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굿바이, 백열전구! 목록

조회 : 5227 | 2013-07-23

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지난 17일자 신문과 방송에는 약 130년 동안 인류의 삶을 개선시키는데 앞장섰던 백열전구의 국내 생산과 수입이 금지된다는 내용이 다뤄졌습니다. 전날 산업통상자원부에서 보도자료를 통해 단계적 기준강화로 고효율 조명기기로의 시장전환을 추진하겠다며 2014년부터 저효율 조명기기인 백열전구의 생산과 수입이 금지됐다는 내용을 전했기 때문입니다.

130여 년간 인류의 삶을 개선시키는데 앞장섰던 백열전구가 왜 저효율 조명기기라는 오명을 안고 퇴출에 이르게 된 걸까요?
아직도 우리 주변에는 백열전구를 쓰는 곳들이 많은데, 백열전구의 생산과 수입이 금지된다면 앞으로 그곳들은 어떤 조명기구로 대체해야만 하는 걸까요?
이번 주 따끈따끈 과학에서는 백열전구의 130여 년간의 역사와 함께 산업통상자원부의 보도자료를 토대로 백열전구의 퇴출 이유와 대체할 수 있는 다른 조명기기에는 어떤 것들이 있으며 백열전구와 다른 점은 무엇인지 살펴볼까 합니다.






 지난 130여 년간 우리 곁을 밝히던 백열전구가 내년부터는 우리나라에서도 퇴출 돼 역사 속으로 사라집니다. / 이미지 출처 : By Ulrik.S.C-CC-BY-NC-NA-2.0(Flickr)




* 알아보기
- 인류가 발견한 두 번째 불, 백열전구 이야기!
- 백열전구, 조선을 밝히다!
- 백열전구의 퇴출 원인은?
- 백열전구를 대체할 조명기기는?



* 생각 키우기
백열전구처럼 우리 주변을 유용하게 했던 과학적 발명(품)들이 역사 속으로 사라져간 예를 찾아보고, 사라진 이유에 대해 생각해 봅시다.



- 인류가 발견한 두 번째 불, 백열전구 이야기!
프로메테우스의 불 이후 인류가 발견한 두 번째 불이라 불리며 인류의 삶을 변화시키는데 기여한 백열전구는 에디슨(美)과 조셉 윌슨 스완(英)이 1879년 동시 발명한 것으로 역사에 기록되어 있습니다. 전구는 에디슨이 발명했다고 알고 있는 사람들이 많지만, 정확하게 말하면 영국에서 험프리 데이비가 파리의 콩코드 광장을 아크등(최초의 전등)으로 밝혔는데, 이후 너무 강한 불빛과 짧은 시간에 타버리는 필라멘트의 문제를 개선하기 위한 과학자들의 경쟁이 치열했습니다. 미국의 에디슨과 영국의 조셉 윌슨 스완이 대표적이었습니다. 영국의 조셉 윌슨 스완이 “탄소 필라멘트를 쓰면 전구의 수명이 늘어난다.”라는 보고를 한 것을 보고 놀란 에디슨은 수천 번의 실험 끝에 대나무를 재료로 독창적인 탄소 필라멘트 제조에 성공했고, 무려 40시간을 버텨낸 전구를 발명하기에 이릅니다. 그로부터 1년 뒤인 1880년에는 1500시간을 견디는 16와트 전등의 개발에도 성공하지요.


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1879년에 카본필라멘트로 에디슨이 만든 처음의 백열전구(왼쪽)과 전구를 발명한 토마스 에디슨이 전구를 손에 들고 기념촬영을 한 모습. / 이미지 출처 : 왼쪽-By terren in Virginia-CC-BY-2.0(Flickr), 오른쪽-퍼블릭도메인(wikipedia.org)


