해마다 지구 곳곳에서 이상기후 현상이 배가되고 있다. 재난·재해뿐만 아니라 일상 전반에서 비경험적이고 다발적인 변화가 지속되면서 ‘루틴이 없어졌다’는 말이 상식이 되었다. 시한폭탄이라도 단 듯 탄소중립(Net Zero) 시계를 재촉하고 있는 기후위기는 3년간 지속된 코로나 팬데믹과 함께 20세기를 지배했던 ‘지구촌 신화’를 무너뜨리고 대륙별·지역별 새로운 장벽을 세우는 기폭제가 됐다.

이에 따라 온실가스 감축은 비영리 환경단체 구호를 넘어 국가간·기업간 경쟁구도의 핵심 이슈로 부상했으나 우리나라는 지정학적으로도 무역통상 측면에서도 탄소중립 여건이 녹록치 않은 상황이다. 특단의 대책이 마련되지 않으면 1차적으로는 2030년, 궁극적으로는 2050년까지 국가온실가스감축목표(NDC)를 달성하기 어렵다는 것이 전문가들의 현실적인 진단이자 경종이다. 

국토의 3분의2가 산지이며 4계절 뚜렷(?)한 자연환경은 태양광이나 풍력 등 신재생에너지를 개발하기에 적합하지 않은 반면 대부분 원자재를 수입하는 무역 의존도가 높은 나라로서 글로벌 탄소중립선언에 발맞추지 않으면 국제사회에서 더는 생존하기 어려워지는 산업구조를 가지고 있다. 그래서 에너지안보라고 말하기도 한다. 

이러한 배경으로 전체 탄소배출의 40%를 차지하는 건물부문에 지워진 책임은 무게가 더욱 막중하다. 우리니라 건물 대부분은 아파트 등 주택이 차지하는데 공공보다 민간, 특히 국민 경제활동에 밀착돼 있어서 제도가 완벽하게 디자인된다 해도 성공적으로 이행하기 위해서는 다양하고 유연한 규제와 인센티브가 제시돼야 하는 상황이며 그 이상의 혁신과 창의력을 요구하고 있다. 

이렇듯 엄중한 시대적 요구 속에서 한국그린빌딩협의회(회장 권영철, KGBC)가 최근 주최한 2023 그린빌딩의 날(5월4일) 행사에서 ‘Advancing Net Zero와 에너지 전환'을 주제로 4개의 초청강연이 진행됐는데 △정책 △기술 △인증 △사례 등 분야별 전문가 발표를 통해 최신 동향과 핵심 이슈를 들을 수 있는 유의미한 기회를 제공했다. 

이날 강연은 △2030 온실가스 감축목표 및 2050 탄소중립녹색건축 정책방향(김태오 국토부 녹색건축과 과장) △기후변화대응 기술개발 방향(박민희 한국에너지기술연구원 국가기후정책센터 센터장) △건축물 탄소중립설계 국내외 현황 및 향후 방향(주영규 대한건축학회 탄소중립위원회 위원장, 고려대 건축사회환경공학부 교수) △스마트 제로에너지시티 부산EDC 스마트 빌리지(정경환 친환경계획그룹 청연 친환경에너지부설연구소 소장) 순으로 진행됐다. 

‘Advancing Net Zero’는 2050년까지 건축물 전 분야 탈탄소화를 목표로 WorldGBC가 추진하는 글로벌 프로젝트다. KGBC 관계자는 “Advancing Net Zero는 우리나라 2050 탄소중립 시나리오 목표와 상통한다”라며 “KGBC는 올해 그린빌딩의 날 주제를 WGBC 글로벌 프로젝트 의제와 같이 하고 에너지전환 및 그린빌딩에 관한 최신 동향 및 전략에 대해 4명의 전문가 초청강연을 준비했다”고 설명했다.

국토부 탄소중립녹색건축 정책방향

첫 번째 연사로 나선 김태오 국토교통부 전 녹색건축과장(현 기술정책과장)은 ‘2030 온실가스 감축목표 및 2050 탄소중립녹색건축 정책방향’을 주제로 △탄소중립 현황과 배경 △탄소중립 건축정책 △녹색건축 향후계획 등을 소개했다.

김 과장에 따르면 국토부는 △냉난방에너지 효율향상 △고효율기기 보급 △스마트 에너지관리 △행태개선 △연료전환 등 건물분야 탄소배출 감축방안을 다각도로 검토해 ‘2030 국가 온실가스감축목표(NDC) 상향안’을 마련했으며 현재 세부 시나리오를 수립 중이다.

