청소기와 공기청정기 등으로 유명한 글로벌 기업인 다이슨이 2024년 전 세계 공기질에 대한 연구결과인 ‘세계 공기 질 커넥티드 데이터’를 발표했다.
해당 연구에서는 전 세계 가정에 설치된 다이슨의 공기청정기로부터 수집한 5,000억 개 이상의 데이터를 근거로 한다.
해당 연구결과의 결론 중 하나는 실내와 실외의 공기질에 대한 차이를 보여준다.
전체 조사 대상국 중 대부분은 일년의 절반 이상 실외보다 실내에서의 초미세먼지 수치가 더 높았다.
이 결과는 한국 역시 마찬가지인데, 실내 연 평균 초미세먼지 수치가 실외 수치보다 약 5%정도 높은 18.17 ug/m3으로 측정되었다.
이는 비단 가정에만 국한되지는 않는다.
최근 발표된 ‘대중교통 수단 실내 공기질 실태조사 2024’ 에 따르면 많은 사람들이 이용하는 지하철에서의 미세먼지(PM 10)와 휘발성 유기화합물(VOCs) 등의 발생량이 정부의 권고 기준치를 초과하는 사례가 매우 자주 나타났다.
정책적으로는 도서관, 학원, PC방 등 다중이용시설에서의 초미세먼지 유지 기준 등을 강화시키는 등 정책적으로도 실내공기질 관리에 공을 들이고 있는 실정이다.
이와 같이 최근 실내공기질에 대한 위험성과 더불어 관심이 높아지고 있다.
1) 스마트홈 공기청정(위생)시스템
중소기업 기술로드맵 품목 보고서에 따르면 스마트홈 위생시스템을 ‘실내의 쾌적한 환경 조성과 가정의 위생을 위한 공기정화 기기 및 관련 서비스’로 정의하고 있다.
기기적인 구조로 보자면 크게 오염을 감지하는 센서 장치와, 이를 정화하는 정화 장치, 전체를 컨트롤 하는 동작 제어장치로 구성된다고 볼 수 있다.
특히 최근에는 환기 시스템과 통합되는 형태로 구성되고 있는데, 이를 IoT 기술을 이용해 원격으로 제어가 가능하도록 하는 추세다.
특히 최근 AI가 발달하면서 스피커로 제어하거나, 특별한 기능을 추가하기도 했다.
어쨌든 최종 기능상 스마트홈 위생시스템은 실내 공기질의 컨트롤을 통해 사람의 활동 환경에서의 공기질의 최적화를 목표로 하고 있다.
다양한 오염 요인에서 공기를 주로 목표로 하는 것은 다른 오염원(물, 조리흄 등)에 비해 공기는 격리가 쉽지 않고, 모든 실내 상황에서 사람에게 영향을 주기 때문일 것이다.
2) 스마트홈 공기청정(위생)시스템의 필요성
실내에서의 환경성 질환 환자수가 지속적으로 증가하고 있다는 연구 결과가 많이 나오고 있는데 비염, 천식, 아토피 피부염 등이 그것이다.
이는 건축 자재부터 가구, 옷 등에서 유해 물질과 미생물이 발생하고 요리나 청소, 걷는 등의 단순 일상생활에서 발생하는 미세먼지 역시 그 원인이 될 수 있다.
특히 실내 공기질 오염에 대한 관심이 커진 것은 코로나19 전염병으로 인해 사람들의 실내 거주 시간이 길어지면서부터라고 할 수 있다.
서두에 언급했던 것과 같은 실내/외에서의 공기질에 대한 연구는 자주 있어 왔다.
미국 환경 보호청(EPA. US Environmental Protection Agency)는 실내 공기내의 오염물질 농도가 실외 대기의 오염물질 농도보다 2~5배 높으며, 심할 때는 실내가 실외보다 100배 더 오염됨을 발표했다.
공기 중에 미립자가 많을수록 미생물이 인간의 폐에 들어갈 가능성이 커지게 된다는 연구도 있다.
미국의 전염병 전문가 앤서니 파우시(Anthonu Fauci)에 따르면, 코로나19 를 비롯한 호흡기 바이러스가 미세먼지와의 결합하면 공기 중에서 최소 2m 이상 퍼지고, 생존력도 최대 몇 시간까지 길어진다는 연구 결과를 발표했다.
이와 같은 발표는 실내 공기질의 오염이 우리의 실생활과 밀접한 연관을 갖고 있으며, 또 방치할 경우 건강에 치명적인 위험을 만들 것임을 확인할 수 있게 한다.
3) 스마트홈 공기청정(위생)시스템의 시장 규모
스마트홈 공기청정 시스템의 전반적인 목표가 실내공기질의 정화와 컨트롤에 있다는 것은 결국 공기청정 시장과 밀접한 연관이 있음을 시사한다.
