식기세척기가 손설거지보다 정말 아낄까? — 물·전기·탄소·돈으로 따져 본 승부

식기세척기가 물을 덜 쓴다는 말은 대체로 맞습니다. 독일 본(Bonn)의 실험에서 손설거지 12세트의 평균 물 사용량은 약 103 L였고, 기기는 같은 양을 15 L 안팎으로 씻었습니다.^[1][2] 그런데 여기에 도시가스 보일러로 데운 물값, 전기요금, 탄소 배출까지 계산하면 이야기가 달라집니다. 같은 기기를 12세트 꽉 채워 돌려도, 영국 실험의 ‘알뜰한 손’(12세트에 약 49 L)과 비교하면 비용과 탄소 배출량에서 밀립니다. 독일 실험의 ‘평균적인 손’(약 103 L)과 겨루면 이깁니다.^[20]

그래서 이 글의 결론은 한 줄이 아닙니다. 승자는 손설거지 습관과 온수원, 기기의 적재량이 정합니다. 두 가지 실측을 대등한 기준으로 놓고 조건별 승패표를 만든 뒤, 값을 직접 바꿔 볼 수 있는 계산기를 준비했습니다.

INPUT

비교 단위: 그릇 1세트

비교의 기준은 1세트, 즉 한 사람이 한 끼에 쓰는 밥공기·국그릇·접시·수저·컵 한 벌입니다. 기기의 "N인용"은 이 세트를 N벌 넣을 수 있다는 뜻으로 읽습니다. 유럽 규격은 place setting(1인분 식기 한 벌)을 "한 사람이 쓰는 식기 세트, 서빙용 식기는 제외"로 정의하는데, 이는 확정 전 초안 문서의 문구입니다.^[3] 한국의 "인용"을 정하는 KS 규격의 세부 구성은 확인하지 못했습니다. LG전자는 6인용을 1~2인 가구, 12인용을 3~4인 이상 가구용으로 안내하며 냄비·프라이팬은 용량 표기에서 빼고 있습니다.^[4] 따라서 "N인용 = N세트"는 이 글의 가정입니다.

기기 1회 가동량

식기세척기는 그릇이 몇 벌이든 한 번 돌 때 쓰는 물과 전기가 거의 같습니다. 그래서 세트당 값은 "1회 소비량 ÷ 적재 세트 수"로 계산합니다.

12인용 값은 서울시가 2021년에 시험한 가정용 기기 5종(용량 표기는 확인하지 못했습니다)에서 가져왔습니다. 표준 코스의 물은 10.8~17.3 L, 자동 코스는 15.0~21.2 L였고, 보도에서 확인되는 표준 코스 전력은 1.18~1.29 kWh였습니다.^[5] 독일 실험의 기기도 12세트 한 번에 약 15 L(4갤런)와 약 1 kWh였습니다.^[1] 두 자료의 중간쯤으로 15 L, 1.2 kWh를 잡았습니다. 6인용은 공개 시험 자료를 찾지 못했고, 제조사 제원 두 건으로 추정했습니다. 삼성 카운터탑 6인용의 표준 코스 제원은 1회 0.484 kWh, 1인용당 1.6 L(6인용 합계 9.6 L)입니다.^[21] 쿠쿠 6인용의 표기 연간 소비전력 213 kWh는 하루 1회(연 365회)로 보면 0.58 kWh입니다. 다만 그 사용 횟수는 제가 가정한 값입니다.^[6] 이 범위의 가운데쯤인 0.5 kWh와 10 L를 중심값으로 잡았습니다. 12인용 표준 코스(1.2 kWh)의 절반에도 못 미치는 값이라, 제품에 따라 달라질 수 있는 불확실한 입력입니다. 기기의 소비전력에는 기기 안에서 물을 데우는 전기가 이미 들어 있습니다. 기기는 찬 수돗물을 받아 스스로 가열하므로 보일러 온수는 쓰지 않습니다.

손설거지: 두 개의 실측 기준

손설거지는 습관 차이가 커서 대표값 하나로 잡기 어렵습니다. 그래서 서로 다른 두 실험의 측정값을 같은 비중의 기준으로 놓습니다.