구체적으로 △신재생에너지보급, 지역난방 열공급효율 향상, 화석연료사용 기기 전력화 등 ‘연료전환’을 통해 6,500만톤(38%) 감축 △제로에너지건축, 그린리모델링, 전체 건물 냉·난방에너지 사용효율 개선 등 ‘냉난방에너지 효율향상’을 통해 3,600만톤(21%) 감축 △기후환경 비용을 반영한 국민 자발적 참여로 1,900만톤(11%) 감축 △급탕 및 취사기기 등 고효율기기 보급을 통해 100만톤(0.58%) 감축 △건물사용 에너지에 대한 운전효율 향상을 통해 600만톤(3.5%) 감축 등이며 이 가운데 ‘냉난방에너지 효율향상’과 ‘연료전환’을 통한 감축이 약 60%를 차지한다.

김 과장은 “국토부는 2022년 8월 착수한 환경부 및 탄녹위 주관 2030 NDC 목표 및 수단조정 검토회의에서 67인 전문가로 구성된 작업반이 제시한 건물부문 목표 및 수단 조정안에 따라 세부 시나리오 마련에 착수했다”고  말했다.

현재 국내 전체 건축물 735만동 중 주거용과 상업용이 80%에 이른다. 2022년도 기준 주거용 건축물은 약 457만동이며 연면적 기준 전체 19억㎡ 중 공동주택이 12.2억㎡으로 64%를 차지하고 있다. 최근 3년간 건축물 통계에 따르면 전체 건축물 연면적은 매년 약 3%씩 증가하고 있으며 주거용 건축물 연면적은 2.5%씩 증가하고 있다. 

이에 따라 국토부가 시행 중인 탄소중립 건축정책은 크게 신축 대상 제로에너지빌딩(ZEB)과 기축 대상 그린리모델링(GR)으로 요약된다. ZEB는 건축물에 필요한 에너지부화를 최소화(패시브)하고 에너지효율을 높이며(액티브) 신재생에너지를 활용해 에너지소요량을 최소화는 녹색건축물이다. 

건축물에너지효율등급인증(1++이상)과 에너지모니터링시스템(BEMS)이 설치된 건축물을 대상으로 에너지자립률(건축물 에너지소비량 대비 신재생에너지 생산량)에 따라 5개 등급으로 제로에너지건축물 인증제도를 적용하고 있다. 1등급은 에너지자립률 100% 이상을 달성한 최고 수준에 부여되며 향후 정책에 인용될 △3등급은 60% 이상 80% 미만 △4등급은 40% 이상 60% 미만 △5등급은 20% 이상 40% 미만이다. 

국토부는 ‘ZEB 의무화 로드맵’에 따라 △공공은 2025년까지 4등급, 2030년까지 3등급 △민간은 2025년까지 1,000㎡ 이상 5등급, 2030년까지 500㎡ 이상 4등급 수준으로 끌어올려 2050년에는 모든 건축물 1등급을 목표로 하고 있다. 이를 위해 공동주택에서 도시(특화도시)로 시범사업을 확대해 실증효과를 극대화하고 ZEB인증 희망 건축주에게 최적화 컨설팅을 지원하며 전문인력 양성 등을 통해 적극 지원할 계획이다.

기존 건축물의 △창호 △단열재 △노후설비 교체 등 성능개선공사를 통해 노후 건축물의 에너지성능을 높이는 그린리모델링의 경우 공공은 사용승인 10년 이상 경과 대상 사업비 지원, 민간은 공사비 이자 최대 3%를 지원하고 있다.

3년간 사업시행 결과 GR시 에너지성능 20%가 개선돼 광열비에서 단독주택은  9만원 공동주택은 2,600원 절감되는 것으로 나타났으며 이외에도 호흡기 질환 등 국민건강 증진, 온실가스 저감, 1만개 일자리 창출 등 지역경제활성화 효과가 따른 것으로 나타났다.

국토부는 이와 함께 ‘취약계층 이용 공공건축물 지원사업’도 펼치고 있다. 2021년부터 2년 동안 약 4,200여억을 투입해 1,500동에 실시했으며 올해는 국비 1,910억원을 투입해 550동에 추진할 계획이다. 

민간건축물 GR사업은 2020년부터 약 290억원을 투입해 3만호 이상 실시했으며 올해도 80여억원을 투입해 1만호 목표로 이자지원 사업대상을 모집 중이다. 

국토부는 향후 공공사업 유형을 확대해 2025년에는 공공건축물 그린리모델링을 의무화하고 민간은 인센티브 확대 및 신규 정책개발로 사업모델을 다각화할 계획이다. 이를 위해 △그린리모델링 인정제 △이자율 상향 △고액주택 대상확대(9억→12억원) △법인세 혜택 △ESG연계(업무시설) 등 다양한 지원방안을 논의하고 있다.

