4차 산업혁명, 디지털 경제 확대로 전력다소비시설인 데이터센터(DC)가 급증하면서 수도권 집중에 심화된 가운데 DC 전기사용예정통지 점검결과 687건(67.7%)이 실수요 목적이 아닌 ‘허수신청’으로 확인됐다. 최형두 국민의힘 국회의원(산업통상중소벤처기업위원회)이 한국전력공사로부터 제출받은 ‘데이터센터 전기공급실태 특별감사 결과보고서’에 따르면 2020년 1월~2023년 2월 DC 전기사용예정통지 1,001건을 점검한 결과 678건, 67.7%가 실수요 목적이 아닌 허수 신청인 것으로 나타났다. 한전 감사실은 동일 주소에 다수가 신청한 경우, 동일 고객이 다수지역을 신청한 경우, 개인명의로 여러 곳에 신청한 경우 등 하나씩 대조 및 확인 절차를 거쳤다. 구분 접수 용량 전체 1001건 63.958MW 허수 678건 41.431MW 비율 67.7% 64.8% ▲데이터센터 전기사용예정통지 허수신청 현황(2020년 1월~2023년 2월). DC 전력수요 파악 시 허수가 포함된 기초자료를 제출할 경우 전력수급기본계획 정확도가 저하됨은 물론 장기송변전설비계획 과다반영 등 우려가 있다. 즉 전력설비계획 왜곡에 따른 예산낭비, 매몰비용 발생우려가 생긴다. 또한 전력설비 투자비용 상승 및 전기요금 인상 요인으로 작용해 국민편익과 산업경쟁력 저하, 건전한 디지털 산업 발전 저해 등 국가 전체적 비효율도 우려된다. 이와 함께 DC 입지의 78%, 전력수요의 75%가 수도권에 집중되고 있는 사실도 확인됐다. 빅데이터산업 관련 연구개발과 스타트업 수도권 집중이 더 가속화될 우려가 크다. DC가 수도권에 집중되면, 송배전망 등 전력 인프라 추가건설 부담 및 계통혼잡 유발, 집중지역 재난발생 시 통신인프라 마비, 지역간 균형발전에 저해 요소가 발생한다. 현재 DC는 지난 2008년 99개, 2019년 158개, 2023년도 202개에 이른다. 서울·경기·인천 등 수도권에 60% 넘게 집중돼 있다. 국내 DC는 앞으로 연평균 6.8%씩 성장세를 기록할 것으로 예상된다. 2027년이면 약 8조원에 달할 것으로 전망되며 이는 2021년대비 50% 이상 상승한 수치다. 최형두 의원은 “전력수급계획 기초자료 제공 시 DC 허수신청을 제외하고 실수요를 반영해 정확한 전력수요자료를 정부에 제출해야 한다”라며 “또한 전기사용장소 건축물, 토지소유자 확인 절차마련 및 동일주소에 여러 고객이 신청하지 못하도록 차단 방안이 마련돼야 한다”고 강조했다. 이어 “DC 수도권 집중완화 및 지역분산 활성화 유도를 위해서 DC 운영 시 필수적인 전기·용수·통신네트워크설비 등 인프라 관련기관 합동 협의를 통한 DC 최적입지 도출 및 부동산 투기 관리지역으로 지정 및 검토가 필요하다”고 제안했다.
국토교통부(장관 원희룡)는 최근 샌드위치패널에 대한 화재안전기준 강화기조를 유지하는 동시에 업계 현실을 고려해 정책수정을 검토하고 있는 것으로 드러났다. 최근 국토부는 업계로부터 제기 중인 민원을 고려해 샌드위치패널 화재안전기준을 재논의하기 위한 내부회의를 수차례 진행한 것으로 확인됐다. 이날 회의에 참석했던 관계자들에 따르면 샌드위치패널 화재안전시험과 판정기준 등을 개정하는 방안이 논의됐으며 국토부와 연구기관, 시험기관 등이 참석했다. 국토부의 관계자는 “현재 샌드위치패널을 대상으로 건축안전기준을 수정하는 것을 고려하고 있으며 이를 위해 미국이나 일본 등 외국사례와 함께 국내 전문가들의 의견을 청취해 온전한 방향으로 반영하고자 한다”라며 “샌드위치패널의 경우 처음 화재안전기준을 강화했을 당시 정부 내부에서 향후 불필요한 규제혁파를 주문한 바 있다”고 강조했다. 샌드위치패널의 품질인정제를 관장하고 있는 국토부가 제도개정을 준비하고 있는 것을 인정함에 따라 화재안전강화 방침에 맞춰 샌드위치패널의 심재준불연을 준비해온 많은 기업들은 혼란스러운 분위기다. 업계의 한 관계자는 “국토부가 일방통행식으로 당위성을 강조하며 추진한 샌드위치패널에 대한 화재안전기준을 강화한 후 불과 얼마되지 않아 현실성을 고려한다는 이유 등을 들어 화재안전기조를 스스로 꺾고 있다”라며 “이는 스스로 무리한 제도를 시행하고 있었다는 것을 자인한 셈”이라고 지적했다. 소재시험 용융‧수축기준 삭제 ‘가닥’완화 방향성은 융용‧수축부분이 될 것으로 보인다. 이번 논의에서 주목할 점은 KS F ISO 5660-1(콘칼로리미터시험)에 따라 열방출률 시험 시 시험체 두께의 20%를 기준으로 용융 및 수축 정도를 평가해왔는데 이를 개정한다는 것이다. 국토부의 관계자는 “샌드위치패널 속 스티로폼 단열재 등 심재 화재시험에서 심재 두께 20%를 넘는 용융(열을 가했을 때 액체로 녹는 현상)‧수축 등 측정 단계를 삭제하는 방안을 논의하고 있다”라며 “업계 상황 등을 종합적으로 고려해 샌드위치패널과 관련 용융‧수축 조항을 합리화하는 방안을 고심하고 있다”고 밝혔다. 건축업계의 또 다른 전문가는 “용융 및 수축 등에 대한 구체적인 방안을 제거함으로써 샌드위치패널 심재가 녹거나 쪼그라드는 현상으로 강판이 탈락 또는 붕괴될지 위험성을 판단할 수 있는 지표가 사라질 것”라며 “샌드위치패널 시험기준이 완화되면 결국 실물시험 전 확인이 어려워 예전과 같이 준불연 성능이 떨어지는 심재가 들어간 제품이 유통될 것이 너무 당연하며 이를 빌미로 더욱 질이 떨어지는 제품이 판을 칠 것”이라고 말했다. 이와 반대로 이번 개정 논의를 바라보는 또 다른 관점도 있다. 건축자재분야의 한 전문가는 “건축자재에 대한 에너지절감을 극대화하기 위한 추세이므로 단열재 자체의 단열성능 강화가 강조돼야 하지만 화재안전성능 강화 추세에 따라 무기질의 난연액을 투입함으로써 단열성능이 약화되는 현실을 고려한 조치로 판단된다”라며 “결국 정부가 현재 단열성능과 난연성능을 동시에 유지하기 어려운 현실을 외면하기 어렵다는 것을 인정한 것으로 보인다”라고 분석했다. 국토부가 직접 화재안전성능을 유지하면서 불필요한 부분을 개정하는 방향으로 외국 사례와 국내 전문가 등을 통해 다각적인 고려를 한다고 밝힌 만큼 큰 틀에서 화재확산방지 목적을 달성하면서도 단열재 화재안전성능에 대한 과잉규제가 언급한 방향성대로 개선될지 주목된다.
국토교통부 내년 예산안 중 건물‧수송부문 탄소중립 관련 예산사업 및 연구개발과제 예산이 대폭 삭감된 것으로 나타났다. 국토부 예산에서는 17%가 줄었으며 특히 공공건축물 그린리모델링사업 예산은 33.3%나 줄었다. R&D 예산 감소폭은 더 컸다. 국토교통과학기술진흥원(KAIA) 탄소중립관련 국토교통 R&D예산은 43.4% 줄어 전체 국토교통 R&D예산 감소폭 37.7%를 크게 웃돌았다. 우리나라는 지난 2020년 ‘2050 탄소중립 선언’, 2021년 ‘탄소중립기본법’ 제정을 거쳐 올해 국가 법정계획인 ‘제1차 국가 탄소중립 녹색성장 기본계획’을 수립 및 의결했다. 그러나 해당 계획에 따른 국토부 소관 과제 관련사업 내년 예산은 2023년 3,558억원에서 2,953억원으로 오히려 17% 가량 줄어들었다. 허영 더불어민주당 국회의원(국토교통위원회)이 국토교통부로부터 제출받은 자료에 따르면 2024년도 국토부 소관 탄소중립 관련사업 예산 총합이 전년대비 600억원 이상 감소한 것으로 나타났다. 예산이 가장 큰 폭으로 감소한 분야인 ‘기존건축물에 대한 그린리모델링 추진’과제 관련사업은 2,001억원에서 1,343억원으로 줄어 무려 658억원 가량 감소폭을 보였다. 해당 과제는 노후된 기존 공공건축물을 고효율·저에너지 건축물로 개선하는 ‘공공건축물 그린리모델링’과 ‘민간건축물 그린리모델링 이자지원’이 주를 이루는 분야다. 이처럼 단일 과제 아래에서 큰 폭의 예산 감소가 이뤄진 것은 파출소, 도서관 등 비중있는 사업대상이 예산안에 반영되지 못한 데다 민간대상 홍보 및 장려 취지의 사업예산들이 사라지게 된 영향으로 보인다. 국토부 소관 연구기관인 국토교통과학기술진흥원(KAIA)으로부터 제출받은 자료를 분석한 결과 기존 탄소중립 관련 계속연구사업 중 예산이 감액된 14개사업은 지난해 537억원에서 올해 304억원으로 깎여나가며 전년대비 43.4% 감소한 것으로 나타났다. KAIA의 총 106개 R&D사업 중 지난해부터 올해까지 계속 진행되는 55개 사업예산은 3,065억원에서 1,910억원으로 37.7% 감소했다. 이중 탄소중립 관련 연구예산은 더 급격히 감소한 것이다. 이에 따라 세계적 추세인 탄소중립 관련 기술경쟁에서 우리나라가 점점 더 뒤처지게 되는 것이 아니냐는 우려도 고개를 들고 있다. KAIA의 R&D분야에는 국토부 탄소중립 과제 유관R&D가 다수 포함된다. 석유 코크스 활용 수소생산 실용화 기술개발(Δ84.4%), 온실가스 저감을 위한 국토도시공간계획 및 관리 기술개발(Δ79.9%), 수소도시용 수소배관망 국산화 및 실증기술 개발(Δ78.4%), 건축물에너지 디지털진단 및 설계(Δ76.8%) 등 순으로 감소율이 높았다. 허영의원은 “우리나라 탄소 총배출량 중 건물‧수송부문이 차지하는 비중이 21%나 된다”라며 “산업부 등과 함께 가장 큰 역할과 책임을 다해야 하는 곳이 국토부임에도 오히려 관련 예산을 대폭 줄여 안타깝다”고 지적했다 이어 “기후위기는 후대가 아닌 지금 당장의 문제”라며 “국민의 생명과 안전은 물론 국가경쟁력을 담보하는 차원에서라도 향후 어떤 정부가 들어서든 탄소중립 과제 추진의 고삐를 늦춰선 안 될 것”이라고 강조했다.