에디슨의 이 전구 개발로 밤은 사라졌다는 평을 받았습니다. 이로부터 10년 후 텅스텐 필라멘트가 개발되기까지 10년 동안 세계의 밤을 밝혔던 에디슨의 대나무 전구였지요.
(참고로 그 사이의 이야기를 좀 더 자세히 해보면, 조셉 윌슨 스완이 카본 필라멘트를 사용해 13.5시간 동안 전등을 밝혔고, 그와 비슷한 시기에 에디슨이 40시간 동안 유지되는 전등을 발명한 후 특허를 신청했어요. 이들은 서로 먼저 전구를 발명했다고 우기면서 에디슨은 미국 뉴욕에, 스완은 영국 런던 의회건물과 대영박물관에 전구를 설치하는 경쟁을 펼치기도 했지요. 하지만 곧 조셉 윌슨 스완과 에디슨은 손잡고 에디슨-스완 전등회사를 함께 열게 되면서 현대와 비슷한 모양을 한 백열전구가 상업화되기에 이르렀답니다.)


이 백열전구는 기름이나 가스와는 다르게 전기를 이용해 빛을 내요. 그러니까 전기를 빛 에너지로 바꾸는 것인데 정확하게 말하면 100만큼의 전기를 사용해 5만큼의 빛에너지를 내고 나머지 95만큼은 열에너지를 만드는 것이 바로 백열전구지요. 그래서 불이 켜진 백열전구가 뜨끈뜨끈 열을 내는 거랍니다. 이 때문에 저효율의 백열전구를 두고 ‘전기 먹는 하마’라는 웃지 못 할 별명도 만들어진 것이고요. 그만큼 에너지낭비가 심한 것이 바로 백열전구거든요.
전기로 열선을 가열해 하얀 빛(환한 빛)을 만들어 낸다고 백열전구라는 이름이 붙었는데요, 열선에 전기가 흐르면 2500℃에 이를 정도로 뜨거워진답니다. 초기에 에디슨과 조셉 윌슨 스완이 상용화 시켰던 백열전구들은 이 높은 온도에서 쉽게 열선이 연소되어(필라멘트가 열기를 견디지 못하고 타면서 끊어져) 그 수명이 매우 짧았다고 해요. 그러던 것이 1910년 미국의 윌리엄 쿨리지가 백열전구의 열선을 텅스텐으로 만들면서 쉽게 연소되지 않아 수명을 연장시킨 현대의 전구가 탄생한 것입니다.
호리병 모양의 유리관은 열선이 끊어지지 않도록 보호하면서 열선이 공기에 닿는 것을 막아 가능한 오랫동안 빛을 낼 수 있도록 하는 역할을 해요. 백열전구 안에는 질소나 아르곤이 채워져 있는데, 이 때문에 열선이 완전히 타서 끊어지는 것을 막아주는 거예요.
백열전구의 수명은 약 1000시간 정도인데, 같은 밝기의 형광등보다 에너지 소모가 2~3배 많아요. 그래서 대부분 실내등이 형광등으로 교체됐지만, 백열전구가 켤 때 에너지 소모가 적은 장점 때문에 자주 켜고 꺼야 하는 현관이나 화장실, 아파트 복도 등에는 형광등보다는 백열전구를 사용해 왔답니다.



- 백열전구, 조선을 밝히다!
참기름과 콩기름, 면실유, 들기름 등의 식물성 기름과 소와 돼지 그리고 생선에서 나는 동물성 기름을 사용하는 등잔불을 사용하고 있던 1887년의 조선. 정확하게는 1887년 3월 6일 고종황제가 명성황후와 함께 머물던 경복궁 내 건청궁(훗날 명성황후 시해사건인 을미사변이 일어난 곳. 현재는 존재하지 않음)에는 750개의 백열전구가 켜졌습니다. 우리나라에 처음 백열전구가 설치되고 점등된 곳입니다. 에디슨이 백열전구를 발명한지 8년만의 일이지요. 당시에는 자주 꺼지고 비용이 많이 들어가는 것이 꼭 건달 같다고 하여 ‘건달불’이라고도 불렸다고 해요.

1898년에 한성전기주식회사가 설립되어 배전설비를 해 전기가 공급되면서 민간에서도 백열전구가 사용되기 시작했답니다. 국내에서 생산되기 시작한 것은 1910년 일본인들에 의해 부산에 백열전구 생산공장이 처음 설립되면서부터이고, 이후에 1935년 임전구제작소, 1940년 금강전구, 1943년 조선기업 등 순수 국내 제조회사가 잇달아 생겨났답니다.



