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건물 온실가스 감축‧실배출량 관리 최신 동향 제시

서울에너지드림센터, 세미나 개최



서울에너지드림센터는 6월26일 서울 상암동 소재 서울에너지드림센터 다목적실에서 ‘탄소중립‧녹색성장 기본계획과 건물 온실가스 감축방안의 이해’를 주제로 세미나를 개최했다. 

이번 세미나는 2050 국가 탄소중립 목표 달성을 위해 건물 온실가스 감축, 실배출량 관리 등과 연계된 최신 동향을 소개하기 위해 진행됐다. 건물 온실가스 실배출량 감축 등을 위해 관련정책분야에서 근무하고 있는 지자체 관계자들이 대거 참석했다. 

서울시 건물부문 탄소중립 계획 소개   
유정민 서울시 탄소중립지원센터장은 ‘서울시 탄소중립‧녹색성장 기본계획’을 주제로 서울시의 건물부문 탄소중립 계획을 소개했다. 

서울시는 ‘시민과 함께 내일을 키우는 2050 탄소중립 도시’로 비전을 설정했으며 건물부문에서는 △기존 건물대상 그린리모델링(GR) 확대 △신규건물 ZEB 의무화 △인센티브 및 규제 바탕 온실가스 감축 기반 구축 등을 목표로 세웠다. 

에너지부문에서는 도시공간에 적합한 신재생에너지 보급을 확대하는 한편 스마트 에너지시스템을 조성할 계획이다. 

이를 뒷받침할 이행기반 강화정책으로 △기후위기 적응 △공유재산 파급 영향 및 대응 △국제협력 및 지자체간 협력 △교육‧홍보 △녹색성장 등을 집중적으로 추진한다는 방침이다. 

유정민 센터장은 “건물은 서울시 온실가스 배출의 67%를 차지하는 서울시 탄소중립 목표달성의 핵심부문”이라며 “서울시는 민간건물 에너지효율화사업(BRP) 융자 등을 통해 에너지효율화를 추진하고 있으나 경제‧제도적 장애요인 등으로 효율개선이 더디게 진행되고 있다”고 말했다.  

이어 “기축 건물에 대한 리모델링 융자사업과 함께 건물 온실가스총량제 등 배출규제 제도 도입이 필요하며 지역 중심의 능동적‧전략적 사업을 기획할 필요가 있다”고 덧붙였다.

이에 따라 서울시는 건물 온실가스 총량제를 본격 도입하는 한편 민간건물 BRP 융자금 및 보조금을 지원하며 지역 중심의 능동적이며 전략적인 사업을 추진한다. 또한 신규건물과 기존의 중앙집중형 난방 건물을 대상으로 히트펌프 도입 시범사업 및 제도적 토대를 마련할 계획이다. 

서울시는 공공건물을 대상으로 GR을 시행하면서 노후 취약계층 이용시설 및 서울소재 공공건물에 대한 BRP와 저탄소 건물 전환, 단열보강, 보일러, 냉난방기, 에너지관리시스템 등 건물에너지성능을 개선해 2033년까지 12만5,000톤을 감축한다는 계획이다. 

이와 함께 BRP 사업을 확대해 10년 이상 경과한 서울 소재 민간건축물 에너지성능 개선 공사 시 장기 무이자 융자를 지원한다. 주택은 6,000만원, 건물은 20억원을 한도로 설정했다.

서울안심집수리 보조사업 지원대상자 중 권장 고효율자재를 사용하는 경우 공사비의 일부를 지원하며 세대당 최대 100만원의 혜택을 부여한다. 

서울시는 2033년까지 2만개소에 융자 및 보조금 등을 지원함으로써 2만5,500톤을 감축할 것으로 예상하고 있다.

이와 함께 서울시는 신축건물을 대상으로 제로에너지건축물(ZEB)을 조기 시행하며 인센티브와 규제를 통한 감축기반을 구축한다. 

ZEB 인증대상을 연차별로 확대하며 등급 상향을 단계별로 시행한다. 이를 통해 오는 2033년까지 202만톤을 감축한다는 목표다.

또한 신축건물에는 히트펌프를 도입해 기존의 화석연료 기반 연료체계를 전환한다는 방침이다. 연면적 1,000m² 공공시설을 대상으로 지열을 의무적으로 도입하는 것을 추진하며 환경영향평가 심의대상을 확대해 민간부문에 지열을 확대 보급하도록 유도한다. 

건물 온실가스 총량제를 본격 시행한다. 건물을 12개 유형별로 표준배출기준을 설정하는 한편 공공건물 연면적 1,000m² 이상, 비주거건물 연면적 3,000m² 이상을 대상으로 실행해 2050년까지 표준배출기준대비 87% 감축하는 것이 목표다. 