영국 실험은 소비자 150명이 기기 적재 규격(EN 50242)의 거의 가득(96%)에 해당하는 식기를 씻은 결과입니다.^[20] 이 글에서는 그 양을 12세트로 보았는데, 세트 수 자체는 초록 요약에서 확인하지 못한 가정입니다. 독일 실험은 7개국 113명이 참여했고, 세트당 평균이 영국 실험의 두 배를 넘습니다.^[1] 본 대학의 2006년 보고는 13세트에 117 L(세트당 9.0 L), 2.73 kWh를 전합니다.^[7] 두 기준의 에너지는 이 글의 모델과도 맞춰 볼 수 있습니다. 다음 [FORMULA]에서 8.6 L를 23 K 데우면 약 0.23 kWh이고, 본 실험의 실측 약 0.21 kWh와 비슷합니다. 4 L는 같은 계산으로 0.107 kWh인데 영국 실측은 0.142 kWh입니다. 영국 참가자가 더 뜨거운 물을 썼다는 뜻으로, 역산하면 수돗물보다 약 30 K(30°C) 높게 데운 셈입니다. 이 차이는 민감도에서 다룹니다.

한국인의 실제 손설거지 물 사용량은 실측 자료를 찾지 못했습니다. 그래서 두 기준을 모두 보여 드립니다. 본 실험의 1차 논문(Stamminger 등, 2004)은 원문을 열어 보지 못했고, 수치는 Home Energy 기사 요약과 2차 자료에서 가져왔습니다.^[1][2]

온수

도시가스 보일러를 중심으로 하고 전기 온수를 비교 대상으로 둡니다.

• 물의 비열 $c_p = 4.186\ \text{kJ/(kg·K)}$.^[8] 1 L는 1 kg으로 봅니다.
• 승온 폭 $\Delta T = 23\ \text{K}$. 수돗물 평균 15°C를 38°C 안팎의 미지근한 설거지물로 데운다고 가정합니다. 수돗물 수온의 전국 통계는 찾지 못했습니다. 서울 한강 원수가 여름에는 24~29°C까지 오른다는 보도가 있어 겨울과 여름의 폭이 크다는 점만 확인했습니다.^[9] 슬라이더 범위는 10~40 K입니다.
• 보일러 효율 $\eta = 0.85$. 일반 가스보일러는 80~85%, 콘덴싱 보일러는 92% 이상으로 소개됩니다.^[10] 배관에서 식는 열과 보일러가 켜질 때의 손실은 넣지 않았습니다. 이는 손설거지에 유리하게 작용하는 단순화입니다.

단가와 배출계수

값마다 확인 정도가 다릅니다. 전력 배출계수는 정부 공표값이고, 도시가스 배출계수는 국제 기본값을 열량으로 환산한 것입니다. 가스 요금은 서울도시가스 요금표의 주택용(취사·난방) 22.5268원/MJ에서 가져왔습니다. 월 기본요금 1,250원은 사용량과 무관하므로 뺐습니다. 요금표에 부가세 포함 여부가 적혀 있지 않아, 통상 도시가스 요금이 부가세 별도로 고시된다는 점에 따라 10%를 더했습니다. 전기요금 260원이 부가세 포함이라 기준을 맞추려는 것입니다.^[15] 전기요금은 한전 약관 원문이 아니라 정리 자료로 확인한 값이며, 월 200~400 kWh 구간(214.6원)에 기후환경요금 9원, 연료비조정 5원, 기금·부가세를 얹어 약 260원으로 잡았습니다.^[14] 이는 월 200~400 kWh를 쓰는 가구가 전기를 1 kWh 더 쓸 때 추가로 내는 요금(한계요금)입니다. 월 200 kWh 이하(1단계, 120원)인 가구라면 같은 방식으로 약 153원이 되어 전기 쪽 비용이 4할 가까이 줄고, 기기와 전기 온수의 비용 승패가 기기 쪽으로 기웁니다. 상수도 580원은 비공식 정리 자료 값이고, 하수도 410원은 2025년 6월 서울시 인상안 보도에 나온 당시 요금입니다. 2026년 이후 단계 인상으로 480원 안팎이 되었다는 정리 자료가 있으나 공식 요금표로 확인하지 못했습니다. 480원을 쓰면 $p_w$는 1.06원/L가 되고, 세트당 비용이 0.6원 이내로 달라져 결론은 같습니다.^[16][17] 배출계수가 1 kWh당 전기가 가스 열의 약 2.1배(0.4173÷0.2020)인 반면 요금은 약 2.9배(260÷89.2)라는 점이 뒤의 결과를 좌우합니다.