국가 기후변화 대응기술 개발방향

박민희 한국에너지기술연구원 국가기후정책센터 센터장은 ‘기후변화 대응기술개발 방향’을 주제로 ‘제1차 기후변화대응 기술개발 기본계획(2023~2032)’과  ‘탄소중립 녹색성장 기술혁신 전략’ 및 ‘한국형 탄소중립 17대 분야 100대 핵심 기술’, 에너지안보를 강화한 ‘새정부 에너지 정책 방향’ 등을 소개했다. 

박 센터장에 따르면 ‘기후기술 기본계획’은 △탄소중립 △에너지△환경△기후변화적응 등 연관 법정계획 간 연계성을 확보하며 앞으로 10년간 부처별 R&D를 체계적으로 육성할 수 있는 국가비전을 주요 내용으로 하는 기후변화 대응기술분야 최상위 계획이다.  

‘기후기술 기본계획’은 △재생(태양광·풍력 등), 비재생(원자력·핵융합 등), 신에너지(연료전지·수소암모니아발전 등) 등 ‘무탄소에너지생산’을 비롯해 △히트펌프·전기로 등 산업·건물부문 및 전기차·전기선박 등 수송부문 ‘에너지시스템전기화’ △산업·건물·수송부문별 ‘에너비소비효율 향상’ △수소·바이오매스·폐자원을 통한 ‘탄소배출 연·원료 대체’ △CCUS 및 자연계흡수원 등 ‘온실가스 저장·흡수·활용’ △ESS 등 ‘에너지공급·수요 유연성 향상’ △‘기후적응형 도시·인프라 구현’ 등 10대 구상을 담고 있다. 

박 센터장은 “글로벌 탄소중립선언(136개국)에 따라 새로운 국제질서가 형성되는 가운데 우리나라 탄소중립 여건이 녹록치 않은 상황”이라며 “탄소중립 기술혁신 로드맵을 기반으로 적극적인 대응을 해야 한다”고 말했다. 

또한 “현재 새정부는 원전과 신재생에너지 동반 확대를 목표로 에너지 신성장동력화 및 수출산업화을 위해 △수소 △해상풍력 △고효율기자재 △스토리지 △바이오에너지 등에 대한 국내시장 활성화 및 투자와 해외진출을 촉진하고 있다”고 설명했다. 

탄소중립설계와 성능인증제 도입

주영규 대한건축학회 탄소중립위원회 위원장은 ‘건축물 탄소중립설계 국내외 현황 및 향후 방향’이라는 주제로 2050 탄소배출량 Zero 실현 및 정량화를 위한 △탄소중립설계 △국내외 현황 △탄소중립 성능인증시스템 구축에 관해 강연했다.

주 위원장에 따르면 건축물 관련 탄소배출은 건물(제작·운반·시공)과 운영(유지관리)으로 구분되며 탄소중립설계 범위는 제작·운반·시공 등 건설 전 생애주기를 대상으로 한다. 

현재 세계적으로 건물에너지 및 건설사업이 탄소배출에 미치는 영향은 40%에 달해 건설분야 탄소중립 전략 수용이 시급한 실정이다. 이를 위해 영국은 BREEAM을 통한 친환경인증제도가 정착단계에 있으며 미국은 2019년 발표한 SE2050과 주정부별 다양한 정책이 시행 중이다. 

우리나라는 2050 탄소중립 마스터플랜에 따라 순배출량(흡수=배출) ‘0’을 목표로 건물부문은 2050년까지 2018년대비 88.1% 감축을 위해 다각도 노력을 기울이고 있다.

2021년 12월 수립된 ‘국토교통 탄소중립 로드맵’ 중 건물부문 기본계획은 △건물 데이터기반 구축 △신축건물 ZEB화 △기축건물 GR 등 크게 3분야로 수립됐으며 이에 따라 ‘탄소중립설계설계 인증 프로세스' 필요성이 제기돼 인증위원회가 구성되었으며 △인증등급 △인증절차 △규정 및 서류양식 △ DB 및 접수·관리를 위한 홈페이지 구축 등이 개발됐다. 

관련 연구를 수행한 건축학회 탄소중립연구위원회는 지난해 10월 영국 ISE에서 제공하는 ‘How to calculate embodied carbon’을 기본으로 국내 실정에 맞는 자료를 참조해 ‘탄소중립 설계 지침서’를 발간했다. 

