[전력대란, 고효율 조명이 대안 ①] 에너지 절감 위한 조명 세대교체, LED조명 의무화·테스트베드 구축 등 기반 마련

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[전력대란, 고효율 조명이 대안 ①] 에너지 절감 위한 조명 세대교체, LED조명 의무화·테스트베드 구축 등 기반 마련

2013년 1월 21일 (월) 16:22:11 | 지면 발행 ( 2013년 1월호 - 전체 보기 )

조명의 세대교체가 이뤄지고 있다. 조명 업계는 LED조명 기술은 이제 완성 단계에 이르렀으며 현장에 적용해도 손색없다고 입을 모은다. 단 규모의 경제를 통해 높게 느껴지는 가격을 경제적인 수준으로 낮추는 것이 숙제다. 컨설팅 전문회사 맥킨지 조사에 따르면 2011년 전체 조명시장 중 LED조명이 차지하는 비중은 약 12%이며 2016년까지 약 41%로 늘어날 것으로 예상된다. 또한 시장 규모는 2011년 65억 달러에서 2016년 416억 달러로 연평균 45%의 고성장을 지속할 것으로 전망된다.

정리 박지혜 기자

전체 소비 전력 가운데 조명이 차지하는 전력소비는 비교적 높은 편이다. 국제에너지기구(IEA)는 조명을 위한 전 세계 전력 소비량은 2조 1000억㎾h로 전체 전력량의 19%에 달하고, 탄소배출량은 연간 17억 톤으로 전체 배출량의 6%를 차지한다. 우리나라도 이와 크게 다르지 않아 조명의 전력 소비량은 전체 전력 소비의 20%를 차지한다.
서울시만 놓고 봐도 조명 에너지 소비는 20%로, 전력 소비가 가장 많은 부문인 건물의 전력 소비 중 37%를 조명기기가 차지한다.
IEA는 LED조명의 효율이 지금보다 두 배 향상될 경우, 전 세계 탄소 배출량은 EU 지역에서 배출되는 탄소량의 절반만큼 감축할 것으로 전망하고 있다.
에너지 절감에 대한 요구와 기술 발전에 따라 100lm/W 이상의 고효율 조명이 개발되고 있으며 지능형 조명기기와 에너지 절감형 조명 제어 시스템이 개발, 시범 적용되고 있다. 기존 조명을 대체할 뿐 아니라 융복합화가 특징적이며 RoHS(특정 유해물질 사용 제한)와 같은 유해물질 규제 시행으로 세계 조명시장은 무수은, 고효율 정책으로 급변하고 있다.
스마트 조명 시스템(에너지 절감형 조명 제어 시스템)은 조명 제어 모듈, 센서 기반 고효율 조명 기기, 조명 제어 소프트웨어, 조명 제어 솔루션(소프트웨어, 하드웨어) 등을 포함하며, 스마트그리드 기반 기술과의 연계, 에너지 절감 모니터링 관련 기술도 포함하는 솔루션을 뜻한다. 통합 관리 시스템을 적용해 주광 활용 향상, 인체 감지 증대, 스케줄 제어, 조명 밝기 조절 등으로 에너지 절감 효과를 꾀하며 저전력 센싱 구동이 개발 중이다. 정부는 고효율 조명시장 성장과 함께 2015년까지 연평균 성장률42.5%로 비약적인 성장을 전망하고 있다. 2015년까지 단기적으로 빌딩, 아파트 등 대형 건축물에 적용할 수 있는 다양한 모델을 개발하고 2030년 장기적으로 각 요소 기술을 융합한 스마트그리드 연동형 시스템 개발을 목표로 두고 있다. 미국 등 선진국은 스마트 조명 기술을 빌딩 제어 솔루션과 결합을 통해 빌딩 단위 에너지 절감 효과가 약 30% 이상 선회하는 효과를 입증했으며 이러한 선점 기술을 세계 표준화 기술로 보급을 추진 중이다.
세계적인 조명 기업 필립스 해리 버하Harry Verhaar(조명사업부 글로벌 공공사업 부문 총괄)는 "현재의 저효율 조명 기기를 고효율의 최신 LED 기술로 전환할 경우, 매년 6억 7000만 톤의 온실가스를 감축해 지속가능한 성장을 모색할 수 있다"며 "더욱이 도로 상황 및 램프의 수명과 결함 여부 등을 원격으로 모니터링 할 수 있는 스마트 조명 솔루션을 같이 적용하면 에너지를 추가적으로 절감할 수 있다"고 말했다.