국토교통부(장관 원희룡)는 8월31일 ‘건축물의 피난·방화구조 등의 기준에 관한 규칙’(이하 건축물방화구조규칙) 일부개정안을 공포, 시행한다고 밝혔다. 국토부에 따르면 개정내용은 건축물방화구조규칙에서 불연재료 사이에 다른 재료(두께가 5mm 이하인 경우만 해당)를 부착해 제작한 재료의 경우에는 해당 재료를 하나의 재료로 보고 난연성능을 시험할 수 있다는 것과 불연재료에 0.1mm 이하 두께로 도장을 한 재료의 경우에는 불연재료의 성능기준을 충족한 것으로 보고 난연성능 시험을 생략할 수 있다고 한 2가지 부분이다. 먼저 이번 개정에 따라 불연재료 사이에 두께가 5mm 이하인 다른 재료를 부착해 제작한 재료의 경우에는 해당 재료를 하나의 재료로 보고 난연성능을 시험할 수 있게 됐다. 심재부분의 두께를 5mm 이하로 규정한 것은 그 대상이 알루미늄 복합패널을 염두에 둔 것이라는 것이 대다수 업계 전문가들의 견해다. 일반 샌드위치패널은 중간 심재에 50mm를 적층해야 하는 것이 일반적이지만 알루미늄 복합패널은 유일하게 심재가 5mm 이하의 크기를 보이기 때문이다. 알루미늄 복합패널의 경우 기존 제도에서는 알루미늄 강판과 심재로 구성된 각 재료가 난연 이상 성능을 인정받아야 했다. 그러나 관련 업계는 지속적으로 국토부에 알루미늄 복합패널 자재 특성상 이와 같은 제작방식이 어렵다고 호소해 왔다. 실제로 알루미늄 복합패널의 경우 시험기간이 만료됐음에도 불구하고 시험인정을 받은 기업이 없어 국토부 역시 15회에 걸쳐 기존 기준하에 알루미늄 복합패널 양산이 가능한지 여부를 지속적으로 검토한 것으로 밝혀졌다. 알루미늄 복합패널의 심재부분에 들어가는 재료는 PE(폴리에틸렌)로 우리나라는 이를 심재로서 사용하기 위한 자체 원천기술을 갖지 못해 전량 수입에 의존하고 있기도 하다. 이에 따라 PE를 활용한 심재 제작에 난항을 겪고 있는 것도 이번 개정에 한몫했다는 것이 업계의 평가다. PE는 열가소성 플라스틱으로 가연성을 띄고 있어 화재발생 시 화재확산을 부추길 수 있다. 오래 전부터 PE를 알루미늄 복합패널의 심재로 채택해오고 있지만 문제는 PE가 이런 가소성을 지니고 있음에도 불구하고 준불연 성능을 가진 심재로 바꾸려는 노력 자체를 하지 않는다는 것이다. 업계의 한 전문가는 “준불연 성능을 지니면서도 PE가 심재로서 갖는 역할을 대체할 수 있는 소재를 개발하거나 발굴하려는 적극적인 노력이 필요하다”고 지적했다. 국토부의 관계자는 “불연재료 사이에 적은 양의 심재가 들어가는 경우 시험방법을 일부 완화해주더라도 실물모형시험을 통해 화재안전성을 확인이 가능한 범위에서 개정을 허용코자 했다”고 밝혔다. 이에 따라 국토부가 복합패널의 경우 현재로서는 기존 기준을 만족하기가 사실상 불가능하다는 점을 감안해 현실적인 한계를 들어 알루미늄 업계 입장을 반영, 기준을 개정했다는 해석이 나온다. 이번 개정안을 통해 알루미늄 복합패널 업계가 활로를 찾았지만 알루미늄 복합패널의 심재준불연 성능을 만족하는 심재원천기술 확보 등 숙제도 남겨 향후 업계의 관련 분야 연구개발 노력이 중요해졌다. 그러나 화재안전 성능강화 명분으로 전방위적 기준상향을 추진하는 가운데 나온 이번 개정안이 특혜라는 비판도 제기된다. 지난 2010년 발생한 부산 우신골든스위트 화재로 당시 가연성 외장재인 알루미늄 복합패널이 화재확산의 주요 원인으로 지목됨에 따라 국토부는 화재안전을 강화하며 알루미늄 복합패널을 관리대상으로 포함시켜 심재를 별도로 성능을 갖추도록 조치를 취했다. 그러나 관련 업계 반발 등으로 이번 규칙개정을 단행한 것을 두고 특정 업계 입장을 대변했다는 지적과 화재안전기준을 원점으로 회귀시켰다는 일부 업계의 비판도 있어 당분간 논란이 지속될 것으로 보인다. 또다른 개정 내용으로 국토부는 향후 불연재료에 0.1mm 이하 두께의 도장을 한 경우 이를 사실상 화재에 큰 영향을 주지 않는 것으로 감안해 0.1mm 이하 두께 도장을 강판과 마찬가지로 당연불연재료로 간주해 불연성능을 인정한다. 기존 국토부 지침에 따라 각 시험기관은 강판과 심재로 이뤄진 샌드위치패널에 대해 그동안 강판과 심재 각각 난연성능을 평가해왔다. 관련 협회나 업계는 강판도 코팅을 어떻게 하느냐에 따라 준불연 강판이나 불연 강판이 될 수 있다는 문제제기를 지속 제기해왔다. 국토부가 실제 시험한 결과 해당 0.1mm 이하 도장부위에 불꽃이 붙었다 꺼져 현행 기준으로는 준불연 자재로 인정받는 것이 한계였다. 국토부의 관계자는 “소방법 등을 적용해야 하는 경우 불연 이상 인정을 받아야 하는 상황에서 0.1mm 이하 두께 도장을 한 재료로 인해 전체 재료가 불연을 인정받을 수 없는 불합리성을 제거하기 위해 이번 개정을 단행했다”고 밝혔다. 이에 따라 화재에 크게 영향을 미치지 않는 준불연부분을 전체 강판인 당연불연재료 등과 조합 등을 감안해 불연재료로 인정함으로써 화재영향이 미미한 것으로 입증될 경우 당연불연재료로 인정받을 수 있는 시작점이 될 것으로 기대된다. 그러나 이에 대해서도 화재안전법규 근간을 흔드는 조치라며 반대하는 의견이 만만찮다. 업계의 관계자는 “화재안전법규를 제정할 때 원칙을 고수하지 못하고 특정 업계 입장이나 논리에 끌려다니는 듯한 모습을 보여 아쉬우며 처음 화재안전강화 기조를 세웠을 때 명확히 모든 입장을 파악해 그에 반영했어야 옳다”라며 “일부 개정으로 업계에 차별논란을 불러일으킬 수 있는 것은 물론 화재안전법규 강화 기조의 근간을 흔드는 것”이라고 비판했다.
급성장하는 글로벌 냉난방공조시장에서 ‘히트펌프’의 역할이 확대되고 있다. 특히 러시아-우크라이나 전쟁으로 인해 천연가스 도입이 사실상이 전무하면서 냉난방을 위한 기기로서 히트펌프로 전환하는 국가들이 늘어나고 있다. 여기에 기후위기에 따른 탄소중립 이슈가 전 세계를 휩쓸면서 화석연료 사용을 줄이기위한 방안으로 신재생에너지 보급이 확대됨에 따라 자연스레 냉난방용기기로 ‘히트펌프’ 주목받고 있다. 한국히트펌프얼라이언스(공동의장 김민수 서울대 교수)와 한국에너지기술연구원 신재생시스템연구실 KIER N-Lab은 부산 벡스코에서 열린 ‘2023 국제환경에너지산업전’ 부대행사로 ‘2023 한국히트펌프얼라이언스 정기세미나’를 공동 개최했다. 이날 세미나에는 글로벌 히트펌프시장확대에 따른 국내 정책 변화와 기술개발 동향을 파악하고 자 140여명이 참석해 성황을 이뤘다. 히트펌프 보급 로드맵 시급 첫 발표에 나선 김민성 중앙대 에너지시스템공학부 교수(히트펌프얼라이언스 국제협력위원장)는 ‘히트펌프기술의 미래와 연구방향’을 주제발표를 통해 “2021년 유럽의 히트펌프시장은 러시아-우크라이나 전쟁으로 인해 가속화돼 비약적인 성장세를 보이고 있다”라며 “RePowerEU 정책을 통해 2030년까지 히트펌프판매를 3배 확대될 것으로 전망되며 지속적으로 두자리수 성장이 기대된다”고 밝혔다. 김 교수는 전 세계적으로 히트펌프 관련 이슈를 △에너지효율 △Low GWP냉매 △Comfort Climate Box △고온 히트펌프 등으로 정의했다. 김 교수는 “증기압축 사이클의 과도한 전력소비와 불소계 냉매로 인한 환경영향, 지구온난화로 인한 냉방부하가 급증함에 따라 고효율 히트펌프 개발이 시급하다”라며 “현재 사용되고 있는 Low GWP냉매는 HFC계열로 R32와 HFO계열로는 R1234yf, R1234ze 등이 있지만 불소계 냉매는 PFAS로 정의되는 인체 유해성이 보고 되고 있어 긍극적으로 가용할 수 있는 R290, R744(CO₂), R717(NH₃)로 제한될 것으로 예상된다”고 밝혔다. 한국의 히트펌프시장 현황에 대해 김 교수는 “가열을 목적으로 하는 기기는 보일러, 전열기 등 다양하게 존재하며 히트펌프는 이러한 경쟁품에 비해 효율을 제외하면 가격과 편의성 측면에서 취약하다”라며 “특히 국내의 저렴한 에너지비용으로 낮은 ROI를 가진다”고 지적했다. 이어 “바닥난방, 공기냉방 등 주거문화 특이성으로 가정용 냉난방시장에 히트펌프 보급은 제한적이며 초기투자비용 문제, 가정용 전기요금 누진제 문제, 축열조 문제 등을 해결해야 한다”라며 “가정용 히트펌프 보급이 활발해지면 히트펌프에 대한 기술적 이해도가 높아짐에 따라 대국민 수용성이 개선될 것이기 때문에 사회적 공감대 형성과 이에 따른 보급촉진을 위한 기술적, 정책적 방안이 시급하다”고 밝혔다. 특히 “전체 에너지의 64%를 사용하고 있는 산업부문의 보급잠재력이 크지만 저렴한 에너지가격으로 인해 히트펌프가 선택되고 있지 않다”라며 “2050 탄소중립을 위해 기술개발 및 보급을 위한 통합적 로드맵이 필요하며 히트펌프 보급목표 설정이 시급하다”고 강조했다. 태양열+히트펌프 융합연구 집중 이경호 한국에너지기술연구원 신재생에너지연구실 KIER N-Lab 박사는 ‘계절간 잉여 태양에너지의 히트펌프 융합 이용 기술’ 발표를 통해 태양에너지와 히트펌프의 조화로운 융합기술 연구와 보다 효율적 융합을 위한 요소기술 연구에 집중하겠다고 밝혔다. IRENA의 탄소중립로드맵에 따르면 2050년까지 현재대비 빌딩용으로 태양열 10.1배, 지열 5.9배, 히트펌프 12.7배가 늘어날 것으로 전망된다. 태양에너지와 히트펌프 융합을 통해 건물냉난방과 지역난방용 활용으로 에너지자립형 건물 및 도시를, 산업공정가열용 이용해 저탄소형 공정, RE100, EP100 산단을 구현할 수 있다. 스마트팜 가열과 담수화 가열용으로 활용하면 물-식량-에너지 넥서스를 실현할 수 있으며 섹터커플링분야에서는 전력계통 안정화를 실현할 수 있다. 이경호 박사는 스마트팜 온실 난방에 태양열을 이용한 지열원 재생 기술 사례발표를 통해 “난방기에 지열히트펌프 난방 후 지중온도는 1℃ 상승했으며 비난방기에는 태양열로 지중가열로 지중온도 0.3℃ 상승, 태얄열 지중재생 후 지열히트펌프 COP 3.19로 기존 2,79에 비해 14.3% 향상됐다”고 밝혔다. 보다 효율적인 융합을 위한 요소기술로 △태양열 집열 효율화: 고효율 집열기 △계절간 중·단기 열저장: 진공단열 열저장조 △얕은 지중열 △이중부하 및 열원 활용형 히트펌프 △시스템 학습모델 성능예측 기반 운전 제어 등의 기술개발이 요구된다. 이 박사는 “태양에너지설비 설치면적이 증대되면 에너지소비절감 효과 향상, 잉여 태양에너지 발생이 증대할 수 있으며 잉여 태양에너지의 효과적인 저장과 이용으로 히트펌프 열원 개선과 성능향상에 활용할 수 있도록 태양광의 간절기간 잉여전력 이용과 히트펌프 열원화 이용 가능성을 검토해야 한다”라며 “고효율 태양열 집열기술·열저장기술, 저가형 열저장기술 이중부하 및 열원간 활용형 히트펌프, 예측모델시스템 운전제어 툴 개발로 장단기적 운전 최적화를 실현할 수 있다”고 밝혔다. PVT+히트펌프, 효율향상·공간 활용 극대화 주홍진 한국에너지기술연구원 신재생에너지연구실 KIER N-Lab 박사는 ‘태양광·열(PVT) 모듈 소개 및 히트펌프 연계 기술’ 발표를 통해 PVT와 히트펌프 연계기술 활용 방안을 강조했다. PVT는 태양광모듈과 일체화된 태양열집열기로 열과 전력을 동시에 생산할 수 있으며 1970년대 이후 다양한 PVT 복합 집열기 기술개발이 진행되고 있다. PVT와 상용화모델과 성능시험, 테스트, 모니터링 및 상업특성 등에 관련한 국제표준을 제안했으며 히트펌프와 조합된 새로운 시스템 솔루션 개발 등을 추진하고 있다. 특히 최근 제로에너지건물 보급에 따라 소규모 주거용 건물부터 대형 건물 산업 대용량으로 확대될 전망이다. 주홍진 박사는 “태양광열 복합모듈은 단독으로 설치된 태양열 및 태양광모듈에 비해 단위면적당 에너지생산량이 향상된다”라며 “PV모듈과 동일한 설치면적에서 같은 양의 전기와 2배 이상의 열에너지를 동시에 생산 가능하며 PVT모듈은 열생산 우선형과 전기생산 우선형으로 나뉜다”고 밝혔다. 에너지기술연구원은 서울시 서대문구에 위치한 홍은119안전센터 리모델링에 신재생에너지 적용 기반 다기능 융합 히트펌프시스템이 적용됐다. 즉 PVT모듈과 히트펌프 연계 기술을 적용해 실증하고 있는 것이다. 이를 통해 냉난방 및 급탕으로 활용하고 있다. 또한 에너지연은 건물일체형 태양광·열시스템(BIPVT) 실증운전도 진행 중이며 건물 외장재 일체형 태양광·열 복합모듈 기술고 개발 중이다. 