이번 계산에서 뺀 것

기기 구입비, 제조 과정의 탄소, 세제·린스 비용, 설거지에 드는 시간은 계산하지 않았습니다. 마지막에 한 줄만 언급합니다.

FORMULA

① 온수 가열에 드는 에너지

$1\ \text{L}$의 물을 $\Delta T$만큼 데우는 열량을 kWh로 바꾸면 다음과 같습니다. 1 kWh는 3,600 kJ입니다.^[19]

$$q = \frac{m\,c_p\,\Delta T}{3600} = \frac{1\ \text{kg} \times 4.186\ \text{kJ/(kg·K)} \times 23\ \text{K}}{3600\ \text{kJ/kWh}} = 0.02674\ \text{kWh/L}$$

단위는 kg × kJ/(kg·K) × K = kJ이고, 이를 kJ/kWh로 나누면 kWh입니다. 물 1 L를 23 K 데우는 데 0.0267 kWh, 즉 약 27 Wh가 듭니다.

② 손설거지 1세트

먼저 알뜰한 손(4 L)입니다. 도시가스 온수일 때 필요한 가스 열량은 보일러 효율로 나눕니다.

$$e_h = \frac{W_h \cdot q}{\eta} = \frac{4\ \text{L} \times 0.02674\ \text{kWh/L}}{0.85} = 0.126\ \text{kWh(열)}$$

비용과 탄소는 다음과 같습니다.

$$c_h = p_g\,e_h + p_w\,W_h = 89.2 \times 0.126 + 0.99 \times 4 = 11.2 + 4.0 = 15.2\ \text{원}$$

$$g_h = EF_g\,e_h + EF_e\,e_w\,W_h = 0.2020 \times 0.126 + 0.4173 \times 0.0005 \times 4 = 0.0254 + 0.0008 = 0.0263\ \text{kgCO₂e}$$

전기 온수라면 $\eta=1$이고 열량이 전력이 됩니다. $e_h = 0.107\ \text{kWh}$, $c_h = 260\times0.107 + 4.0 = 31.8$원, $g_h = 0.4173\times0.107 + 0.0008 = 0.0455$ kgCO₂e입니다.

평균적인 손(8.6 L)은 같은 식에 $W_h = 8.6$을 넣습니다. 가스 온수에서는 다음과 같습니다.

$$e_h = \frac{8.6 \times 0.02674}{0.85} = 0.271\ \text{kWh(열)},\quad c_h = 89.2 \times 0.271 + 0.99 \times 8.6 = 24.2 + 8.5 = 32.7\ \text{원}$$

$$g_h = 0.2020 \times 0.271 + 0.4173 \times 0.0005 \times 8.6 = 0.0547 + 0.0018 = 0.0565\ \text{kgCO₂e}$$

전기 온수에서는 $e_h = 0.230\ \text{kWh}$, $c_h = 260\times0.230 + 8.5 = 68.3$원, $g_h = 0.4173\times0.230 + 0.0018 = 0.0978$ kgCO₂e입니다.