유정민 센터장은 “서울시는 2024년 2,000개소를 시작으로 2025년과 2026년 각각 3,000개소, 1만4,363개소 등을 대상으로 단계적으로 도입해 2033년에는 387만8,000톤을 감축할 것”이라고 밝혔다.  

또한 “건물 신고제, 등급제 등을 추진함으로써 비주거건물에 대해 11개 유형별 에너지사용량 순위를 5단계로 구분하며 우수 건물은 저탄소 인증, 미흡한 건물은 진단 및 BRP을 우선 지원할 방침”이라고 강조했다. 

경기 RE100 경쟁력 확보 방안 소개 
심재성 경기환경에너지진흥원 기후에너지본부장은 ‘경기도 탄소중립 전략 경기RE100 추진현황’을 주제로 발표했다. 

경기도는 ‘오늘의 기후위기를 내일의 성장기회로’를 비전으로 2030년 신재생에너지 발전 비중을 30%까지 달성하는 것을 목표로 4대분야에서 RE100을 실천함으로써 13개 핵심 과제를 제시하고 있다. 

경기RE100은 재생에너지 확대 및 에너지효율화로 기업과 일자리를 지키는 경기도의 에너지정책을 의미한다. 

공공기관 RE100은 현재 김동연 경기지사 임기 내 25MW의 신재생에너지를 추가 설치함으로써 에너지효율을 개선해 경기도 산하 28개 공공기관이 2026년까지 순차적으로 재생에너지 100%를 사용할 수 있도록 하는 것이 목표다.

경기도는 31개 시‧군과 태양광 이격거리를 단계적으로 폐지하기로 합의했으며 공유부지 도민참여형 태양광 발전을 도입한다. 경기도가 부지를 임대하면 도민참여형 태양광발전소에서 창출한 배당수익을 지역주민에게 혜택을 부여하며 지역주민은 도민참여형 태양광발전소에 출자를 하는 형태로 운영된다.

서수원‧월암IC 등 도로에 산재된 IC과 주차장‧도로 등에서 대상별 시범사업 후 확대 추진할 예정이다. 

경기도는 지난해 에너지협동조합 유휴부지를 통해 8.5MW 규모 태양광 발전설비를 확충하는 한편 공공 유휴부지 조사 및 발굴 용역을 지난 2월부터 시작해 오는 7월까지 마무리할 계획이다. 

기업 RE100 특구도 조성한다. 경기도형 재생에너지 계획입지를 통해 특구 내 최소 3MW 이상 총 20MW 이상 규모의 발전시설을 설치한다. 

RE100 기업 수요를 우선 고려해 공급하며 주민이익공유형 사업으로 추진한다. 이와 함께 경기도의 행정 및 재정적으로 지원한다.

경기도 소재 산업단지에 입주하고 있는 45개 기업지원사업을 통해 기업우대정책을 실시한다. 우선선발 9개 사업, 가점 부여 26개 사업 등을 가동한다. 

신규 산업단지를 대상으로 태양광 설비 의무화제도를 구축 및 실현하며 산업단지 관리기본계획을 변경하도록 추진한다. 

경기도는 아파트, 주택태양광 설치를 지원하기 위해 1가구 1발전소 정책을 실시한다. 국비 54% 삭감으로 인해 도비 200% 증액을 통해 경기도가 직접 사업을 추진해 참여가구를 확대 모집한다. 

또한 에너지 자립마을, 기회소득 마을을 통해 에너지취약지역을 마을단위로 지원한다. 전기요금을 월 7만원 절감할 수 있으며 마을기금, 햇빛배당 등 기회소득을 확대한다. 

심재성 본부장은 태양광 발전시설 등을 활용한 경기도의 에너지시설 구축 노력을 소개했다. 

심재성 본부장은 “경기도 내 자전거 도로를 활용한 태양광 발전을 통해 신재생에너지 확충‧보급 및 도민 수용성을 제고하는 경기 햇빛 자전거길 조성 시범사업을 실시할 것”이라며 “경기도 내 아파트 단지에 태양광 발전설비 설치를 통한 전기사용량 감축 및 공동 전기요금을 절감할 수 있는 공동전기 제로아파트도 마련한다”고 말했다.  

이어 “캠핑장 내 태양광 발전시설 설치를 통해 신재생에너지로 전기사용량을 대체하는 에너지자립형 캠핑장인 RE100 캠핑장을 확대한다”고 덧붙였다.

ZEB 실현 가능 방안 소개 
홍두화 에너지엑스 대표는 ‘플러스에너지빌딩과 ESG 그리고 RE100’을 주제로 발표했다. 

에너지엑스의 DY빌딩은 국내 최초 상업용 건물로 ZEB 1등급이자 국내 최초 플러스에너지빌딩(PEB)이며 2023년 8월 준공 및 본인증을 취득했다. 