주 박사는 “에너지믹스시대에는 단일 에너지원에 대한 의존도를 낮춰야 하기 때문에 PVT와 히트펌프 연계기술은 전기와 열 동시생산으로 설치면적을 감소시키고 공간활용을 극대화할 수 있으며 히트펌프 전력과 열원 동시 공급이 가능해 연중 효율을 향상시킬 수 있다”라며 “현재 PVT시장 확대 및 보급을 위한 기준 마련, 생산 업체 확대 등 제도화가 시급하다”고 지적했다. 에너지정책+히트펌프, 융합 주목 이윤빈 한국에너지기술평가원 효율향상PD는 ‘히트펌프 기술 개발 현황과 향후 발전 방향’ 발표를 통해 “2050 탄소중립은 글로벌 사회에서 중요한 패러다임으로 자리잡혔으며 안정적인 에너지공급, 기술융합 등 트렌드로 변화하고 있다”라며 “이러한 트렌드는 에너지정책과 히트펌프의 융합을 주목하고 있다”고 밝혔다. 글로벌 트렌드에 맞춰 에기평은 히트펌프관련 R&D과제로 2022년 △고집적 데이터센터 에너지효율향상 솔루션 개발 및 실증(~2025년, 103억원) △중·저온 산업폐열 이용 하이브리드 발전시스템 개발 및 실증(~2026년, 240억원) 등을, 2023년 △산업용 대온도차 히트펌프시스템 핵심기술 및 실증·운영기술 개발(57개월, 218억6,000만원) △산업공정 열에너지 전기화 전환을 위한 핵심기술 개발 및 실증(57개월, 195억원) △중형급 산업용 전동기 슈퍼 프리미엄 기술개발 및 실증(45개월, 192억원) 등을 착수했다. 이윤빈 PD는 “열에너지는 프로세스용으로 산업용 고온, 산업용 저온, 산업용 냉동 등으로 기술개발이 이뤄지고 있으며 건물용으로 일반용으로 공조·난방·급탕 등 개발이 이뤄지고 있어 R&D 주체간 협력과 역할 분담이 중요하다”라며 “하지만 HFOs, 자연냉매 등 작동유체 이슈, 가정용 히트펌프·한랭지 성능·제상운전·미활용에너지 활용 확대·지속 성장과 생태계 확대 등 경제성 제고가 시급하며 센서 및 네트워크 기술·대용량 이종 데이터 통합분석 및 제어 등 디지털화가 필요하다”고 강조했다. 공동주택 탄소중립 실현, 지열 필요성 강조 남유진 부산대학교 건축공학과 교수는 ‘공동주택 지열히트펌프 적용 활성화 방안’을 통해 “건물부문의 에너지소비량은 총 산업의 약 38%에 해당하며 에너지 및 탄소배출량 저감 대책이 필요한 실정”이라며 제로에너지빌딩 실현을 위해 공동주택 지열냉난방시스템 적용 의무화 정책을 제안했다. ZEB 의무화 정책이 강화됨에 따라 2030년까지 연면적 500m² 이상 일정 공공 및 민간건축물은 제로에너지건축물을 달성해야 한다. 대부분 태양광시스템을 적용하고 있으나 기술적 한계점으로 인해 제로에너지건축물 구현이 어려워 다른 신재생에너지원의 사용이 필요한 상황이다. 남 교수는 “공동주택 지열설비 도입은 시범적으로 적용되고 있으나 실무 차원의 설계기준 표준화, 시공메뉴얼 구축은 미흡한 상황이며 2023년부터 공동주택의 ZEB 의무화가 시행되나 의무화 대응을 위한 세대 지열적용 방안이 정립되지 않았다”라며 “공동주택에서 지열냉난방시스템 도입 타당성평가를 위해 타 열원과 경제성 비교 등 정밀한 검토자료가 미미하다”고 지적했다. 공동주택 지열 적용 시 문제점으로 △지중 열교환기 설치공간 △경제성 △냉난방 쾌적성 저하 △하자 및 유지관리비 △공사비 상승 등을 꼽았다. 해결방안으로 △천공깊이·지하주차장 하부 천공 △적정부하결정을 통한 장비 최적화 △적정공급온도 설정·대온도차 인버터 펌프 적용 △시스템운영방안·제어판넬 사용자화 △설비용량 최적설계·천공배관 물량 최적화 등을 제시했다. 남유진 교수는 “건물용도에 따라 에너지사용형태가 다르지만 ‘신재생에너지 설비의 지원 등에 관한 규정’에 근거하면 신재생에너지 생산량은 열에너지와 전기에너지 구분이 없으며 건물용도에 적합하지 않는 신재생에너지설비가 보급될 가능성(태양광 위주)이 높으므로 열에너지와 전기에너지를 구분한 신재생에너지설비의 보급의 필요하다”고 지적했다. 이어 “지역난방 공급지역에 지열냉난방설비를 신설하는 경우 냉난방 및 급탕 여건에 따라 효율적으로 열원을 공급할 수 있는 설계가 필요하지만 지역난방공사 등은 집단에너지사업법을 근거로 지역냉난방열원을 보조열원으로 이용할 수 없도록 규정하고 있다”라며 “이에 따라 신재생에너지 냉난방설비를 적용하는 사업에 대해 지역냉난방열원을 주·보조열원으로 활용할 수 있도록 제도개선이 필요하다”고 밝혔다. 특히 “건축물의 정확한 부하설계와 함께 신재생에너지설비요소의 설계조건을 정확하게 반영할 수 있도록 ECO2 인터페이스를 구성해야 한다”라며 “공동주택에서 태양광, 지열히트펌프, 연료전지 등 다양한 신재생에너지원이 복합적으로 적용되고 있지만 ECO2프로그램에서는 단일 신재생에너지원만 개별적으로 입력돼 신재생에너지의 복합적용에 따른 유기적인 설계 및 운영을 반영할 수 없어 ECO2 프로그램 개선 및 보다 정확한 신재생에너지설비 설계를 위해 내부 계산방식 공개 또는 상세한 설계변수를 입력할 수 있는 인터페이스 제공이 시급하다”고 강조했다.
정부가 내년 예산을 657조원 규모로 소극적 편성한 가운데 기후변화, 탄소중립 관련 각 부처 예산은 명확한 사업방향성을 보여주지 못하거나 중점 추진과제에 포함되지 못해 비판의 목소리가 예상된다. 올해 예산대비 내년 예산안은 20년 만에 가장 낮은 증가율인 2.8% 증액에 그쳤다. 국토교통부(장관 원희룡)은 4조9,000억원을 증액편성했으나 자연재해 피해예방 등 SOC사업과 주택 100만호 공급사업 및 구입자금 융자 등에 4조9,000억원을 증액편성한 반면 탄소중립, 기후변화 대응에 대한 내용은 별도 언급하지 않았으며 중점투자 방향에서 제외됐다. 건물부문 2030년 온실가스 감축목표, 2050년 탄소중립 달성이 사실상 불가능한 것 아니냐는 회의론이 나오는 가운데 신축 제로에너지건축물(ZEB) 의무화 확대, 기축건물 대대적 그린리모델링(GR) 시행방안 마련 등에 집중해야 할 시기에 정부 정책 우선순위에서 밀려있음을 시사하는 대목이다. 산업통상자원부(장관 이창양)는 에너지분야에 4조7,969억원을 편성했으나 원전관련 예산이 대폭 증가했으며 에너지효율관련 예산은 저소득층 냉난방비 지원 바우처, 소상공인 냉난방기 교체지원, 에너지절약시설 설비교체 융자지원 등에 편성됐다. 건물부문 탄소중립 및 에너지전환과 관련된 정부부처 중 유일하게 탄소중립을 중점 투자방향에 포함한 환경부는 중소환경기업 사업화, 미래환경산업 육성, 환경산업 수출기반 육성, 탄소중립ODA, 녹색인프라 수출지원 등에 예산을 편성했다. 분야를 특정하지 않고 환경, 녹색분야 창업‧중소기업을 포괄적으로 지원하겠다는 방침이다. 효율적 에너지이용을 위한 재생열에너지 이용체계마련, 신재생에너지활용 집단에너지 인프라, 중장기적 전전화, 글로벌 히트펌프시장 확장 대응 및 산업육성 등 탄소중립을 위한 다양한 방법론이 제기되는 가운데 정부가 예산안을 통해 명확한 방향성을 제시하지 않음에 따라 내년에도 원자력을 제외한 재생에너지 및 에너지효율화 관련시장의 불확실성은 여전할 전망이다. 내년도 예산 정부안은 국회에 제출돼 각 상임위별로 심사가 진행될 예정이다. 국회 예산안 심사를 거친 후 탄소중립, 기후변화 대응 관련 예산이 반영되도록 조정될 수 있을지 주목된다. 국토부, 재해대비 SOC‧전세사기 관련예산 대폭편성 국토교통부(장관 원희룡)는 국민안전 강화와 주거 안정 등을 위해 내년 예산안을 60조7,000억원으로 편성했다고 밝혔다. 이는 올해 본예산 55조8,000억원 대비 4조9,000억원 증가한 규모로 정부 전체 총지출 660조원대비 9.2% 수준이며 올해 8.7%에 비해서는 0.5%p 증가했다. 국토부는 윤석열 정부의 건전재정 기조를 반영해 타당성과 효과성을 지표로 전체사업 원점 재검토 등 강도 높은 지출구조조정을 단행했다. 특히 보조사업 정비, 성과중심 R&D 투자, 재정지원 역할 재정비 등을 통해 절감한 재원은 정부 중점추진 과제 이행에 투입됐다. 내년 예산은 △국민안전 △주거안정 △약자 보호와 생활여건 개선 △미래혁신 △지역활력 제고 등 5대 중점투자 방향을 설정해 재원을 배분했다. 국민안전 관련 정부지출은 올해 4조9,000억원에서 내년 5조6,000억원으로 7,000억원 증액됐다. 폭우‧폭염 등 자연재해 피해예방을 위한 SOC사업으로서 도로안전 및 환경개선 1조783억원, 일반철도안전 및 시설개량에 1조4,453억원 등을 투입하며 건설안전 강화, 범죄안전 등에 일부 예산이 할당됐다. 국민주거안정에는 올해 32조6,000억원디비 4조2,000억원 증액된 36조7,000억원이 투입된다. 혼인과 무관하게 출산가구에 대해 융자지원하며 5년간 100만호 공급목표에 따라 공공주택 20만5,000호 공급을 위해 19조9,000억원이 편성됐다. 이밖에도 △교통인프라 건설 11조원 △전세사기 대출지원 4,000억원 △전세사기 피해주택 매입 7,000억원 △UAM 투자 202억원 △자율차 투자 409억원 △해외건설 수주지원 250억원 등이다. 원희룡 국토교통부 장관은 “2024년 국토교통부 예산안은 건전재정 기조 하에 재정을 어떻게 효율적으로 활용할지 깊은 고민을 담아 편성했으며 국민들의 생활여건 개선과 경제활력 제고를 위해 가용재원을 집중 투자할 계획”이라며 “특히 SOC 안전에 있어 국민들이 안심할 수 있는 체계를 구축하고 저출산과 같은 구조적 리스크도 수혜자 중심 정책으로 극복해 나갈 계획”이라고 밝혔다. 산업부 에너지예산 방향성, ‘원자력’ 명확 산업통상자원부(장관 이창양)는 반도체 등 첨단산업 육성, 원전생태계 복원 조기완성, 공급망 안정화 등 국정과제 및 핵심 정책과제를 충실히 수행하는 것을 목표로 2024년 예산안을 11조2,214억원으로 편성했다. 산업부 내년 예산 정부안은 2023년 본예산 11조737억원대비 1,477억원, 1.3% 증가한 규모로 정부 건전재정 기조에 발맞춰 관행적 지원사업, 유사‧중복 및 집행부진사업, 신재생에너지 등 부적정하게 집행된 보조금, 나눠먹기식 연구개발(R&D) 등은 과감히 구조조정 하되 첨단산업 육성 및 수출총력 증대, 에너지복지 등 확대했다. 분야별로는 산업분야 5조1,432억원, 에너지분야 4조7,969억원, 무역‧통상분야 1조1,114억원으로 편성됐다. 산업부는 내년 예산안 편성 기본방향으로 △첨단산업 육성 및 지역경제 활성화를 통한 실물경제 활력 제고 △에너지안보 강화, 원전생태계 복원 조기 완성, 에너지효율 향상 및 복지 확대 등을 통한 튼튼한 에너지시스템 구현 △수출 총력증대 및 국익우선 선제적 통상지원에 주안점을 뒀다고 발표했다. 특히 에너지분야에서는 에너지효율개선 관련예산을 1조6,220억원 편성했다. 이는 올해 1조259억원에서 5,961억원 증액된 것이다. 예산은 저소득층 냉난방 비용지원을 위한 에너지바우처, 소상공인 노후냉난방기 교체지원사업, 산업계 에너지절약시설 설치비 융자지원 등에 투입된다. 에너지바우처 예산은 올해 1,909억원에서 내년 6,856억원으로 259% 증편됐다. 소상공인 노후냉난방기 교체지원사업은 교체규모를 올해 약 1만9,000대, 518억원에서 내년 약 4만5,000대 1,633억원으로 확대하며 에너지절약시설 설치 융자예산은 올해 2,633억원에서 내년 2,945억원으로 확대됐다. 이밖에 △원전생태계 금융지원 △원자력생태계 지원사업 △원전수출보증 △원자력R&D 등 신규사업을 포함한 원전관련사업예산으로 3,000억원 이상 편성됐다. 자원비축 관련 한국광해광업공단출자는 2,330억여원으로 올해보다 526% 증편됐으며 해외자원개발에 약 398억원, 유전개발사업출자에 약 481억원 등이 편성돼 올해보다 증액됐다. 환경부, 탄소중립‧녹색산업 사업화 지원 추진 환경부(장관 한화진)는 2024년도 환경부 소관예산 및 기금 총지출을 올해 대비 7.3% 증가한 14조4,567억원으로 편성했다고 밝혔다. 내년 환경부 예산은 △홍수예방 등 국가 본질기능 강화 △녹색산업 육성 및 탄소중립 지원을 통한 성장동력 확충 △환경 취약계층 보호 및 환경서비스 제고 등에 중점 투자한다. 특히 녹색산업 육성 및 탄소중립 전환지원과 관련된 사업예산은 △중소환경기업 사업화지원(781억원) △미래환경산업 육성융자(3,799억원) △환경산업 수출기반 육성지원(328억원) △탄소중립‧그린ODA(301억원) △녹색인프라 수출지원펀드 600억원 △무공해차 보급 2조3,988억원 △무공해차 충전인프라 7,344억원 △온실가스 국제감축사업(236억원) △할당대상업체 탄소중립설비 지원(1,277억원) △친환경소비생활 및 저탄소생산기반 구축(311억원) 등이 편성됐다.