2019년 코로나 전염병 이후 여러 국가의 정부가 시행 한 봉쇄 조치는 공기 청정기, 청소 가전 제품, 주방 가전 제품 및 정수 장치와 같은 가전 제품의 판매를 증가시키는 결과를 가져왔다.
Statista社에 따르면 2027년까지 세계 실내 스마트 공기청정 시장은 10% 이상의 성장을 보이며 133억 달러에 달할 것으로 전망했다.
유사 기업인 Market Research Future社에서는 2024년 74억 1,000만 달러에서 2032년 1,710억 달러로 성장할 것으로 예상했고, 예측 기간(2024~2032년) 동안 연평균 성장률(CAGR)은 11.02%로 계산했다.
이와 같은 시장의 성장은 대기 오염과 관련된 건강 위험에 대한 인식 증가를 기반으로 하고 있는데, 소비자들이 실시간으로 공기 질을 모니터링 하고 제어하는 스마트 시스템을 점점 더 선호하고 있다.
특히 최근 ‘스마트 홈’이라는 아이디어에 기반한 다양한 기술의 집합이 이루어지고 있는데, 이는 크게 복잡하거나 어렵지 않은 요소들로 구성할 수 있기 때문이라는 의견도 있다.
국내에서는 삼성전자나 LG 전자 등 대기업을 필두로 관련 시장의 성장이 지속되고 있다.
기존에는 중견‧중소기업이 주도하던 시장이지만, 이제 대기업이 새로운 기술과 브랜드 파워를 앞세워 시장을 재편하고 있다는 것이다.
Mordor Intelligence社에 따르면 국내 스마트 클리닝 및 위생 시장은 2021년 2억 7,600만 달러 규모에서 연평균 17%의 성장률을 보이며 2027년 7억 900만 달러 규모로 성장을 전망하고 있다.
이와 같은 국내 스마트 공기청정 시장의 성장은 지속적으로 악화되는 공기질과 더불어, 실내에서의 안전까지 위협받고 있다는 공포감 때문이라는 의견도 있다.
4) 스마트홈 공기청정(위생)시스템의 시장 동향
최근에는 미세먼지뿐만 아니라, 다양한 유해물질에 대한 감지가 가능하도록 센서의 감지범위 확대가 요구되고 있는데, 단순 환기뿐 아니라 공기질의 정확한 모니터링 솔루션을 제공하는 등 기술 고도화가 진행중에 있다.
또 하나의 장치인 공기청정기에서 실내 전체 공기질을 컨트롤하는 시스템의 영역으로 커지면서, 다양한 대기오염 물질을 제거할 수 있는 기술들도 그 연구 방향에 있다.
이와 같이 기술이 아직 발전 단계에 있는만큼 다양한 주제의 연구들이 진행되고 있고, 이와 같은 연구 결과가 신제품으로 시장에 출시되고 있다.
특히 공기청정 시스템의 기본인 필터들에 대한 연구가 집중적으로 진행되고 있는데, 최근에는 그린뉴딜 정책과 맞물려 필터 단에서도 에너지 손실을 방지하는 방식도 연구되고 있다.
한국기계연구원에서는 극세섬유와 코팅전극을 이용해 초미세먼지를 필터 없이 저감시키는 기술을 연구하고 있는데, 미세먼지 제거 성능이 높고 유지 및 보수가 손쉽다는 장점이 있다.
생산기술연구원에서는 최근 실내 조명의 빛만으로 공기 중의 미생물을 죽이는 필터를 연구하고 있다.
또 공기 정화 기능이 강력해질수록 일회용 소모품 비용이 많이 드는 것을 막기 위해 물을 이용한 친환경 공기 정화 기술 역시 개발 중이다.
최근에는 이와 같이 환경적으로 안전하고 성능은 유지시킬 수 있는 방법 등 고난이도의 실내 공기청정 기술들의 개발이 진행되고 있다는 것이 특징이기도 하다.
최근 가정에 공기청정기 한 대 없는 집은 드물 것이다.
그만큼 우리 사회는 공기질에 대한 관심이 높아졌다.
주변에는 세계 최고의 제조 국가가 존재함으로써 공장에서 발생하는 매연과 미세먼지를 내뿜고 있고, 사실상 우리나라 역시 공기질을 오염 시키는 나라 중에 하나인 이유도 있을 것이다.
또한 세계적인 전염병 사태와 더불어, 다중이용시설에서 많은 시간을 보내는 현대에서는 실내에서의 공기질 역시 민감해질 수 밖에 없다.
이와 같은 배경에서 실내 공기질 관리를 목표로 하는 스마트 공기정화 시스템의 발전은 현재 진행중이라고 할 수 있다.
최근에 다양한 기술들의 발전은 이를 더욱 가속화시키고 있다.