Bird's eye view of a crowded city

도시를 시원하게:

보다 건강하고 친환경적 삶을 위해 과학이 도시 열섬화를 해결하는 방법

도시는 일자리, 교육 및 엔터테인먼트를 위한 최고의 기회를 선사합니다. 그러한 이유로 세계의 인구가 점점 더 도시로 모이게 됩니다. 지구상의 약 56%의 사람들이 도시에 살고 있으며 그 숫자는 2050년까지 68%로 증가할 수 있습니다. 도쿄, 뭄바이와 같은 일부 거대 도시는 각각 30년 이내에 인구가 3천만이 넘어설 수 있습니다.

그러나 도시화는 환경 문제를 야기합니다. 도시는 대기, 토지 및 수질 오염의 주요 원인이자 지구 온난화를 유발하는 가스의 70% 이상을 만들어 냅니다. 교통 혼잡, 끊임없는 공사, 모든 조명과 기타 일반적인 활동에 전력을 공급하려면 막대한 양의 에너지가 필요합니다. 재생가능 에너지의 발전에도 불구하고 그러한 전력의 대부분은 여전히 대기를 오염시키고 기후 변화를 야기하는 탄소 기반 에너지원에서 생산됩니다.

환경상의 피해는 물론 이러한 배출물은 도심의 늘어나는 폐 질환 발병률에 영향을 미칩니다. 대기 오염은 천식, 기관지염 및 COPD(만성 폐색성 폐질환)와 같은 질환을 악화시켜 전 세계적으로 해마다 수백만 명의 조기 사망을 초래합니다. 미국 환경보호청(Environmental Protection Agency)은 지나친 열섬화로 인해 연간 약 1,300명이 목숨을 잃는 것으로 추정하고 있습니다. 이는 부분적으로 인간의 활동으로 인해 도시의 기온이 주변 타 지역보다 더 따뜻해지는 현상인 '도시 열섬' 효과에서 기인합니다.

눈부신 기술의 비약

반가운 소식은 과학자들과 다른 혁신가들이 도시 생활을 더 건강하고 친환경적이며 시원하게 만들 수 있는 획기적인 발전을 이루고 있다는 것입니다. 이들은 고객, 주주, 근로자 및 그 밖의 이해관계자의 변화하는 요구에 부합하고자 지속가능성을 기업 이익과 대등한 수준에서 비중 있게 다루는 민간 부문 조직에서 점점 더 많이 찾을 수 있습니다. 그러한 기업 중 하나가 미네소타주 세인트 폴에 본사를 둔 3M입니다. 3M은 순환을 위한 과학(Science for Circular), 기후를 위한 과학(Science for Climate) 및 지역사회를 위한 과학(Science for Community)이라는 세 가지 지속가능성 체계를 채택했습니다.

3M 산업용 광물 제품 사업부의3M의 Safety & Industrial Business Group, 마케팅 운영 관리자 Carrie Niezgocki가 말했습니다. "지속가능성은 실제로 우리 3M의 핵심입니다."라고 말합니다. “제품을 만들고 해결책을 수립하면서 우리는 지속가능성 가치에 대한 약속(Sustainability Value Commitment)을 보여줘야 합니다. 모든 제품이 공공의 이익에 어떻게 영향을 미치는지 입증해야 하는 것이 우리 기업의 요구 사항입니다.”

3M의 일부 혁신은 대기 오염을 줄이고 도시 열섬 효과를 상쇄하고자 하는 도시 지역에 희망을 제공합니다. 예를 들어, 주거용 주택을 위한 3M의 쿨루핑 그래뉼
지붕재(Cool Roofing Granules)는 다른 지붕널이 흡수할 수 있는 열과 햇빛의 방향을 바꾸어 태양열을 반사합니다. 이 제품은 다양한 색상으로 제공되며 이른바
'쿨루프(Cool Roof)' 조례로 알려져 지역 규정에 따라
반사성 표면을 사용해야 하는 로스앤젤레스와 같은 지역사회에서 널리 이용됩니다

3M roofing granules
3M은 대기 중 스모그를
식물이 사용할 수 있는
질소로 전환시키는 그래뉼
지붕재를 개발했습니다

3M의 일부 혁신은 대기 오염을 줄이고 도시 열섬 효과를 상쇄하고자 하는 도시 지역에 희망을 제공합니다. 예를 들어, 주거용 주택을 위한 3M의 쿨루핑 그래뉼
지붕재(Cool Roofing Granules)는 다른 지붕널이 흡수할 수 있는 열과 햇빛의 방향을 바꾸어 태양열을 반사합니다. 이 제품은 다양한 색상으로 제공되며 이른바
'쿨루프(Cool Roof)' 조례로 알려져 지역 규정에 따라
반사성 표면을 사용해야 하는 로스앤젤레스와 같은 지역사회에서 널리 이용됩니다

3M™ 쿨루핑 그래뉼 지붕재는 미가공 기본 광물 위에 고반사의 유색 세라믹 코팅이 특징입니다. 최근 워싱턴 포스트 라이브(Washington Post Live) 이벤트에서 비디오 프레젠테이션을 통해 연설한 Niezgocki는 “도시 열섬을 1~2도만 낮출 수 있어도 극심한 무더위 사태가 벌어졌을 때 생명을 구할 수 있음을 알게 되었죠.“라고 이야기했습니다.