대한설비공학회(회장 정재동 세종대 교수) ZEB시스템전문위원회와 2023년 공공건축물 지역거점플랫폼(경기‧강원‧충북)은 8월21일 서울 강남구 한국과학기술회관 지하1층 중회의실 7에서 ‘ZEB시스템전문위원회 세미나’를 개최했다고 밝혔다. 이번 세미나는 건물부문 탄소중립 주요 전략으로 정부가 신축건물의 제로에너지빌딩 기존 노후 건축물에 대해 그린리모델링(GR)을 추진을 병행하고 있는 상황에서 그린리모델링 관련 기술, 실효적인 그린리모델링을 실현하기 위한 목적으로 진행됐다. 특히 건물부문 탄소중립을 달성하기 위해서 국내 건축물의 약 75%를 차지하는 노후건축물의 그린리모델링이 필수적으로 요구되고 있다. 정부는 2020년부터 공공건축물 그린리모델링을 추진하고 있으며 매년 1,000건의 그린리모델링사업을 수행하고 있다. 또한 지역 중심 공공건축물 사업을 실효적으로 추진하기 위해 그린리모델링 지역거점 플랫폼 사업이 전개되고 있다. 송두삼 위원장은 개회사를 통해 “지난 2018년 설비공학회 내 ZEB시스템 전문위원회를 신설해 학회 차원에서 설비시스템 관련활동을 해왔다”라며 “최근 그린리모델링 확산이 지지부진한 경향이 있어 그러한 부분을 소개하고자 자리를 마련했다”고 운을 뗐다. 또한 “그린리모델링은 2020년 그린뉴딜로 시작했으며 지난 정부에서 시작한 사업으로 현 정부 들어 어려움을 겪고 있는 상황”이라며 “건물부문 탄소중립에서는 당연히 기존 건물에 대한 그린리모델링이 중심이 돼야 하며 사실 그린리모델링은 ZEB와 특별히 다르지 않다”고 말했다. 이어 “다만 정도의 차이로서 ZEB가 전체적인 부분을 맡고 있다면 그린리모델링은 선택적으로 어떤 건물은 리모델링인데 ZEB 수준까지 가는 경우도 있다”라며 “별 차이는 없는데 새로운 시장이 열리고 있어 관심을 갖고 그린리모델링도 공부할 필요가 있다”고 강조했다. 성과 중심 마을 단위 탄소중립 실현 이어 송두삼 교수는 ‘공공건축물 그린리모델링’을 소개했다. 송 교수는 “제로에너지건물, 그린리모델링은 건물분야 탄소중립 구현에 필수가 되고 있다” 라며 “성과 중심의 ZEB, GR이 요구된다는 점과 마을 또는 도시 수준의 탄소중립이 필요하다”라고 말했다. 이어 “지역 중심의 탄소중립 및 지역전문가 양성이 필요하다”라며 “건물분야 탄소중립을 위한 국제 협력체계 구축이 필요하다”고도 강조했다. 통계 활용 열관류율 저하 원인 규명 변지연 삼우CM건축사사무소 사원은 탄소중립을 위한 그린리모델링 기술로 기존 건물의 외피 열관류율 산정방법을 제시했다. 이를 위해 노후 건물의 에너지성능분석 시 경년변화와 환경요인을 고려한 열관류율의 보정계수를 제안했다. 이를 통해 변지연 사원은 4가지 결론을 도출했다. 우선 노후 건물 40개의 현장 측정을 통해 외벽 열관류율 성능저하를 분석한 결과 실제 열관류율은 준공연도의 법적 열관류율보다 현저히 높았다. ISO 15686 및 회귀분석을 통해 단열성능 저하와 밀접한 관련이 있는 환경요인을 선정했으며 이러한 요인으로는 마감재의 종류, 색상, 마감처리의 종류, 바다와의 거리, 오염물질에 대한 노출 정도, 인접 건물의 근접성 등이었다. 관련 연구에서 제안한 Factor 방법은 실측열관류율과 평균 6.6%의 오차로 높은 정확도를 보였으며 또한 오차범위도 상대적으로 작게 나타났다. 해당방법은 복잡한 현장 측정없이 빠르게 노후 건물의 저하된 외벽 열관류율을 추정할 수 있다. 이 연구는 40개의 제한된 표본에서 얻은 현장결과를 기반으로 하기 때문에 모든 건물 유형 및 환경조건을 반영하고 있다고 보기는 어렵다. 대상 지역 및 건물을 확대해 추가적인 변수를 더 고려한다면 정확도를 더욱 높일 수 있다. 실제 건물 환경 중심 E절감량 산출박소민 성균관대 연구원은 기존건물의 에너지성능평가 및 그린리모델링에 의한 에너지절감량 산정방법을 주제로 발표했다. 이를 통해 △시뮬레이션을 이용한 그린리모델링에 의한 에너지절감효과 분석방법 △실제 건물에너지사용량을 이용한 그린리모델링에 의한 에너지절감 효과 분석방법 △그린리모델링에 의한 에너지절감량 산정을 위한 대안 △Quasi-steady state방법을 이용한 시뮬레이션 결과와 실제에너지사용량의 측정가능 여부 등을 주로 다뤘다. 건물의 실제 운영 데이터를 활용한 그린리모델링에 의한 에너지절감량 산정을 위한 방법에 대한 연구와 기존에 주로 활용되는 시뮬레이션 방법은 입력데이터의 불확실성이 존재하며 실제에너지사용량을 사용하는 방법인 M&V Whole facility methods는 통계적 추론을 기반으로 하는 방법으로 추론에 의한 불확실성이 존재한다. 대안으로써 M&V Calibrated method의 활용 가능성에 대해 분석했다. 이 방법은 실제 건물의 운영환경을 반영한 시뮬레이션 툴의 입력값에 대한 선정에 따라 정확도가 판별되므로 통계적 추론을 최소화할 수 있는 방법이다. M&V Calibration method의 정확도는 측정 가능성에 따라 정확도가 판별되므로 건물의 실제운영 환경을 반영한 입력데이터를 선정해 활용가능성을 검토한다. 그 결과 난방과 급탕, 조명, 환기, 조리 및 기타 가전 기기에 대해 MBE 20% 이내로 측정이 가능했다. 실제 건물 운영에너지사용량과 시뮬레이션 오차 최소화가 가능하면 그린리모델링 후 에너지절감효과 분석뿐만 아니라 그린리모델링 전 사전조사 과정에서 기존 건물의 에너지성능분석 미 그린리모델링의 기술요소 적용 등 설계과정에서 활용이 가능하다. 추후 환절기와 냉방기에 대한 측정을 통해 기존 건물에 대한 에너지성능 분석가능성을 추가 분석하며 최소한의 실측을 통한 작동 모델을 도출할 예정이다. E시그니처모델, 난방에너지소비 척도 심지수 성균관대 박사는 ‘그린리모델링 대상건물 선정을 위한 기존 건물 성능평가 방법’이라는 주제로 발표했다. △연구 배경 △연구 목적 △그린리모델링 대상건물 선정방법 제안 △결론 △추후 연구 등으로 진행됐다. 준공연도가 오래된 건물인가 아니면 에너지를 과소비하는 건물인가, 준공연도도 오래되고 에너지를 과소비하는 건물을 노후건물이라고 판단해야 하는가 등 3가지 과정이 정의될 수 있다. 심 박사는 이미 보편화된 방법인 에너지시그니처모델을 활용한 성능 평가방법을 제안했다. 에너지시그니처방법은 건물 난방이나 냉방 에너지소비량이 결국 외기온도가 하강하고 증가함에 따라 각각 에너지소비량도 변화한다는 것이 가정되는 모델이다. 일반적으로 2가지 방법 관점에서 많이 활용되고 있다. 먼저 실제 수집된 건물 에너지소비량과 외기온도를 플로팅해서 난방에너지를 플로팅하면서 난방에너지소비량을 추출하는 방법으로 사용될 수 있다. 다음으로 물리적 요소로 시그니처를 만드는 방법까지 접근이 가능하다. 난방에너지소비량과 외기온도간 기울기를 민감도(Sensitivity)라고 하는데 기울기 두 가지 요소가 도출된다. 첫째로는 균형적 온도라고 해서 에너지소비량으로 플로팅했을 때를 고려하면 이 점이 의미하는 바는 결국엔 난방에너지가 소비되는 시간, 난방이 가동되는 시점에 외기온도라고 보면 된다. 이에 따라 건물의 물리적 관점에서 균형적 온도가 동일하게 설명된다. 건물을 생각해보면 실내 온도를 일정하게 유지하기 위해서는 실내온도는 결국 난방열 건물의 열손실과 열획득 두가지 비율로 형성된다. 그렇다면 난방의 열손실과 열획득 비율로서 형성되는 실내온도가 설정온도에 도달하면 난방에너지가 필요하지 않게 된다. 이제 균형적 온도는 열손실량과 열취득량의 비율로 설명이 되는데 조금 더 쉽게 풀이해보자면 벽체열관류율 또는 창호열관류율 같은 열손실과 재실자 특성 설정온도나 재실밀도 등이 다같이 고려된 변수라고 볼 수 있다. 보일러의 효율로 보면 외기온도가 변화함에 따른 난방에너지소비량의 속도라고 보면 된다. 건물이 열손실이 되는 것만큼 보일러의 효율에 따른 난방에너지소비라고 볼 수 있다. 결과적으로 이 2가지 요소는 각 건물의 물리적인 성능과 재실자의 특성을 모두 반영할 수 있다는 것을 의미한다. 심지수 박사는 “제 연구 목적 관점에서 결국 균형적 온도는 재실자의 과소비 재실자가 설정온도를 너무 높인다거나 설정온도를 많이 낮춘다든가 하는 소비를 고려할 수 있다”라며 “기울기는 결국 건물의 노후도, 건물 벽체열관류율이 낮아진다던가 효율이 낮아진다는 것을 유추할 수 있는 변수”라고 밝혔다. GR 적용 시 BECx 프로세스 적용 필요임종연 강원대 교수는 ‘건물외피커미셔널의 비용과 편익: 공공건축물 GR 사례’라는 주제를 발표했다. 임 교수는 “연구를 통해 그린리모델링 건축물 대부분 시공오류로 인해 ‘건물 외피’에 문제가 발생했으며 이러한 시공 오류를 방지하기 위해 BECx 프로세스의 적용이 필요하다”고 강조했다. 이어 “그린리모델링 확대를 위해서는 비용회수가 가능해야 하며 기간이 짧아야 할 것”이라며 “관련 연구에서 BECx의 효과를 보인 건축물은 대부분 상대적으로 규모가 크고 추가적인 운용비용이 많이 발생했다”고 말했다. 또한 “건물 규모가 커질수록 에너지소비는 증가하고 BECx의 효과가 더욱 커지는 경향이 있으므로 에너지사용량이 많은 건물은 BECx 적용을 고려해야 한다”라며 “비록 기존 프로젝트 비용에서 추가적인 비용이 발생하겠지만 커미셔닝분야에 대한 투자가 필요하다”고 밝혔다. 적정 설비용량 선정 필요홍구표 강원대 교수는 ‘그린리모델링 설계 시 적정 냉난방부하 산정’을 주제로 발표했다. 구체적으로 △탄소중립시대 건축의 변화 △그린리모델링에서 냉난방용량 적용 현황 △설비용량에 따른 에너지소비량 검토 △설비용량 산정을 위한 노력 등으로 진행됐다. 홍구표 교수는 “그린리모델링에서 냉난방부하가 감소됐어도 설비용량 증가사례가 많다”라며 “ 사후관리 대비 및 실제 에너지소비량을 줄이려면 적정 설비용량 선정이 중요하다”고 강조했다. 이를 위해 설계용 외기조건 최근 기상데이터 검토, 실내 설정온도 실태조사와 향후 그린리모델링 적정 용량 산정을 위한 프로그램을 개발할 예정이다. 또한 대상건물의 쾌적(열쾌적, 실내공기질 쾌적 등)을 먼저 고려하며 에너지절약(온실가스 배출저감) 방안을 검토하는 것이 필요하다. 