LED 가로등, 에너지 절감 및 시민 만족도 높아
필립스가 세계 기후변화 그룹과 공동으로 지난해 발간한 보고서에 따르면 LED 가로등 적용으로 상당한 에너지절감효과를 냈으며 시민만족도도 높게 나타났다. 이 보고서에 따르면, 2009년 10월부터 2년 6개월간 뉴욕, 런던, 홍콩, 시드니 등 12개 도시 총 15곳에 LED 가로등을 시범 적용한 결과, 기존 고압방전램프(HPS)와 비교해 최대 85%의 에너지를 절감한 것으로 나타났다. 시민들을 대상으로 실시한 설문조사에서는 68~90%의 응답자가 LED 가로등으로 거리에서의 가시성과 안전성이 향상됐다고 느껴, 기존 조명보다 LED를 선호하는 것으로 드러났다.
시범 적용한 LED 가로등은 수명이 5만~10만 시간으로 초기 투자 비용 회수율이 높고, 6000시간 이상 가동 후 제품의 불량률은 1% 정도로, 같은 기간불량률이 10%에 달하는 기존 가로등과 비교해 내구성이 우수했다.

LED 성능 표시 제도
2012년 11월 1일부터 LED 램프 및 등기구 성능 표시 제도가 시행됐다. 지경부는 '고효율 에너지 기자재 보급 촉진에 관한 규정(고시 제 2012-91호)'을 개정하고 제 4조(인증 기준 및 측정 방법 등)의 3항에 근거해 LED 램프 및 등기구 인증 표시를 하도록 했다. 이에 따라 LED조명 제품의 정격 광속, 소비 전력, 광효율, 연색성, 색온도 등을 포장박스의 잘 보이는 면에 명확한 방법으로 의무적으로 표시해야 한다.

문의: 에너지관리공단 고효율 인증팀 031-260-4245

LED보급협 · 서울시 등 대대적 보급 사업
국토해양부는 건축물의 에너지 절감률을 더욱 강화함과 동시에 LED조명기구 사용을 의무화하는 법을 지난해 11월부터 시행했다. 20세대 이상의 신축공동주택 대상으로 기존에는 세대 내 조명과 공용부분의 보안등 및 지하 주차장 조명을 LED조명으로 설치할 것을 권장하는 수준에 그쳤으나 9월 법개정을 통해 LED조명 또는 고효을 조명기기 사용을 의무화*했다. 신축 주택뿐 아니라 사용승인일 기준 15년 지난 기존 건물도 지자체가 제시한 에너지 절약형 리모델링 가이드라인에 따라 고효율 에너지 기자재를 사용하는 것도 의무화할 방침이다.
이에 따라 지자체 및 민간에서도 LED 보급에 불을 지피고 있는 분위기다. 12월 LED 산업의 활성화 방안 모색을 위해 열린 '전력대란, LED가 대안이다'세미나에서 한국LED보급협회는 지난해 아파트 지하주차장 LED조명 보급 사업에 이어 올해 산업단지공단의 LED조명 교체 프로젝트를 본격적으로 실시한다고 밝혔다. 협회는 산업단지에서 쓰는 조명
1500만 개를 모두 LED로 교체할 경우 연간 225만㎾에 이르는 전기를 절약할 것으로 보고 있다. 이는 50만㎾급 화력발전소 4기를 새로 짓는 효과와 맞먹으며 전기요금의 절감액은 약 4조 원에 달한다.

[1] 지난해 100% LED조명으로 교체한 서울 성북구 한 아파트 지하주차장. 이 아파트
관리소장에 따르면 조명 교체 후 한 가구당 8000~1만 원 전기료 절감됐다.
에너지 절감은 연간 약 540㎿h으로 추정된다. [2] 서울시는 한 지하상가에 LED조명
1만 4000개 설치 보급 사업을 마쳤다. 이로써 얻는 에너지 절감은 연간 약 1635㎿h로
내다본다. [3] 지하철에 설치한 궤도 밀착형 LED 신호등. 이를 두고 100년 만의
변화라고 한다. 가시거리 기존 대비 3배 확보 등 효율성 · 안전성이 향상됐다. 올해까지
37개소 468대 설치 계획이며 기존 신호등에 비해 설치비도 저렴해 총 설치 비용
11억 원 이상 절감 가능하다.

협회가 몇몇 지자체와 협력 하에 지난해 상반기부터 추진한 지하주차장 LED조명 보급 사업에서는 전국 147개(2012년 11월 기준) 아파트 단지가 LED조명 설치를 완료했으며, 계약 금액은 24억 8241만 원이다. 상담을 받은 아파트 단지는 총 925곳이다. 협회의 지하주차장 LED조명 교체 사업은 민간금융 자금을 활용해 무료로 기존 형광등을 LED조명으로 교체한 뒤 전기요금 절약분으로 초기 설치비를 일정 기간 동안 상환하는 방식으로 진행한다.
에너지 절감 차원에서 LED조명 보급을 선도적으로 펼치고 있는 지자체는 서울시다. 시는 에너지 소비 중 많은 부분이 조명에서 발생한다고 판단하고 모든 공공 조명은 2018년까지, 민간 조명은 2030년 까지 100% LED로 한다는 내용을 담은 '세계적 LED조명 메카 도시 서울 비전'을 지난해 7월 발표한 바 있다. 따라서 2014년까지 공공 부문 80만 개, 민간 부문 700만 개의 LED조명을 우선 보급해 각각 50%, 25% 목표를 달성할 계획이다. 국토부의 20세대 이상 공동주택 LED조명기구 사용 의무화제도도 서울시부터 우선 적용한다.
서울시의 LED조명 보급 목표를 달성하게 되면 2014년까지 63빌딩 전체 전력 사용량(2011년 35GWh)의 약 30배인 1100GWh(연간)를 감축, 연간 1200억 원 절감 효과가 있다. 수은 등 유해가스 및 조명 쓰레기를 1/5로 감축해 환경 개선에도 기여함은 물론이다.
시는 2010년부터 공공청사에 본격적으로 LED조명을 보급하기 시작했으며, 지난해 주요 지하상가에 1만 9000개 LED조명으로 교체했다. 또한 지자체로는 처음으로 2007년부터 2009년까지 230억 원을 투입, 교통신호등 15만 개 전체를 LED로 교체해 연간 약 4만 2400㎿h, 약 16억 원의 비용을 절감하고 있다. 버스정보 안내판, 교통전광판 등 교통시설도 전체 교체해 전력 절감에 기여하고 있다는 관계자의 설명이다.