DY빌딩은 패시브와 액티브 요소기술 등을 적용해 에너지자립률 121.7%, 단위면적당 1차에너지생산량 191.2kW, 단위면적당 1차에너지소비량이 157.1kW에 달한다. 신재생에너지 생산기술로는 BIPV를 옥상과 벽체 등에 설치함으로써 에너지효율 등을 최대화했으며 옥상PV를 설치했다. 

DY빌딩의 DY(Dynamic Yield)를 의미하며 최고의 에너지효율적이며 친환경적인 건물을 상징하는 단어로 지속가능성과 효율성을 극대화하기 위해 지속적으로 발전하며 적응력, 성장 및 혁신을 수용하는 것을 상징한다.  

홍두화 대표는 “기후위기는 인류의 최우선 과제로 BCG에서는 향후 10년은 기후테크 유니콘 기업들의 시대가 될 것이라고 말한 바 있으며 기업들의 가치평가 관점에서도 더욱 철저하게 기후위기 리스크, 인권‧환경‧사회에 연계된 ESG가 중대 포인트로 부각되고 있다”라며 “이로 인해 ZEB는 전 세계의 필수적인 방향으로 자리매김하게 됐다”고 말했다. 

또한 “가장 높은 탄소중립 요구를 받고 있는 분야는 글로벌 GDP 비중의 12%를 차지하고 있는 건축산업으로 건축산업의 에너지절감과 탄소중립을 위한 궁극적인 건축물은 ZEB”이라며 “세계적으로 펼쳐지고 있는 ZEB 의무화 정책을 통해 각국은 ZEB 확산에 대한 로드맵을 제시하고 있다”고 강조했다. 

에너지엑스의 DY빌딩은 ZEB인증 취득과 연계해 탄소조감기술을 반영하며 탄소중립률을 평가하는 탄소중립 건축인증을 취득할 예정이다. 에너지엑스 DY빌딩 입주 완료 후 1년간의 모니터링 기간을 거쳐 실제 에너지량을 기반으로 탄소중립 건축인증을 재평가할 계획이다. 

또한 1년간의 모니터링 기간을 거쳐 LEED EB 및 LEED ZERO 등을 추진할 계획이며 이로써 글로벌 ESG에 부합하는 ZEB 기술을 축적할 예정이다. 에너지엑스의 DY빌딩이 가진 정체성과 제로에너지 및 에너지엑스의 브랜딩을 일체화시켜 ESG와 글로벌 마케팅에 활용한다는 계획이다. 

이어 홍두화 대표는 에너지엑스가 운영하고 있는 지속가능 건축플랫폼 ‘내일의 건축’을 소개했다. 

내일의 건축은 친환경 건축플랫폼으로 기후위기 속 탄소를 가장 많이 배출하고 있는 건설산업에 더 나은 내일을 위한 방향을 제시하려는 의도에서 만들어졌다. 

내일의 건축은 친환경‧ESG, 에너지효율화 건축에 대한 건축산업 범용 콘텐츠 허브로 녹색건축‧ZEB 등 최신 정보 및 지속가능한 친환경 포트폴리오 건축절차를 상세히 소개한다.

또한 친환경, ZEB 등에 대한 콘텐츠 및 노하우 저장소로 태표적인 친환경과 ZEB관련 다양한 정보를 제공하고 있다.

홍두화 대표는 “에너지엑스는 향후 내일의 건축을 통해 건축가들을 위한 친환경 지원도구를 개발함으로써 친환경 법규 정보, 신재생에너지, 단열설계 지원 툴, 전과정평가(LCA), ZEB‧GR 시뮬레이터, 녹색건축인증 데이터베이스화 등을 수행할 예정”이라고 밝혔다. 

에너지엑스가 개발한 BEMS도 소개됐다. 건물에너지 최적화와 업무효율성을 증가시키며 사용‧발전 트렌드를 확인하며 올바른 의사결정 등에 도움을 주는 한편 에너지관리보고서와 친환경경영 등을 지원한다. 공간 중심 에너지관리와 에너지소비에 대한 알림 등도 가능하다. 

홍두화 대표는 “에너지관리보고서는 하룻동안 에너지사용패턴과 최소‧최대 평균 데이터 등을 제공하며 평소 외기온도에 따른 냉난방 패턴을 분석해 이상 운전에 대한 보고서를 실시간으로 전달한다”라며 “구역단위로 에너지사용이 많은 곳을 확인하며 용도별로 예상되는 문제를 진단하고 가이드라인을 제공한다”고 강조했다.  

서울E드림센터 디지털 트윈 적용 사례
전상현 인터전기 전무는 ‘건물 운영단계의 모범사례-서울에너지드림센터 최적 제어 사례’를 소개했다. 