벤치마크데이터, GR 성능평가 활용 가능서동현 충북대 교수는 ‘주거건물 에너지벤치마크데이터 개발 및 효율등급평가’를 주제로 발표했다. 세부적으로 벤치마크데이터를 소개하는 한편 △HEPS Microdata 활용 △건물에너지 벤치마크데이터 도출과 효율지표 제안 △국내 벤치마크데이터 결과 비교 등으로 구성됐다. 서동현 교수는 “미국의 벤치마크데이터 구축과 활용체계와 평가기술이 가장 진보적인 것”이라며 “기반 DB조사 및 구축과 B‧M DB구축 및 건물성능 평가체계, 평가도구와 건물검증 시행체계 등을 종합적으로 접근하는 것이 중요하다”고 강조했다. 국내의 경우 모든 것을 정부가 주도해 추진함으로써 형식은 갖췄으나 실효성은 떨어지는 상황으로 판단된다. 이에 따라 가장 기본적인 벤치마크데이터 확보가 시급하며 현재로서는 HEPS DB활용이 가장 현실적이다. 국토부 DB 보조활용도 가능하다. 현재 개발된 벤치마크데이터는 국토부 표준베이스라인 데이터에서 이미 주장한 것처럼 GR 성과평가에 직접 활용 가능하다. 서동현 교수는 “기술적으로는 다양한 용도건물 그룹별 에너지벤치마크데이터 제공으로 확대가 필요하다”라며 “점진적으로 평가체계 및 평가도구 개선, 지자체 시행역량강화로 확대가 필요하다”고 강조했다. 데이터넷, 융합 빅데이터 활용 실소비량 평가 김덕우 건설기술연구원 수석연구원은 ‘데이터넷: 새 시대의 새로운 데이터’라는 주제로 발표했다. 이를 통해 건물에너지소비 데이터 통합관리 기반기술 개발 사업을 소개했다. 2050년까지 달성해야 할 건물부문 탄소중립 로드맵을 통해 4가지가 강조됐다. 건물 온실가스 총량제를 에너지소비량 총량제와 동일시하면서 총량제와 연계한 노후건물 그린리모델링을 실시될 필요가 있다. 공공건물 그린리모델링 사업 지원 대상 확대 및 의무화 단계적 추진과 민간건물 그린리모델링 확산을 강조했다. Building level identification(실효적 지표 기반 전국 건축물 선별-지원-관리)를 통해 필요데이터의 경우 에너지사용량과 영향인자간 상관관계가 고려돼야 한다. 융합 빅데이터 활용을 통해 실소비량에 대한 신뢰할 수 있는 평가가 가능하다. 프로젝트 데이터넷을 통해 쓸만한 고품질 데이터로 믿을만한 성능 평가결과가 가능하며 과학적 의사결정(지원이나 제재)이 가능하다. 지속적 커미셔닝 활성화 필요윤성민 성균관대 교수는 ‘탄소중립을 위한 도시건물 디지털트윈 커뮤니티’를 주제로 발표했다. 윤성민 교수는 “건물 외피성능 향상을 위해서는 단열과 기밀이 중요하다”라며 “Smart thermostat 기술의 경우 IEA(국제에너지기구)가 효과적인 기술로 제시해 앞으로 주목된다”고 강조했다. 그린리모델링의 교훈을 통해 신축건물 가이드라인을 개발하는 것이 필요한데 예를 들어 미래의 그린리모델링을 위해 어떤 센서를 어디에 어느 정도 규모로 설치해야 하는가를 고려해야 할 필요가 있다. 그린리모델링 이후 사후관리 및 평가인 지속적 커미셔닝을 활성화시킬 필요가 있으며 디지털 환경을 활용한 광역진단 기술을 건물과 설비단위로 하향조정할 필요성이 제기됐다. 커뮤니티 단위의 그린리모델링 구현과 보다 폭넓은 시각을 통해 자원, 폐기물, 물 등 자원 활용 방안을 적극적으로 고민할 것을 주문했다. GR 적용 시 신재생E 시도 다양화 요구최영진 경기대 교수는 ‘그린리모델링에서의 신재생에너지 적용’을 주제로 발표했다. 서론을 통해 △지구온난화와 온실가스 △우리나라의 탄소중립 방향 △건축에서의 온실가스 배출 등을 진단했으며 건축물 신재생에너지 종류를 열거해 결론에서 종합적으로 향후 방향을 제시했다. 지구온난화 및 온실가스 배출이 사회적 문제로 대두됨에 따라 전 세계적인 관심과 노력이 진행 중이다. 국내에서도 온실가스 저감을 위해 다양한 연구 및 정책이 진행 중이지만 현재 국내 신재생에너지 발전 비중은 약 8%로 선진국에 비해 낮은 수준이다. 건축물의 성능 상승에는 한계가 있기에 건물에서 자체적으로 에너지를 생산하는 과정이 필요하다. 건축물에서 에너지를 생산할 수 있는 신재생에너지 종류와 장단점을 태양에너지를 중심으로 확인했다. 최영진 교수는 “그린리모델링에서 건축물에서의 신재생에너지 적용에 대한 다양한 시도와 연구를 통해 온실가스 배출을 억제하고 탄소중립 목표를 달성해야 한다”고 강조했다.
한국집단에너지협회는 지난 24일 서울 강남구에 위치한 세텍(SETEC)에서 ‘ZEB 의무화 전문가 초청 간담회’를 개최해 민간으로 확산이 예정된 ZEB의무화 관련 정책 및 추진동향을 공유하고 이에 대응하기 위한 전략을 모색했다. 전재구 집단에너지협회 상근부회장은 개회사에서 “지난해 이맘때는 날이 풀리기 시작했지만 올해는 아직 폭염이 이어지고 있으며 세계적으로도 기후변화로 인해 자연재해 및 재난이 끊이지 않을 정도로 기후변화가 심각해지고 있다”라며 “이에 따라 국가마다 탄소중립, 배출권거래제, 온실가스 감축, 제로에너지 등 다양한 정책을 시행하고 있다”고 밝혔다. 이어 “집단에너지 측면에서 당면과제는 생산측면의 배출권거래제, 판매측면의 제로에너지 정책 등이 있다”라며 “배출권거래제는 올해 무상할당제가 종료돼 내년부터 유상체제를 준비해야 하며 제로에너지 정책에 따라 소요량이 줄어 판매량에 타격을 받을 수 있으므로 이에 대비한 활로를 모색해야 하는 상황”이라고 진단했다. 전재구 부회장은 또한 “ZEB 민간의무화는 내년 민간 공동주택에 먼저 도입되며 2025년 1,000㎡ 이상 민간건축물에 도입될 예정”이라며 “집단에너지분야는 아직 ZEB내용이 생소할 정도로 대응이 늦었지만 이번 간담회를 계기로 새로운 시대에 집단에너지의 대응방안을 모색하고자 한다”고 밝혔다. 이번 간담회의 발제자로 초청된 이명주 명지대학교 교수는 ‘제로에너지공동주택과 집단에너지’ 발표에서 “국내 최초로 121세대 전체 단지의 제로에너지를 달성한 노원이지하우스는 난방부하가 10W/㎡에 불과하다”라며 “집단에너지사업자가 기존에 43W/㎡로 계산해왔던 것에 비하면 매우 적은 수치이며 ZEB의무화가 공공‧민간시장에 정착할 경우 20W/㎡ 수준이 될 전망이어서 에너지공급량 계산에 고민이 필요한 시점”이라고 지적했다. 노원이지하우스는 고단열, 열교차단, 기밀화 등을 적용한 외피시스템 개선으로 에너지부하를 61% 저감했으며 고효율설비를 통해 13%를 추가로 낮췄다. 이어 태양광 409kW, 지열 130RT 등 신재생에너지 적용으로 전체적인 제로에너지건축물을 달성한 사례다. 이에 따라 입주 후 4년간 세대당 월평균 에너지비용이 4만2,000원 수준으로 하루 약 1달러인 것으로 나타났다. ZEB의무화가 시행되면 이러한 고단열 외피시스템, 고효율설비, 신재생에너지 적용 등이 보편화될 전망이다. ZEB의무화는 주로 인증제도를 중심으로 이뤄질 것으로 예상되며 인증제도에서는 건축물의 1차에너지소요량, 신재생에너지 생산량 등이 중요개념으로 다뤄진다. 인증평가 시 먼저 냉난방, 급탕, 조명, 환기 등 5대 부하의 에너지소요량을 각각 산출해 바닥면적으로 나눈뒤 합산해 단위면적당 에너지소요량을 도출한다. ZEB인증은 단위면적당 에너지소요량을 1차에너지로 환산한 결과값이 현행 제도 기준으로 주거용 60~90kWh/㎡‧yr, 비주거용 80~140kWh/㎡‧yr다. 문제는 1차에너지를 환산할 때 환산계수를 적용한다는 점이다. 1차에너지 환산계수는 전력생산 및 연료운송 등에 손실되는 손실분을 고려하기 위해 적용하는 계수다. 도시가스는 1.1, 전력은 2.75, 지역난방은 0.728, 지역냉방은 0.937을 에너지소요량에 곱해 도출한다. 이명주 교수는 “지역난방 환산계수가 도시가스보다 낮아 인증제도에서 유리할 것 같지만 실상은 전혀 그렇지 않다”라며 “높은 반송동력, 분배손실이 발생해 낮은 환산계수의 이점을 상쇄하며 신재생에너지에도 속하지 않아 에너지자립률에도 인정받지 못하므로 인증제도 상 불리하다”고 지적했다. 이어 “이에 따라 인증획득에 유리한 지열을 주로 선정하고 있으나 집단에너지의 경우 낮은 투입비용, 편리한 유지관리 등이 장점”이라며 “탄소중립 에너지원으로 선택받기 위해 1차에너지 환산계수 현실화, 신재생에너지 생산기반 마련 등 조건이 갖춰질 수 있는지 검토해야 한다”고 제안했다. 실제로 EU는 집단에너지를 중요한 탄소중립 에너지원으로 검토하고 있다. 유럽기후재단(ECF)은 2019년 발표한 자료에서 탄소제로빌딩 열에너지 전환의 달성기여도를 가장 높은 비중으로 할당했다. ECF에 따르면 탄소제로빌딩은 △열에너지원의 전환 39% △건물성능 향상 19% △탈탄소 건축자재 19% △고효율 전기장치 11% △신재생에너지 전력 11% 등으로 달성할 수 있다고 제시했다. EU는 지역난방이 열병합발전이나 신재생에너지 기반을 경우 탄소중립의 중요한 수단으로 인정하고 있다. 실제로 EU의 건물부문 탄소중립 전략 및 방안을 담은 EPBD는 신축건물의 경우 재생에너지 열원으로 생산된 에너지가 부분적 또는 완전히 포함된 지역냉난방을 고려하도록 규정했다. 또한 강화되는 건축물 에너지효율을 감안해 저온열원을 공급하는 4세대 지역난방이 활성화되고 있다. 신재생에너지를 활용하면 화석연료를 사용하는 경우처럼 100℃ 이상 공급하기 어렵지만 건축물의 효율이 향상돼 고온을 공급할 필요성이 낮아지므로 신재생에너지로 생산한 40~60℃ 저온열원을 에너지효율적으로 공급함으로써 탄소중립에 기여하는 것이다. 간담회 전문가로 초청된 이응신 명지대 교수는 “집단에너지가 ZEB의무화 이후 선정받기 위해서는 1차에너지 환산계수 현실화를 실현하기 위한 활동이 필요하다”라며 “환산계수 도출공식에 따라 열에너지 생산량 및 판매량 등 데이터를 대입해 최근 5년간 지역난방의 환산계수를 산출한 결과는 현행 0.728보다 낮은 0.419”라고 밝혔다. 이어 “집단에너지 업계는 반송동력 효율화, 분배손실 최소화 등 기술개발 노력이 선행돼야 한다”라며 “이와 함께 신재생에너지를 이용하거나 폐열‧회수열을 통해 생산한 경우 지역난방을 신재생에너지에 포함함으로써 에너지자립률에 기여할 수 있을지, 저온열원으로 공급한 경우 효율성을 감안해 1차에너지소요량에 이점을 확보할 수 있을지 등 제도개선을 위한 활동전략이 필요하다”고 제안했다.