③ 기기 1세트

기기는 적재량 $n$ 세트로 1회 소비량을 나눕니다. 12인용을 12세트 꽉 채운 경우입니다.

$$w_{dw} = \frac{W_{cyc}}{n} = \frac{15}{12} = 1.25\ \text{L},\qquad e_{dw} = \frac{E_{cyc}}{n} = \frac{1.2}{12} = 0.100\ \text{kWh}$$

$$c_{dw} = p_e\,e_{dw} + p_w\,w_{dw} = 260 \times 0.100 + 0.99 \times 1.25 = 26.0 + 1.2 = 27.2\ \text{원}$$

$$g_{dw} = EF_e\,e_{dw} + EF_e\,e_w\,w_{dw} = 0.4173 \times 0.100 + 0.00026 = 0.0420\ \text{kgCO₂e}$$

같은 방식으로 아홉 개 시나리오를 계산하면 다음과 같습니다. 탄소는 g으로 적었고, 에너지는 손설거지가 가스 열량(전기 온수는 전력), 기기는 전력입니다.

④ 손익분기 적재량

기기가 이기려면 $1\text{회 소비량}/n$이 손설거지 값보다 작아야 합니다. 지표별 손익분기 세트 수는 다음과 같습니다.

$$n^<em>_{물} = \frac{W_{cyc}}{W_h},\qquad n^</em>_{비용} = \frac{p_e E_{cyc} + p_w W_{cyc}}{c_h},\qquad n^*_{탄소} = \frac{EF_e E_{cyc} + EF_e e_w W_{cyc}}{g_h}$$

12인용에 대입한 예입니다. 분자는 비용 $260 \times 1.2 + 0.99 \times 15 = 326.9$원, 탄소 $0.4173 \times 1.2 + 0.0005 \times 0.4173 \times 15 = 0.504$ kgCO₂e입니다. 알뜰한 손(가스)에 대해서는 다음과 같습니다.

$$n^<em>_{물} = \frac{15}{4} = 3.75,\qquad n^</em>_{비용} = \frac{326.9}{15.2} = 21.5,\qquad n^*_{탄소} = \frac{0.504}{0.0263} = 19.2$$

평균적인 손(가스)에 대해서는 다음과 같습니다.

$$n^<em>_{물} = \frac{15}{8.6} = 1.74,\qquad n^</em>_{비용} = \frac{326.9}{32.7} = 10.0,\qquad n^*_{탄소} = \frac{0.504}{0.0565} = 8.9$$

12인용의 용량은 12세트입니다. 따라서 알뜰한 손 + 가스 온수 조합에서는 비용과 탄소의 손익분기가 용량 밖에 있어 기기가 이길 수 없습니다. 평균적인 손이면 손익분기가 용량 안으로 들어옵니다. 전체 조합은 다음과 같습니다. 괄호 안 "불가"는 손익분기가 기기 용량보다 큰 경우입니다.

⑤ 물 자체에 든 에너지는 얼마나 될까

수돗물을 만들고 하수를 처리하는 데 드는 전력을 0.5 kWh/m³로 추정했습니다. 이 값은 공식 원단위로 확인하지 못한 추정치입니다.^[18] 데우는 에너지와 비교하면 다음과 같습니다.

$$\frac{e_w}{q} = \frac{0.0005\ \text{kWh/L}}{0.02674\ \text{kWh/L}} = 0.019 \approx 2\%$$

추정이 세 배 틀려도 6%입니다. 물을 아끼는 것의 에너지 효과는 대부분 물을 덜 데우는 데서 나오고, 물 공급 자체의 몫은 작습니다.

⑥ 1인 가구가 모아서 돌릴 때

하루에 $d$세트가 나오고 $T$일을 모으면 적재량은 $n = d \times T$입니다. 물의 손익분기 일수는 다음과 같습니다.

$$T^* = \frac{n^*_{물}}{d} = \frac{3.75}{3} = 1.25\ \text{일}$$

하루 3세트를 2일 모아 6세트를 돌리면 12인용은 세트당 2.5 L, 54.5원, 84.0 g입니다. 연 1,095세트(하루 3세트)로 환산해 두 습관과 비교하면 다음과 같습니다. 가스 온수 기준입니다.

