 U$200 수준으로 낮추기 위해서는 열전 소자의 대규모 제작이 가능한 자동화된 생산 라인 개발이 필요하다고 주장
 
[ UC San Diego에서 개발한 온도조절 가능한 웨어러블 패치 ]

 

[사례 3] 태양열을 반사하는 의류 소재

 
○ 중국의 저장(Zhejiang) 대와 화중(Huazhong) 과기대를 비롯한 연구기관에서는 태양열을 반사하는 의류 소재를 개발
 
- ‘21년 사이언스지에 발표된 연구에 따르면, 해당 연구진들이 나노 소재와 재설계된 직조 기술을 사용해 햇빛의 약 90%까지 반사하는 폴리에스터(polyester) 소재를 개발
* 기존 흰색 면셔츠는 약 60% 정도 반사
 
- 상용화되지 않았지만, 반사 폴리에스터는 일반 직물보다 더 많은 적외 에너지를 방출해 체온을 낮춰주며, 한낮의 주변 기온보다 최대 5도, 밤에는 최대 10도까지 떨어뜨리며 시원함을 유지
 

[사례 4] 선풍기가 내장된 작업복

 
○ 일본의 쿠초후쿠(空調服, Kuchofuku)社는 작업복에 팬(fan)을 장착한 혁신적인 ‘팬 재킷 (fan jacket)’으로 불리는 공조 작업복(air-conditioned work jacket)을 제조
 
- 재킷 허리 부분에 있는 두 개의 선풍기가 미풍을 불어넣어 더위를 식히고 습도를 제거해 극심한 더위 속에서도 작업자를 시원하게 유지
 
- 도쿄에 본사가 있는 쿠초후쿠사는 재킷 발명가이자 전 소니 엔지니어였던 이치가야 히로시 (Ichigaya Hiroshi)가 ‘04년에 설립한 벤처로, 지속적으로 혁신적인 제품을 출시
 
○ 팬이 장착된 쿨링 의류는 공기 흐름을 가속화하여 땀을 증발시키는 방식이며, 일반적으로 에어컨보다 에너지 사용량이 적어 에너지 효율적임
 
- 일본의 건축연구소가 발표한 연구 결과에 따르면, 팬이 있는 쿨링 의류를 착용한 실외 근로자의 피부 온도가 그렇지 않은 근로자에 비해 현저히 낮음
 
- 팬 작동 시 옷이 부풀어 올라 투박한 느낌을 주는 것이 한 가지 단점으로, 이를 개선하기 위해 노력 중
 
[ 일본 쿠초후쿠사의 공조 작업복 ]

 

[사례 5] 팬이 장착된 안전모와 열사병 감지 웨어러블 제품

 
○ 일본의 도요안전산업(Toyo Safety Industrial Co.)은 야외 근로자가 착용하는 안전모에 팬이 장착된 안전 헬멧(safety helmet)을 출시
 
- 탈부착이 가능한 충전식 팬을 장착한 안전모로, 착용자의 머리 주위에 공기를 순환시켜 온도를 낮춰주므로 열사병에 걸릴 위험에 있는 건설 현장이나 농업에 종사하는 근로자에게 인기
 
○ 도쿄의 바이오데이터뱅크(Biodata Bank)는 열사병 위험에 처했을 때 이를 알려주는 웨어러블 제품을 개발
 
- 제품명이 '카나리아'인 열 경고 시계는 착용자의 체온이 건강하지 않은 수준을 초과하면 경고음을 울려주는 제품으로, 충전 없이 4개월간 사용 가능
 
- 동 제품은 가격이 4,950엔(4만 5,000원대)으로 현재 일본과 유럽에서 판매되고 있으며, 특히 최근 몇 년간 폭염이 심한 유럽 국가들에서 수요가 증가하고 있음
 
[ Toyo社의 Safety Helmet과 Biodata Bank의 웨어러블 제품 ]  

○ 기업들은 근로자의 안전과 건강을 위해 쿨링 솔루션에 기꺼이 비용을 부담할 의향이 있으며, 앞으로는 고온 환경에 노출된 근로자를 위한 필수품을 넘어 일반 사람들의 생활필수품으로 자리매김할 것으로 예상됨
 
- 기후변화 심화에 따른 극한 기후에 대한 적응과 고령화되는 야외 근로자의 건강에 대한 고려가 점점 불가피해지고 있음
 
- Techniche에 따르면, 同社 쿨링 조끼 매출의 거의 90%가 건설 및 석유 시추 등과 같은 부문에서 발생하고 있음
 
 

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