그린리모델링(GR) 얼라이언스(위원장 송두삼)는 지난 25일 서울 강남구에 위치한 한국과학기술회관에서 공공건축물 GR의무화에 따른 수요증가에 대비한 정책적, 제도적 정비방안dmf 공유하고 지자체 차원의 실효성 있는 GR활성화 방안을 공유하기 위한 세미나를 개최했다. 이번 세미나는 국토교통부(장관 원희룡), 국토안전관리원(원장 김일환)이 함께 주최했으며 행사는 △민간건축물 GR활성화를 위한 새로운 방안의 모색을 위하여(강구영 국토안전관리원 차장) △건물부문 탄소중립을 견인하는 GR인정제(송두삼 성균관대 교수) △GR의 에너지절감 및 온실가스 배출저감 효과분석 툴 개발의 필요성(윤용상 한국에너지전산연구소 대표) △지자체 중심 GR사업의 실효적 수행을 위한 GR지역거점의 역할(오병철 국제기후환경센터 실장)등 발제로 구성됐다. 송두삼 위원장은 개회사에서 “GR얼라이언스가 3년차를 맞이한 가운데 국가정책의 시장확산에 대해 더 고민해야 할 단계지만 정부 예산‧재정여건에 따라 어려움이 있는 것이 사실”이라며 “이러한 가운데서도 탄소중립, GR 이슈는 필수적으로 가야만 하는 전 세계적인 방향성이므로 다소 부침은 있을지언정 결과적으로 끊임없이 지속되거나 촉발될 여지가 큰 분야”라고 진단했다. 이어 “그간 GR얼라이언스는 다양한 연구활동과 정책제언, GR활성화사업 등을 위해 노력해왔다”라며 “앞으로 보다 실효적으로 GR을 추진하기 위해 민간에 확산할 수 있는 방안을 고민해야 한다”고 강조했다. 권혁기 국토안전관리원 본부장은 축사에서 “2050 탄소중립이 세계 공동의 목표지만 우리나라는 건물부문 온실가스 감축에 큰 진전을 보이지 못하는 것이 현실”이라며 “이를 개선하기 위해 국토부는 2025년 공공건축물 GR의무화 정책을 추진 중이며 산‧학‧연의 다양한 참여와 혁신적인 아이디어가 모아진다면 효과가 극대화될 수 있을 것”이라고 밝혔다. 이어 “이러한 상황에서 GR얼라이언스는 매우 중요한 주체이며 위원들의 노력이 GR사업의 미래 원동력”이라며 “이번 행사를 통해 GR사업이 더욱 활성화될 수 있도록 다양한 의견이 오가는 자리가 되길 바란다”고 밝혔다. 첫 발표자로 나선 강구영 국토안전관리원 차장은 ‘민간건축물 GR활성화를 위한 새로운 방안의 모색을 위하여’를 주제로 발표한 자리에서 “민간GR 지원제도로서 이자지원사업을 운영 중이지만 아파트 단위세대 위주의 사업인 점, 대형건축물‧저소득층 참여가 저조한 점, 8개 필수공사항목을 지정해 자율성이 제한된 점, 공사비 직접지원이 불가능한 점, 대출이자의 일부만 지원해 효과가 미미한 점 등이 한계로 지목된다”라며 “해외사례 등을 참고해 기자재 등 현물지원을 비롯해 포상, 공사비지원, 이자지원 등 현금지원으로 확대를 고민해야 하며 지원금액규모도 전향적으로 상향하는 방안을 고민해야 한다”고 밝혔다. 이어 송두삼 위원장은 ‘건물부문 탄소중립을 견인하는 GR인정제’ 주제발표에서 “2025년 공공건축물 의무화를 대비해 국가가 적정한 GR이 이뤄졌음을 인정하는 제도를 마련해야 효과를 체감하며 자격을 부여할 수 있고 민간확산을 도모할 수 있다”라며 “앞서 건축공간연구원(AURI)은 녹색건축물 조성지원법 및 관련 규칙개정을 통한 법적근거 확보와 인정제 운영체계 구축을 위한 구체적 사항에 대한 선행연구를 수행했으며 인정제는 부동산거래 시 활용하는 등 다양한 방안을 고민할 수 있을 것”이라고 밝혔다. 이어 윤용상 한국에너지전산연구소 대표는 ‘GR의 에너지절감 및 온실가스 배출저감 효과분석 툴 개발의 필요성’ 발표에서 “현행 공공건축물 GR지원사업 가이드라인 상 지원항목 및 기술요소 세부기준을 살펴보면 배점체계상 예측가능성, 형평성, 비용효용성, 시공용이성, 온실가스 배출량 검토, 평가 및 의사결정의 신속성 등에 제한을 받는다”라며 “클라우드 플랫폼 기반의 실시간 건물에너지성능 평가 및 정보지원시스템을 활용해 다소간의 오차를 허용하더라도 현행 행정절차 요구시한을 감안해 의사결정의 신속성을 확보해 줄 필요가 있다”고 밝혔다. 마지막 발표자로 나선 오병철 국제기후환경센터 실장은 ‘지자체 중심 GR사업의 실효적 수행을 위한 GR지역거점의 역할’ 발표에서 “지자체는 특성상 일관성, 통일성, 전문성 있는 정책추진이 어려우며 예산과 전문인력 등 규모의 한계가 뚜렷하다”라며 “GR지역거점플랫폼과 같은 지원센터는 전문인력 교육, 사업검수 및 평가, 프로젝트 관리 등을 지원하기 때문에 부족한 예산, 전문성, 인력을 효율적으로 활용케 할 수 있으므로 보다 역할과 역량을 확대해야 한다”고 밝혔다. 발제 이후에는 송두삼 GR얼라이언스 위원장의 사회로 발표자를 비롯해 △김준태 공주대 교수 △서동현 충북대 교수 △서현철 경북대 교수 △임종연 강원대 교수 △이정재 동아대 교수 등이 패널로 참석해 GR얼라이언스 및 지역거점플랫폼의 활동과 정책‧제도적 개선방안에 대한 다양한 의견이 오갔다.
대한설비공학회(회장 정재동) ESG연구회(위원장 송두삼)는 지난 21일 서울 강남구에 위치한 한국과학기술회관에서 이브닝세미나를 개최해 최근 화두인 ESG경영 트렌드와 최근 제정이 진행 중인 국내 ESG 공시기준 동향에 대한 정보를 나눴다. 설비공학회는 건설산업 전반의 ESG성과를 제고하고 상호 정보교류를 위해 지난 6월 ESG연구회를 구성해 전문가 세미나 및 토론회를 진행하고 있다. 이번 토론회는 ESG연구회와 ZEB시스템전문위원회가 공동으로 주관해 개최됐다. 최준영 설비공학회 차기회장은 인사말에서 “최근 ESG에 대한 언급이 증가하고 있으며 설비공학회 회원사들도 하나둘 ESG경영에 동참하고 있다”라며 “비교적 최근 확산되기 시작한 ESG는 아직 우리나라에 본격적으로 자리잡은 영역이 아니어서 개념적으로만 이해하고 있는 경우가 많다”고 지적했다. 이어 “ESG가 실제로 기업경영환경에 어떤 영향력이 있으며 우리 삶이 어떻게 바뀌어 나갈지에 대해 배움과 공부가 필요하다”라며 “ESG연구회는 저명한 전문가에게 양질의 자료를 바탕으로 세미나를 지속 개최할 예정이며 이를 통해 ESG를 이해하고 국내 기업들이 경영에 효과적으로 접목할 수 있도록 브레인스토밍과 토론을 이어나갈 것”이라고 밝혔다. 송두삼 ESG연구회 위원장은 개회사를 통해 “이번 이브닝세미나는 지난 6월 창립한 ESG연구회가 개최하는 첫 공식행사”라며 “지난해부터 화두가 돼 관심도가 급격히 높아진 ESG는 논의가 진행될수록 앞으로 더욱 중요성이 커질 분야”라고 밝혔다. 이어 “전 세계적인 탄소중립 이슈를 실제로는 ESG가 주도할 것으로 예상되며 선언적 성격을 갖는 탄소중립에 비해 ESG는 실질적인 구속력을 부여하는 개념”이라며 “자본주의가 ESG라는 성경책을 새로 만들어 재무장한 셈이며 이를 믿고 따르지 않으면 나쁜 사람으로 인식되는 상황이라고 비유할 수 있을 정도로 중요한 이슈”라고 평가했다. 송두삼 위원장은 또한 “ESG는 탄소중립을 달성하기 위한 정책사업의 추진동력을 마련하기 쉽지 않은 상황에서 돌파구를 제공할 수 있을 것으로 기대된다”라며 “예를 들어 그린리모델링의 경우 건물부문 탄소중립을 위한 핵심적인 분야임에도 민간투자가 일어나기 어려운 만큼 정부의 지속적인 예산투입이 불가피하지만 만약 이러한 친환경 녹색건축 활동에 ESG점수를 부여토록 평가체계를 만들면 정부가 강제하지 않아도 자발적으로 투자하는 기업들이 생길 것”이라고 강조했다. 이어 “특히 건설산업은 태생적으로 PF(Project Financing)에 기반하는 만큼 최근 자본들이 대부분 ESG자본이라는 점에 주목할 필요가 있다”라며 “예컨대 국민연금도 50% 이상은 ESG펀드가 되고 있으며 글로벌 펀드 역시 대부분 ESG화 되고 있고 최근에는 스콥3 영역인 협력사까지도 평가대상에 포함될 정도이므로 ESG에 발빠르게 대응할수록 기업이 더 빠르게 성장할 수 있을 것”이라고 전망했다. 건설업, 저탄소자재‧고효율설비 등 ‘주요이슈’ 이번 이브닝세미나에 전문가로 초청된 심홍석 딜로이트 안진회계법인 부장은 ‘가속화되는 ESG 의무공시 및 건설산업 대응방향’을 주제로 한 발표를 통해 “그간 E, S, G에 관한 개별적 정부규제, 관심들은 있었으나 규제기반으로 진행되다보니 마켓확장에 한계가 있었으며 기업들은 각자 영역에서 최소기준만 만족하려는 보수적 입장을 취해왔다”라며 “그러나 ESG 트렌드가 투자관점으로 완전히 바뀌면서 투자자의 이해를 돕고 기후리스크 회피 및 기회요인 확보 등 투자성과 확대를 위한 지속가능성 측면을 평가하고 있어 기업들이 사활을 걸고 있다”고 밝혔다. 그간 ESG 평가 및 공시는 다양한 프레임워크, 이니셔티브, 가이드라인, 평가기준 등을 통해 수백개 기관들이 수백, 수천가지 기준을 만들어 평가 해오면서 효과적으로 발전하지 못했지만 최근 EU를 필두로 여러 국제기구에서 ESG △지배구조 △전략 △위험관리 △지표 및 목표 등 4대 핵심요소 기반의 의무공시기준을 도입하면서 양상이 변화하고 있다. EU는 2022년 말 CSRD 기준을 승인해 상장사의 지속가능성 확장을 촉진하기 위한 비재무공시를 의무화한 바 있다. 이러한 EU 최소기준에 따라 회원국들은 법률상 지침으로 후속개발을 이어가는 중이다. 국제지속가능성기준위원회(ISSB)는 ‘IFRS S1(일반공시요건)’, ‘IFRS S2(기후관련 공시요건)’를 개발해 모든 ESG분야 중 재무정보와 가장 연계성이 높은 기후변화관련 기준을 우선적으로 제정해 발표했다. 미국 증권거래위원회(SEC)도 ‘Climate-Related Disclosures for Investors’ 제안규칙을 발표해 투자자를 위한 기후변화 관련 정보공시를 강화하고 있다. 우리나라도 금융위원회가 2021년 ESG보고서 의무공시계획을 발표했으며 2022년 한국지속가능성기준위원회(KSSB)를 설립했다. 연말 KSSB 공시기준이 발표되면 2025년 2조원 이상 상장사를 시작으로 2030년까지 순차적으로 지속가능보고서 공시 및 인증이 의무화될 것으로 예상된다. 국내 공시기준을 개발 중인 KSSB는 큰 틀에서 ISSB기준을 준용할 전망이다. 글로벌 건설산업 역시 ESG활동에 열을 올리고 있다. 글로벌시장 상위매출을 올리고 있는 기업들의 ESG평가결과를 MSCI(모건스탠리캐피털인터내셔널) 등급으로 살펴보면 △프랑스 VINCI(매출 7위) A등급 △일본 Daiwa House Group(11위) AA등급 △스페인 ACS(12위) AA등급 등 높은 ESG등급을 획득했다. 국내 건설사를 살펴보면 △삼성물산 건설무분(15위) A등급 △현대건설(23위) BBB등급 등 준수한 등급을 획득한 것으로 나타났다. 현재 ESG평가와 관련해서는 MSCI, CDP(Carbon Disclosure Project), S&P DJSI ESG score, Sustainalytics, 한국ESG기준원 등의 평가지표를 활용하고 있으나 향후 건설산업은 ISSB ESG기준에 맞춰 기업의 모든 연결기준을 적용범위로 ESG공시를 요구받을 것으로 예상되는 만큼 자회사, 해외법인, 투자사 등을 망라해 ESG데이터를 연계수집할 수 있는 플랫폼 구축이 필요할 것으로 보인다. 또한 자재사의 ESG평가 등 스콥3에 대해서도 의무공시토록 하거나 고객사가 관련내용을 요구하는 등 공시압력이 강화되고 있으므로 건설자재에 대한 탄소DB 개발 및 저탄소자재 구매시스템을 구축할 필요성이 높다. 이와 함께 건설산업 가치사슬에서 탄소배출에 높은 비중을 차지하는 영역이 운영부문인 만큼 녹색건축 관점에서 ESG지표에 재생에너지 및 에너지효율화 건축물에 대한 공시를 요구하는 사례가 늘고 있다. 이에 따라 고효율에너지설비 및 관리시스템, 재생에너지기술 확보 및 적용이 시급한 상황이다.