3M의 쿨루핑 그래뉼 지붕재를 사용하는 슁글은 캘리포니아의 건축법 제24조를 충족할 수 있습니다. Niezgocki는 ”3M은 지붕재 사업에서 지역사회가 처한 기후 문제를 해결하는 방안에 관심을 둡니다.”라고 합니다. “이와 더불어 친환경 소재를 선택하는 소비자들의 요구에 부응하고 있죠.”

"슁글은 미 전역의 주택에서 가장 널리 사용되는 소재이기 때문에 이 지붕을 스모그 방지 표면으로 변형할 수 있었습니다."라고 합니다.
3M의 Safety & Industrial Business Group, 마케팅 운영 관리자 Carrie Niezgocki

3M은 또한 대기에서 스모그를 뽑아 식물이 사용할 수 있는 질소로 전환시키는 그래뉼 지붕재를 개발했습니다. Niezgocki는 “지붕널은 미 전역의 가정집에서 가장 널리 사용되는 소재이기 때문에 이 지붕을 스모그 방지 표면으로 변형할 수 있었습니다.“이는 두세 그루의 나무를 심는 것과 유사한 효과입니다.”

태양광선은 3M™의 스모그 감소 그래뉼을 활성화하여 스모그를 수용성 이온으로 변환합니다.  이 그래뉼은 오리건주에 본사를 둔 Malarkey Roofing Products와 조지아주 애틀랜타에 본사를 둔 Atlas Roofing Corporation을 비롯하여 자사의 건설업계 파트너들이 제조한 지붕재에 사용됩니다. Niezgocki는 ”우리는 고객과 협력하여 고유한 해결책을 개발하고 있으며 소비자와 함께 연구를 계속하고 있습니다.”라고 합니다. “R&D 팀과 문제해결을 시도하거나 기회를 평가하면서 제가 가장 좋아하는 말은, '그것은 아직 발명되지 않았다'인데, 실제로 혁신이 시작되는 출발점이죠.”

City street with trees and buidlings
tall building under construction with construction crane

진보를 위한 정책

정책적 관점에서 3M은 더 많은 관할 구역에서 긍정적인 환경 효과를 촉진하고 도시화의 기후 영향을 완화하는 건축 자재를 의무화해야 한다고 생각합니다. “우리는 LA시처럼 인프라 정책에서 성공한 사례를 목격했으며 변화하는 기후에 대응해 지역사회를 보다 회복력 있게 만들 수 있는 방안에 대해 지속적으로 대화를 나눔으로써 고무되었습니다.“

진전의 표시로 Joe Biden 미국 대통령이 2021년 서명한 1조 달러 규모의 초당적 인프라 법안에는 기후 회복탄력성 및 내후성 프로젝트에 500억 달러와 청정 에너지 및 그린 그리드(Green Grid) 이니셔티브에 650억 달러 상당의 투자가 포함되어 있습니다.

도시를 보다 시원하게 만들고 친환경적으로 만드는 데 도움이 되는 그 밖의 3M 혁신에는 다음이 포함됩니다.

  • • 3M™ 천연 포졸란(Natural Pozzolans): 일부 시멘트 대체품으로 사용해 콘크리트 생산 시 C02 배출량을 낮추는 데 도움이 될 수 있습니다.
  • • 3M™ 나노구조지원 이리듐 촉매 파우더(Nanostructured Supported Iridium Catalyst Powder): 개발 중에 있는 촉매 기술로서 생산 과정에서 탄소 배출물을 방출하지 않는 지속가능한 연료인 녹색 수소의 효율성은 높이고 비용은 절감시키는 데 사용할 수 있습니다.
  • • 3M™ 패시브 복사냉각 필름(Passive Radiative Cooling Film): 필름은 태양 에너지를 반사하여 24시간 내내 수동 열 관리를 공급합니다.

Niezgocki는 “3M은 이미 다양한 냉각 솔루션을 제공하고 있으며 극심한 무더위로 인해 지역사회가 직면하고 있는 여러 문제를 해결할 수 있는 제품 및 해결책에 대해 함께 협력하기를 바랍니다.“라고 말했습니다.