계산은 각각 $(W_h - 2.5) \times 1095$ L, $(54.5 - c_h) \times 1095$원, $(84.0 - g_h) \times 1095$ g입니다. 예를 들어 알뜰한 손의 비용 차이는 $(54.5 - 15.2) \times 1095 \approx 43{,}000$원입니다. 평균적인 손도 6세트 적재의 기기보다 돈과 탄소에서 이깁니다.

민감도

• 애벌 헹굼: 세트당 흐르는 온수 1 L를 더하면 12인용 만적재의 물은 1.25 → 2.25 L, 에너지는 0.100 → 0.131 kWh, 비용은 27.2 → 31.0원이 됩니다. 기기 이점이 눈에 띄게 줍니다.
• 승온 폭: $\Delta T$가 15 K이면 알뜰한 손의 비용은 11.3원, 평균적인 손은 24.3원입니다. 30 K이면 각각 18.6원, 40.0원입니다. 영국 실측 에너지(0.142 kWh)가 가리키는 30 K 쪽이면 평균적인 손은 12인용 만적재(27.2원)에 지고, 15 K 쪽이면 이깁니다.
• 손설거지 물: 4 L에서 8.6 L로 2.15배가 되면 가스 온수의 비용은 15.2원에서 32.7원이 되어 12인용 만적재(27.2원)를 넘어섭니다. 이 한 가지 가정이 비용과 탄소의 승자를 가릅니다.

계산기

OUTPUT

12인용을 꽉 채운 기기는 세트당 물 1.25 L, 27원, 탄소 42 g입니다. 승부는 상대가 누구냐에 따라 갈립니다. 물은 어느 상대에게든 기기가 이깁니다(알뜰한 손 4 L의 3.2분의 1, 평균적인 손 8.6 L의 6.9분의 1). 돈과 탄소는 알뜰한 손 + 가스 온수(15원, 26 g)가 기기보다 각각 1.8배, 1.6배 적게 씁니다. 평균적인 손 + 가스 온수(33원, 56 g)는 기기가 1.2배, 1.3배 적게 씁니다.

반쯤만 채운 식기세척기는 가스 온수를 쓰는 알뜰한 손이냐 아니냐를 떠나 손설거지에게 돈과 탄소 배출에서 밀립니다. 꽉 채워야 하는 이유가 여기에 있습니다. 습관이 알뜰한 쪽이든 아니든, 가스는 전기보다 열량당 요금이 약 2.9배 싸서 가스로 데운 소량의 물이 전기를 쓰는 기기에 유리합니다.

이 계산에서 가장 힘센 변수는 손설거지의 물 사용량 하나입니다. 4 L와 8.6 L는 각각 영국과 독일의 실측이고, 한국 가정이 어느 쪽에 가까운지는 아직 아무도 재 보지 않았습니다. 그러니 이 글이 줄 수 있는 답은 "당신의 설거지통이 몇 리터인가"라는 질문의 형태입니다.

하루 3세트를 이틀 모아 12인용에 6세트씩 돌리는 1인 가구는 알뜰한 손이든 평균적인 손이든 물만 아끼고 돈과 탄소는 더 씁니다. 연간으로 물 1.6~6.7톤을 아끼는 대신 2만 4천~4만 3천 원과 탄소 30~63 kg을 더 쓰는 거래입니다. 쌓아 둔 이틀치 접시가 이 거래의 비용에 포함되어 있지 않다는 점은 다행이라고 해야 할지 모르겠습니다.

이 결과에는 몇 가지가 빠져 있습니다. 독일 실험에서는 손설거지 참가자의 절반이 청결 기준에 못 미쳤습니다.^[1] 기기가 더 깨끗하게 씻는다는 이점은 위 표에 없습니다. 영국 실험에서 소비자가 한 번 설거지에 쓴 시간은 평균 60분, 기기에 넣고 꺼내는 데 걸린 시간은 9분이었습니다.^[20] 이 시간도 표에 없습니다. 기기의 구입비와 제조 과정의 탄소도 계산에 넣지 않았습니다. 수도꼭지 앞에서 3분이면 끝날 질문에 표가 줄줄이 붙었으니, 이 정도 누락은 이해해 주시기 바랍니다.