유기단열재 통합 KS 인증인 KS M ISO 4898(경질 발포플라스틱 건축물 단열재)가 지난 7월18일 개정될 당시 포함된 장기열전도율에 대한 관심이 집중되고 있는 가운데 관련 법령에 반영하기 위한 검토가 이뤄지고 있어 장기적 단열성능이 의무기준으로 마련될지 주목된다. 장기열전도율은 건축물 생애주기(LCA)에 대한 최근 건축업계 내 논의가 활발해짐에 따라 건축자재 내재탄소 등을 고려해 마련됐다. 또한 사용자가 오랜기간이 지난 후 단열재의 성능이 어느 정도인지 가늠할 기준을 제공함으로써 제품선택 기준을 한가지 더 제시했다는 점에서 기업간 성능경쟁을 촉발할 것으로 보인다. 그러나 단열재 제품에 장기열저항 개념이 포함돼도 '건축물의 에너지절약 설계기준' 등 관계법령에 반영되지 않는다면 효과가 제한적이라는 한계가 있다. 현재 국토부가 관장하는 건축물의 에너지절약설계기준에는 단열재의 장기열전도율에 대한 규정이 없는 상태다. 설계기준은 건축 시 법적 의무사항으로 적용해야하는 최소기준이며 건축물 에너지성능과 관련된 각종 인증제도에서도 이러한 최소 의무기준을 참조해 제도를 설계하는 만큼 의무화 또는 인센티브 제도 없이 성능은 좋지만 비싼 자재를 시장에서 자발적으로 선택하기는 어려운 것이 현실이다. 건축물은 통상 장기간 존속하는 구조물로서 적어도 리모델링 연한 15년 이상, 재건축 연한 30년 이상은 단열재 등 외피시스템의 큰 변화가 없다. 발포가스를 사용해 생산하는 단열재의 경우 시간경과에 따라 발포제가 새어 나가면서 단열성능 저하가 발생하는 특성이 있지만 그간 설계기준은 초기열전도율만을 감안한 벽체열관류율 및 단열재두께를 정하고 있다. 또한 이러한 설계기준은 에너지 절감효과 등 각종 통계의 기준이 되기도 해 실상을 반영하지 못하는 한계가 있다. 이러한 상황에서 최근 단열재 KS를 개정한 국가기술표준원이 국토교통부에 장기열전도율에 대한 의견을 전달한 것으로 알려졌으며 국토부 또한 이에 대해 검토하겠다는 입장이어서 설계기준에 장기열저항 개념이 반영될지 주목된다. 업계에서는 관계법령 개정이 이뤄질 경우 시간경과에 따른 단열성능 변화가 없는 EPS, 무기단열재 등을 제외하고 장기열저항이 초기열저항과 다른 XPS, PIR, PF 등 단열재는 초기열전도도 대신 장기열전도율이 설계기준에 반영될 것으로 예상하고 있다. 다만 현행 KS가 장기열전도율을 제조사 제시값으로만 인증하고 있으며 장기열전도율 수준에 따라 등급을 차등하고 있지 않아 설계기준에 곧장 반영하는 것은 쉽지 않다는 의견도 있다. 즉 현행 설계기준은 단열재 두께를 정하면서 기존 KS 분류체계인 '가, 나, 다, 라' 등 등급을 인용하고 있으므로 이러한 분류체계 개정이 선행돼야 하며 KS에 등급분류가 없는 장기열전도율 개념을 어떤 방식으로 반영할 수 있을지 의견취합이 필요할 것이라는 설명이다. 국가기술표준원의 관계자는 “이번 단열재 KS 개정에서 장기열전도율 관련내용 추가 시 고려했던 점은 외국 사례, 현재 국내 단열재 업계 상황, 단열재 특유물성 등”이라며 “국토부에 이번 개정 사실을 정식으로 통보했다”고 공식화했다. 국토부 녹색건축과의 관계자는 “최근 시행된 단열재 KS 개정과 관련 담당자가 내용을 파악하고 있으며 이를 면밀히 검토해 공식적인 입장을 발표할 것”이라고 밝혔다.
한국에너지기술평가원(이하 에기평)의 에너지기술개발사업의 일환으로 구성된 ‘자율운전 기반 지능형건물 에너지·환경 통합관리시스템(iBEEMS: intelligent Building Energy and Environment Management System) 개발사업단(단장 문현준)’은 인공지능(AI)을 이용해 대학교 기숙사를 대상으로 건물에너지절감과 동시에 실내건강환경 개선의 효과를 동시에 달성할 수 있음을 입증했다. iBEEMS 과제는 건강하고 쾌적한 실내환경 제공과 건물에너지 절감을 동시에 만족하기 위해 AI를 활용한 자율운전기반의 건물에너지·환경 통합관리시스템을 개발·실증하는 것을 목표로 2021년 5월부터 2026년 4월까지 진행된다. iBEEMS 개발사업단은 AI기반 자율운전제어 기술을 개발하고 대학교 기숙사에 적용해 2022년부터 실증을 수행해 왔다. 냉방기 실증결과로 △에너지 사용량 42.5% 감소 △실내 열쾌적 34.3% 개선 △실내공기질 51.3% 개선 등 성과를 도출했다. 이러한 성과에는 강화학습기반의 AI 자율운전 학습모델을 통해 거주자의 무분별한 에어컨 운전으로 인한 에너지 낭비를 줄이고 재실자의 행태를 예측해 필요시에 필요한 양만큼 냉방시스템 가동, 환기량 도입, 공기청정기 가동 등을 연계 운전한 결과다. 또한 실내 및 외기 온‧습도와 공기질 정확하게 예측해 최소한의 에너지로 최적의 건강환경을 제공했다. 기숙사 대상의 실증을 통해 AI기반의 자율운전의 성과를 확인한 iBEEMS 개발사업단은 올해부터는 대상실과 대상층을 한층 더 확대해 적용하고 있다. 문현준 단장은 “건물의 냉난방공조 및 플랜트를 정확하게 운전하는 것은 에너지 절감과 쾌적환경 제공을 위해 필수적”이라며 “그러나 건물사용자의 행태를 예측하고 기상상태를 고려해야하는 등 다양한 변수들을 동시에 고려해야하기 때문에 결코 쉽지 않은 일”이라고 지적했다. 이어 “거주자 및 관리자가 놓칠 수 있는 에너지절감 요소를 자동으로 찾아 제어해주는 것이 AI 자율운전의 핵심”이라며 “이번 연구성과를 확인한 기숙사 관계자들이 실증범위를 확대하고 대상건물을 추가해달라는 요청이 있던 만큼 올해는 실증범위가 늘어나 더 많은 성과들이 있을 것”이라며 연구성과에 대한 기대감을 밝혔다. iBEEMS 개발사업단은 성공적인 실증성과에 힘입어 기숙사에서 나아가 대상범위 및 건물을 확대할 예정이다. 올해에는 삼성동에 위치한 아이파크타워와 롯데마트를 대상으로 시범운영을 진행한다. 이를 바탕으로 연구종료 단계에서 ‘완전자율운전’이 가능한 자율운전 3.5단계의 기술 수준을 달성한다는 목표를 갖고 있다. 특히 연구단의 R&D를 통해 도출된 핵심기술 및 성과는 국내 단체표준으로도 제정될 전망이다. 한국EMS협회(회장 박찬우)는 iBEEMS의 시장보급 확산을 위해 개발사업단에 속해 단체표준제정연구를 수행하고 있다. 박병훈 EMS협회 사무총장은 “이번 실증결과는 iBEEMS가 국내시장에서 충분한 경쟁력을 갖출 수 있다는 것을 보여주는 결과”라며 “EMS협회는 iBEEMS 플랫폼 확산을 위해 실증사례 및 핵심기술들에 대한 표준 제정 연구에 최선을 다하겠다”고 밝혔다. 문현준 단장은 “iBEEMS 플랫폼이 건축, 에너지, 컴퓨터 공학, 데이터 사이언스 등의 융합 연구인 만큼 다양한 산학연 기관들이 모여 각자의 연구에 최선을 다하고 있다”라며 “적극적인 참여를 해주는 참여 기관들에게 감사드리며 각 기관의 연구성과물들이 iBEEMS 플랫폼에 빠짐없이 구현돼 세계 최고의 건물에너지 절감 기술로 완성할 것”이라고 강조했다.