이 지침서는 비구조재인 설비 및 내·외장재에 대한 평가도 포함하고 있다. 설비평가의 경우 영국 CIBSE에서 제공하는 ‘TM 65’의 탄소계산방법론을 참조해 건축물 전체 탄소배출량을 산출할 수 있도록 작성됐으며 내·외장재의 경우 G-SEED와 LEED에서 제공하는 탄소중립 외장재료 사용 시 산출기준 등이 포함돼 있다. 

주 위원장은 “건물별 탄소배출량의 체계적 정량화 및 DB 확보를 통해 감축전략 수립 근거를 마련하고 건물별로 차별적인 탄소중립 목표와 방안이 제시돼야 한다”라며 “탄소중립설계 사례DB 구축 및 건축자재·부재 EPD등록 활성화를  통해 건축물 탄소중립성능인증제도를 정착시켜야 한다”고 말했다. 

또한 “건축물이 환경에 미치는 영향에 따라 부여된 인증등급에 근거해 인센티브가 주어져야 하며 인증제가 안정적으로 운영·정착될 수 있는 저탄소 생태계가 조성돼야 한다”고 강조했다.

국내 최초 제로에너지주택단지 실증 현황 

정경환 친환경계획그룹 청연 친환경에너지부설연구소 소장은 ‘스마트 제로에너지시티, 부산 에코델타시티(EDC) 스마트빌리지 사례’를 소개했다.

스마트빌리지는 국내 최초 미래형 스마트시티 모델로 부산 국가시범단지에 조성된 단독주택단지에 IoT 융합기술을 접목해 미래 생활과 새로운 기술을 미리 만나볼 수 있는 실증단지다. 

2022년 1월부터 2026년 1월까지(5년) 주민들이 관리비만 부담하고 무상으로 거주하면서 단지 내 적용된 혁신기술을 체험하고 개선 의견을 제시하는 리빙랩(Living Lab)이 진행되고 있다. 

한국수자원공사 주도로 한국건설기술연구원, 한국에너지기술연구원, 차세대융합기술연구원 및 GS건설·삼성물산·신동아 등 건설사와 운생동·삼우 등 설계사무소의 두뇌와 노하우가 한자리에 모인 기술 집약체로 마스터아키텍트가 중심이 돼 제로에너지기술과 스마트시티기술을 결합시킨 거대한 도시 실험실이다.

국내 최초 제로에너지건축 1등급 단독주택단지인 에코델타 스마트빌리지는 운생동이 설계주도한 19세대와 삼우가 주도한 37세대 등 총 56세대가 블록형과 단독형으로 조성됐다. 에너지·교통·생활헬스·스마트안전·스마트홈·물환경 6대 기술을 제어·관리하는 통합관제시설인 ‘플랫폼센터’를 중심으로 도시 전체가 IoT기술로 운영되고 있다. 

실증단지 현황과 제로에너지도시 구현을 위해 적용된 패시브·액티브·신재생에너지 부문별 기술을 소개한 정 소장은 △에너지자립률 100%의 의의 △태양광(PV)설치 이슈 △태양광 잉여전력 해결 △지열과 수열의 가능성 △기밀의 중요성 △스마트시티 유지관리의 중요성 등을 중심으로 에코델타 스마트빌리지 운영 이슈 및 개선과제에 관해 강연했다. 

이날 행사에 참석한 녹색건축분야의 한 관계자는 “국토부 정책부터 정부 주도 기술개발 동향과 학계에서 준비한 인증제 및 국내 최초 실증단지 중간보고에 이르기까지 최고의 내용으로 구성된 강연이었다”라며 “KGBC가 매년 엄선해서 제공하는 강연회를 통해 기업경영과 비전 설정에 매우 많은 도움을 받고 있다”고 말했다. 

김태연 2023 그린빌딩의 날 준비위원장은 “기후변화에 대처하고 국제적인 경제질서와 무역환경의 급격한 변화에 슬기롭게 대응하는 데 있어 탄소중립(Net-zero)은 매우 중요한 개념”이라며 “기후변화 위기 속에서 인류의 생존과 지속가능한 지구환경을 지켜나가기 위해 이미 많은 나라에서 2050 탄소중립이라는 목표를 설정해 노력을 전개하고 있다”고 말했다. 

권영철 KGBC 회장(한라대 건축과 교수)은 환영사에서 “그린빌딩의 의의를 되새기고 발전시켜 지속가능한 발전을 도모하기 위해 2021년 그린빌딩의 날을 선포했다”라며 “올해로 벌써 3회를 맞아 명실상부 그린빌딩 관련 대표 행사로 자리매김하고 있다”고 말했다.