[1] 광주 LED조명 실증 센터는 전 세계에서도 훌륭한 장비를 보유해 국외 손님 방문이
잇따르고 있다. EU 조명 클러스터 가입사 관계자들이 실증 센터를 방문, 테스트베드와
도로조명 실측 시설 등을 둘러봤다. [2] 실증 센터는 특히 도로조명 등 실외조명
테스트베드가 획기적이다.

서울시는 또 가로등, 보안등, 경관조명 등 실외조명 132만 개의 조도(밝기)를 주변 밝기에 따라 일괄제어, 조절해 에너지를 절감하는 스마트 조명 시스템을 2014년까지 구축할 계획이다. 스마트 조명 시스템을 통해 2020년까지 약 145만㎿h의 전기를 절감할 것으로 예상된다.
서울시는 LED조명산업 육성도 추진 중이다. 특히 올 하반기 조성 예정인 LED 특화지구는 LED 현주소를 한눈에 파악하고 제품 구입까지 일괄적으로 가능한 LED의 메카로, LED 보급 및 연구기관, 업체가 한데 모여 유기적으로 연계될 것으로 기대된다. 지구는 대규모 시장과 IT기반을 갖춘 청계천 · 용산 · 구로 등을 대상으로 관련 협회, 제조업체 등의 의견을 종합해 올해 상반기 선정할 예정이다. 탄천 · 서남 물재생센터 내에 가로등, 보안등, 터널등 LED조명 실증 단지를 조성하고 연구비를 전액 지원하는 등 서울시는 기술개발에도 꾸준한 투자를 하고있다.
그러나 LED조명의 보편화를 위해선 아직 넘어야 할 산이 있어 보인다. 서울시는 2011년 3월부터 우정국로, 서소문로, 양화로, 통일로 등 4개 노선에 LED 가로등 80개를 시범 설치해 운영 성과를 분석했다. 그 결과 종합 균제도, 노면 평균 휘도 등은 합격점을 받았지만 컨버터 내구성, 색온도, 글레어(눈부심) 등은 지속적으로 보완할 필요가 있는 것으로 분석됐다. 이명기 서울시 도시빛정책팀장은 "4개 노선의 LED 가로등 성능을 분석한 결과 전반적으로 도로조명 기준을 충족하지만 종합 균제도, 노면 평균 휘도 등은 일부 구간에서 미흡한 부분이 있었다"며 "특히 눈부심 문제는 빨리 개선해야 할 부분"이라고 밝혔다.

광주 LED조명 실증 센터 활약 기대
LED 성능 개선과 보급 활성화에 지난해 6월 준공한 한국광기술원 LED조명 실증 센터가 힘을 발휘할 것으로 기대된다. 광주시가 25억 원의 사업비를 지원해 연면적 2400㎡, 2층 규모로 건립한 국내 최초의 LED조명 실증 시설이다. 이 센터는 실내조명, 주거조명, 감성조명, 산업조명, 운송조명 테스트베드 등 5실의 테스트베드실과 1200㎡에 달하는 실외조명 테스트베드를 갖췄다. 특히 실증이 어려웠던 '도로조명 실측 시설'도 구축했다. 50여 종의 실증장비를 포함해 실제 환경에서 제품의 질적 성능을 검증할 수 있는 체계적인 시스템을 갖췄다.
최근 들어 지자체 및 공공기관의 LED조명 설치가 증가하고 있으나 실제 환경에 따른 제품 수명과 적합성의 검증 부족으로 대외 신인도 등 LED산업발전에 애로를 겪어 왔다. 센터에서 실내외 및 도로조명 등에 적용되는 제품 성능을 실제 환경에서 테스트를 거치게 됨에 따라 제품의 신뢰성과 질적 우수성 검증이 가능해졌다. 이로써 공급자의 고품질 제품 유도와 수요자의 신뢰성 확보로 LED조명 보급 활성화에 기여하게 됐다는 점에 의미가 크다.