서울에너지드림센터는 도시형 신재생에너지원 보급 필요성을 널리 알리기 위해 에너지저소비형 선진 건축모델을 제시하는 제로에너지하우스(ZEB)를 계획하면서 건립됐다. 

서울시 에너지자립의 선언적 건축물로 에너지자립형 미래건축물의 모델을 제시하는 한편 에너지제로의 실증적 구현과 에너지자립도시의 꿈을 나눈다는 의미가 있다. 

서울에너지드림센터는 에너지낭비를 막는 패시브 기반 설계와 액티브 기반의 에너지효율 소비로 에너지사용량을 70%까지 절감할 수 있다. ZEB 3등급 수준의 건물로 발전량과 소비량을 비교해 10년 운영기간 동안 100% 에너지자립을 실현한다는 목표다. 

냉방의 경우 지열 기반의 열교환과 냉동기 등을 열원으로 하며 14~16℃ 열교환기를 통해 지열수와 냉수를 직접 열교환하며 지중온도 17℃ 이상일 경우 터보 냉동기로 버퍼탱크에 냉수를 공급하고 있다. 

난방은 지열 히트펌프를 거쳐 버퍼탱크를 통해 난방과 온수 등을 사용하고 있으며 공조기는 외기 프리쿨링과 배기 열회수 기능을 통해 높은 에너지효율을 보이고 있다. 

지열시스템은 난방 시 지중으로부터 열을 추출하며 히트펌프를 통해 온수를 생산하고 있다. 냉방 시에는 열교환기를 통해 지열 천공의 지열수와 냉수 열을 교환한다. 

이어 전상현 전무는 건물, 운영 에너지사용량 절감 연구 사례를 소개했다. 

건물에너지를 관리하며 초기 최적제어 실행방안으로 실내 공급온도에 변경이 없는 전체 및 외기온도별 최적의 공급 냉매 ‘압력‧온도’와 해당 실외기 전력량 연계 테이블을 기반으로 데이터를 작성했다. 환경별 제어변수를 수동으로 선택하는 한편 제어로직을 반영하며 환경 변화 및 부하 변동 대응력이 약하다. 

또한 AI 기반 최적제어 연구 개발사례를 소개했다. 실시간으로 필요변수를 제공받아 AI를 통해 제어변수에 따른 에너지소비량을 예측하며 결정된 제어변수를 가상에서 모의 검증한 후 최적 에너지제어 전력을 제공한다. 

디지털 모델을 통해 시스템의 다양한 프로세스를 복제한다. 시뮬레이션은 하나의 특정 프로세스를 연구하며 디지털 트윈을 활용해 실제적인 가상환경과 보다 다양한 프로세스 연구에 유용할 것으로 보인다. 

실시간 수집된 건물 환경 데이터, 기상 데이터 등을 가상으로 복제함으로써 에너지분석 시뮬레이션을 진행할 가상환경을 구현한다. 

또한 AI를 통해 건물에 적용된 시스템의 설정변수들의 값에 따라 최소 에너지소비량이 되는 설정변수 및 실내환경을 예측한다. 

예측을 통해 결정된 시스템 설정변수들은 실제 건물에 적용되기 전 디지털 트윈을 통해 검증한 후 실제 건물에 적용한다. 

인터전기는 서울에너지드림센터를 대상으로 스마트 제어기 최적제어 알고리즘 업데이트를 통해 실시간 설비 최적제어 및 성과를 검증할 계획이다. 
 
ANN 기반의 예측모델 입력변수를 선정함으로써 ANN 기반의 부하 에너지소비량 예측 모델을 개발한다.

인터전기는 산업통상자원부, 한국산업기술평가관리원 등이 우수기업육성사업(ATC)를 통해 AI와 디지털 트윈 기술을 이용한 상용 건물의 에너지효율 향상을 위한 최적제어 알고리즘 에너지관리시스템(EMS)을 개발할 예정이다. 

또한 AI 스마트 클라우드를 이용한 연결된 커뮤니티 에너지 최적제오 개발 및 그리드 상호운영 개발에도 나선다. 

연결된 커뮤니티 솔루션은 다중 건물군을 대상으로 분산에너지 자원과 연계해 효율적이며 전략적으로 전력 수요에 대응하는 한편 안정적‧경제적 전력망을 운영한다. 

전상현 전무는 AI 스마트 클라우드는 클라우드 네트워크를 통한 다중 건물군을 연계해 적응형 AI를 개발하며 강화된 사이버 보안체계를 발전시킨다는 계획“이라며 ”클라우드 서버 내 예측모델 입력변수와 ANN 기반의 부하 에너지소비량 예측모델을 통해 에너지절감 최적제어 알고리즘을 생성할 예정“이라고 밝혔다.