- 백열전구의 퇴출 원인은?
 산업통상자원부는 지난 2008년 12월 백열전구 퇴출 계획을 이미 밝힌 바 있었는데요, 정부는 2008년 제4차 에너지이용합리화 기본계획을 통해 백열전구를 시장에서 퇴출하기로 결정했어요. 2009년에는 두 차례의 공청회가 열렸고, 2010년 관련 고시가 개정되면서 백열전구의 퇴출 절차가 속속 진행되어 왔습니다.
이어 2012년 1월부터 70W 이상 150W 미만 백열전구가 1단계로 퇴출됐고, 내년 1월부터 나머지 25W 이상 70W 미만의 백열전구까지 시장에서 사라지게 된 거랍니다.
1879년 발명 이래 약 130여 년간 인류의 삶을 개선시키는데 앞장선 백열전구는 안타깝게도 전기에너지의 95%를 열로 낭비하는 에너지 낭비의 대표로 늘 거론되어 온 저효율 조명기기였답니다. 이렇게 저효율의 조명기기를 효율이 높은 조명기기로 세대교체를 이루려는 게 정부의 목표입니다.
우리나라뿐만 아니라 해외 주요 국가들도 단계적으로 백열전구의 퇴출을 이미 추진했거나 우리나라와 비슷한 속도로 추진 중에 있습니다.


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- 백열전구를 대체할 조명기기는?
백열전구가 내년부터 생산과 수입이 금지된다고 하니 전기설비를 모두 교체해야하는 건 아닌지 걱정을 하는 분들도 계시는데요, 그런 걱정은 할 필요는 없습니다. 백열전구를 사용하던 소켓에 그대로 안전기내장형램프나 LED램프를 끼워 사용하면 되거든요.
쉽게 말하면 이전에 백열전구를 끼우던 소켓에 다른 램프를 사다 끼워 쓰면 되는 거예요. 물론 백열전구에 비해 LED 램프의 경우에는 가격이 10배에서 20배까지 비싸다는 단점이 있어요. 하지만 그 사용 시간은 무려 25배 이상이나 되고, 와트당 에너지 효율이 6~7배나 좋으니 램프 하나만 교체해도 오래 쓰고, 전기요금은 적게 나오는 장점이 더 많으니 훨씬 경제적이랍니다.
                

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   * 동일한 소켓을 사용하므로, 별도의 시공 없이 손쉽게 제품 교체 가능

   ** 출처: 미국 에너지부(Department of Energy : DOE, '13.6.4)


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    * 제품가격에 제품수명을 반영하여 연간비용으로 환산한 평균 구입비용

   ** 일평균 사용시간 4.1h(조명기기 보급 이용 실태조사 - 에관공, '08년) 및 전기요금 160원/kWh 적용


*자료출처 : 산업통상자원부 보도자료


에너지 저효율의 백열전구에서 고효율 조명기기로 시장전환이 이루어지면 소비자의 비용절감은 물론 국가차원에서도 에너지수요 감축에도 큰 효과를 기대해 볼 수 있습니다. 백열전구가 완전히 대체될 경우 연간 약 1800GWh 그러니까 50~65만 가구가 1년간 사용할 수 있는 전력량이 절감될 수 있다고 하네요. 또 LED 등 차세대 고효율광원의 기술개발 및 산업의 활성화를 통해 양질의 일자리 창출에도 기여를 할 것으로 전망되고요.
백열전구를 생산하는 국내기업은 단 1개이고, 나머지 대부분은 중국 등에서 완제품을 수입하고 있는 실정이니 가정에는 비용 절감 효과, 국가에는 전력량 절감 그리고 일자리 창출까지 있으니 백열전구의 퇴출을 그리 안타까워할 필요는 없을 것 같습니다.
               
* 생각 키우기
- 백열전구처럼 우리 주변을 유용하게 했던 과학적 발명(품)들이 역사 속으로 사라져간 예를 찾아보고, 사라진 이유에 대해 생각해 봅시다.
        

 

 

주제!
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