내년 건물에너지관련 인증제도가 통합되고 공공부문 ZEB의무화 상향, 민간부문 설계기준 강화방안 제시가 이뤄지는 등 건물에너지정책이 작지 않은 변화를 맞이할 것으로 예상된다. 국토교통부와 한국에너지공단은 지난 18일 ‘건축물 에너지효율화 관련 정책설명회’를 개최해 △제로에너지건축물(ZEB)‧에너지효율등급 인증제도 통합(안) △민간건축물 설계기준 강화방향(ZEB화 및 소규모건축물 성능관리) 등 내용을 발표했다. 우리나라는 2017년 단계적인 ZEB의무화 로드맵을 발표하며 세계 최초로 ZEB인증제도를 시행한 바 있다. 로드맵에 따라 2020년 1,000㎡ 이상 공공건축물에 ZEB 5등급이 의무화돼있으며 올해부터 500㎡ 이상 공공건축물 및 공공이 건축하는 30세대 이상 공동주택 역시 ZEB 5등급 의무대상으로 편입돼 시행 중이다. 내년부터는 30세대 이상 민간 건축물이 ZEB 5등급 수준의 설계를 적용해야 하며 2025년에는 공공부문 ZEB 4등급 인증이 의무화되고 민간부문은 1,000㎡ 이상 건축물에 ZEB 5등급 수준의 설계가 적용돼야 한다. 2030년에는 공공부문에 ZEB 3등급인증 의무화가 시행되며 민간부문은 연면적 500㎡ 이상인 건축물은 ZEB 5등급 수준의 설계를 적용해야 한다. 그러나 현행 ZEB인증은 건축물에너지효율등급 1++인증을 획득한 건축물을 대상으로 에너지자립률을 평가하는 형태로서 사실상 건축물에너지효율등급인증의 상위 인증을 하고 있음에도 별도 제도로 운영돼 인증수요자 입장에서는 유사인증을 두 번 따로 획득해야 하는 번거로움이 있었다. 이에 더해 향후 ZEB인증 의무대상이 확대되거나 ZEB인증 수준으로 건축물 설계가 의무화될 경우 ZEB인증의 전제조건인 건축물에너지효율등급인증은 사실상 획득 필요성이 떨어지는 만큼 제도 존속의 필요성을 재검토 해야 한다는 지적도 있었다. 이에 따라 에너지공단은 건축물에너지효율등급인증을 ZEB인증에 흡수시킬 방침이다. 현행 건축물에너지효율등급 중 사실상 수요가 없는 1~7등급을 삭제하는 한편 현재 1++등급을 전제조건으로 하는 ZEB인증을 인증등급별로 1차에너지소요량에 차등을 두는 형태로 두 인증제도를 통합키로 했다. 특히 에너지자립률 120% 이상을 달성할 경우 취득할 수 있는 ZEB Plus 등급을 신설해 플러스에너지빌딩(PEB) 개념을 도입한다. 서윤규 에너지공단 건물에너지실 박사는 “현행 인증기준인 에너지자립률을 기본 평가기준으로, 1차에너지소요량을 보조 평가기준으로 활용함으로써 인증제도 통합에 최소한의 변화만 줄 것”이라며 “건축물에너지효율등급 인증제도 내에서 실효성이 없거나 수요가 없는 등급을 제외하는 한편 진취적인 ZEB 확산을 위해 ‘ZEB Plus’ 등급을 신설할 계획”이라고 밝혔다. 개편방향에 따르면 통합된 ZEB인증은 ZEB 5등급~ZEB Plus 등 총 6등급으로 구분된다. 등급별로 1차에너지소요량 기준도 강화된다. 에너지모니터링시스템은 모든 등급에서 설치유무만 확인한다. 세부적으로 살펴보면 △ZEB 5등급은 에너지자립률 20% 이상, 1차에너지소요량은 주거용 70~90kWh/㎡‧y, 비주거용 90~130kWh/㎡‧y △ZEB 4등급은 에너지자립률 40% 이상, 1차에너지소요량은 주거용 50~70kWh/㎡‧y, 비주거용 50~90kWh/㎡‧y △ZEB 3등급은 에너지자립률 60% 이상, 1차에너지소요량은 주거용 30~50kWh/㎡‧y, 비주거용 10~50kWh/㎡‧y △ZEB 2등급은 에너지자립률 80% 이상, 1차에너지소요량은 주거용 10~30kWh/㎡‧y, 비주거용 –30~10kWh/㎡‧y △ZEB 1등급은 에너지자립률 100% 이상, 1차에너지소요량은 주거용 –10~10kWh/㎡‧y, 비주거용은 –70~-30kWh/㎡‧y △ZEB Plus등급은 에너지자립률 120% 이상, 1차에너지소요량은 주거용 –10kWh/㎡‧y 미만, 비주거용은 –70kWh/㎡‧y 미만 등이다. 이와 함께 2025년에 적용될 공공부문 ZEB인증 의무화에 대한 기본방향이 발표됐다. 2025년부터 공공건축물 중 일부 용도 및 규모는 ZEB인증 4등급을 의무적으로 취득해야 할 전망이다. 구체적인 용도와 규모는 확정되지 않았으나 건축법 상 29개 용도 중 일부에 대해 1,000㎡ 이상인 건축물이 대상이 될 것으로 예상된다. 에너지공단은 등급 상향대상 선정 시 에너지자립률 상향에 따른 충격을 방지하기 위해 산업통상자원부의 신재생에너지 생산설비 설치의무화 제도 적용대상을 우선 검토해 시장혼란을 최소화할 계획이다. 또한 등급상향을 통해 에너지절감 효과를 높이기 위해 단위면적당 에너지사용량이 높은 시설을 우선적으로 검토할 방침이며 의무화 대상의 규모를 확보하기 위해 인허가나 인증취득률이 높은 용도를 선정할 계획이다. 민간 설계기준, 1차에너지소요량 기반 인허가 민간부문도 에너지소비총량제 확대, ZEB 5등급 수준 설계기준 강화 등 계획이 발표됐다. 그간 정부는 건물에너지효율화 과정에서 국가가 특정 아이템 적용을 강제하는 형태의 현재 방향보다 민간이 자율적으로 아이템을 선정해 결과적으로 특정 에너지성능을 만족케 하는 것이 합리적이라는 판단에 따라 에너지소비총량제를 적용, 확대하고 있다. 에너지소비총량제는 1차에너지소요량 기준을 제시하고 민간이 다양한 에너지절감요소를 적용해 조건을 만족토록 하는 제도다. 현행 에너지성능지표(EPI)가 특정 설비 적용 시 점수를 부여하고 일정점수 이상을 만족토록 하는 것에 비해 자율성이 높은 방식이다. 국토부는 2010년 에너지소비총량제를 도입한 이후 2017년 에너지소비총량제에 따른 1차에너지소요량 평가서 제출 시 EPI를 면제하고 있다. 2025년부터는 에너지절약계획서 제출 시 첨부토록한 EPI를 1차에너지소요량 평가서로 대체하는 방안이 추진된다. ZEB인증 취득이 의무화되는 공공부문과 달리 민간부문에서는 1차에너지소요량 평가서 기준을 ZEB 5등급 수준으로 상향하되 인증의무는 부여하지 않을 것으로 예상된다. 1차에너지소요량 평가서 계산 프로그램은 ECO2-OD이며 에너지절약계획서 검토기관은 현재 △에너지공단 △한국부동산원 △국토안전관리원 △한국교육녹색환경연구원 △한국생산성본부인증원 △한국환경건축연구원 등으로 변함없이 운영될 예정이다. 이와 같은 방안이 적용됨에 따라 EPI 배점항목만 평가됐던 것과 달리 냉난방, 급탕, 조명, 환기 등 5대 용도와 관련된 모든 요소에 대해 평가가 가능하다. 또한 많은 아이템을 적용할수록 점수를 높게 받을 수 있었던 기존제도에 비해 최적설계 적용으로 비용최적화와 함께 아이템 간 시너지효과도 기대된다. 김진호 에너지공단 녹색건축센터장은 “올해 ZEB인증 프로그램인 ECO2와 1차에너지소요량 평가프로그램인 ECO2-OD를 개선해 연말 경 발표할 예정이며 2024년 민간건축물 ZEB 5등급수준 설계기준 강화 내용을 공개함으로써 2025년 본격적인 적용에 시장이 대비할 수 있게할 것”이라며 “또한 동수 기준으로 전체 건축물의 85.1%를 차지하는 500㎡ 이하 소규모 건축물에 대해서도 건물에너지효율 최소 의무사항인 시방기준을 제시하기 위해 준비 중”이라고 밝혔다.
기후위기로 인해 탄소중립에 대한 열망이 전 지구로 확대되며 세계 각국은 에너지전환을 시행하고 있다. 지금껏 석탄 등 화력발전과 원전 등 기존 에너지원을 주로 사용해왔다면 이제는 친환경요소를 활용한 에너지원을 만들어내는 데 주력하고 있다. 이를 위해 각국은 정책적 지원을 통해 재생열에너지를 중심으로 한 에너지활용을 적극 권장하거나 의무화하는 등 일관된 방향으로 로드맵을 제시하고 있다. 양이원영 더불어민주당 국회의원은 칸kharn과 공동으로 7월28일 국회의원회관 제2세미나실에서 ‘재생열에너지 활성화 국회토론회’를 개최했다. 권영호 태양열융합협회 회장(대독 이도성 부회장)은 개회사를 통해 “국내 최종에너지 소비 형태 중 순수 전력소비 비중이 약 20% 수준임을 감안하면 열에너지 탄소배출 감축이 탄소중립을 위한 전력부문 탄소중립에 뒤지 않음을 이해하며 정책 방향도 균형있는 추진 전략이 마련돼야 할 것”이라며 “아울러 분산에너지 활성화 특별법이 전기부문만의 활성화 법이 되지 않았으면 하며 탄소중립정책이 전기부문의 단일에너지원을 사용하는 시스템이 아닌 보다 다양한 신재생에너지를 효율적으로 사용할 수 있는 시스템을 통해 안정성을 확보하는 정책이 추진되는 계기가 됐으면 한다”고 말했다. 양이원영 의원은 환영사를 통해 “일정 규모 이상 신축건물이나 열공급사업자를 대상으로 일정 비율 이상 재생열에너지를 의무적으로 공급하도록 하는 RHO(재생열에너지공급의무화제도) 도입이 무산되는 등 아쉬움이 크다”라며 “균형있는 에너지산업 생태계 구축을 위해 재생열에너지산업 활성화가 꼭 필요한 시점”이라고 밝혔다. 김철영 설비기술협회 회장은 축사를 통해 “열에너지는 대부분 화석연료를 연소시켜 열을 생산하고 있으며 2050년 탄소중립을 달성하기 위해서는 열부문에서도 신재생에너지를 통해 화석연료에 대한 의존도를 최대한 낮추는 것이 불가피하다”라며 “전기가 필요한 곳에는 전력 생산 재생에너지를, 열이 필요한 곳에는 열 생산 재생에너지가 공급돼야 효율적인 에너지산업이 될 수 있다”고 밝혔다. 조일현 박사 "신재생E공급비율 산정, 재생열 보급시 난제"조일현 에너지경제연구원 박사는 ‘재생열에너지 보급 활성화 장벽’라는 주제를 통해 △재생열에너지 보급 실태 분석 △재생열에너지 보급의 경제적 장벽 △재생열에너지 보급의 비경제적 장벽 등의 순으로 발표를 진행했다. 국내 열부문은 RHO(Renewable Heat Obligation) 도입 논의에 그쳤을 뿐 주요 정책적 목표 및 수단이 부재하다. RHO는 지난 2015년 독일이 시행하기 시작한 재생에너지도입을 목적으로 일정비율 이상 재생에너지를 의무적으로 사용할 것을 규정한 제도다. 연구 이후 지난 2년간 에너지가격상승과 에너지안보위기 및 러시아-우크라이나 전쟁 등으로 인한 공급망 위기가 파장을 일으켰다. 이는 에너지를 중심으로 국제정세의 변수로 작용하며 신재생열에너지도입이 어려움을 겪는 원인으로 작용했다. 건축물에 적용되는 재생에너지를 자가형 태양광, 태양열, 수열, 지열 등으로 구분했을 때 자가형 태양광은 보급세가 빠르게 증가했다. 반면 당시 지열은 보급세가 주춤했고 태양열은 오히려 하락했으며 수열은 보급 초기 단계였다. 정책적 수단은 크게 재생열에너지설치 의무화나 인센티브 제공 등이 있다. 인센티브 제공측면에서는 에너지생산과 에너지설비설치 등에 대한 지원이 있다. 에너지생산에 대한 지원과 관련 전력대비 거래하기 어렵기 때문에 에너지생산에 대한 다양한 지원은 열부문에 적용하기 쉽지 않다. 현재 건축물 냉난방에 사용되는 재생에너지비중은 약 3% 정도이며 재생전력을 제외했을때 지열과 태양열의 영향력은 극히 미미하다. 이와 관련 재생에너지분야에서 앞서나가는 유럽을 예로 들면 유럽의 재생에너지비중은 22% 수준으로 우리나라에 비해 월등히 높다. 소비자와 기업을 대상으로 무엇이 재생열에너지보급의 장애요소인지 신재생에너지를 설치한 1,000여세대를 대상으로 조사한 결과 경제성이 가장 큰 장애요인이었다. 이때 태양광은 수용성확보가 부족했다는 결과를 도출할 수 있었다. 설비설치 및 운영 만족도는 태양열은 태양광대비 유의미하게 낮은 것으로 나타났다. 주택에 설치한 사람들을 대상으로 보급 활성화를 위해 무엇이 필요한지 물은 결과 태양열은 보조금과 에너지생산량에 대한 개선 요구, 지열은 설비설치단계 초기 정보 제공에 대한 개선 요구가 많았다. 한국에너지공단 보급사업에 참여한 기업을 대상으로 보급상 애로사항을 청취한 결과 태양열과 지열에 대한 공통적인 애로사항으로 재생열에너지 의무화사업에서 전기와 열에너지간 구분이 없으며 신재생에너지공급비율 산정에 불리하다는 점이 가장 큰 어려움으로 나타났다. 공공건축과 제로에너지건축에 있어서도 의무화비율을 맞추는데 열이 건물에 많이 사용되고 있음에도 의무화 수단 달성이 용이한 태양광을 설치해 공급목표를 달성한 반면 재생열에너지는 선택받지 못해 공급할 기회가 없다. 전기와 비교해 볼 때 설비초기 비용이 높다는 점도 보급의 애로사항으로 지적됐다. 태양열만 놓고보면 주택보다 온수를 상시 사용하는 상업‧업무용 건물이나 공장 등 장소에 설치되는 것이 에너지개선효과가 크다는 업계의 의견이 있었다. 이에 대해 전문가들의 공감이 컸다. 정책적으로는 주택용보다는 에너지절감효과가 크게 나타날 수 있는 곳에 설치될 수 있도록 유도하는 전략이 필요할 전망이다. 태양열의 경우 초기에 설치가 잘못된 사례가 있었다. 이로 인한 부정적 인식 때문에 보급에 애로사항이 있는 것으로 파악됐다. 지열은 공동주택 적용이 필요하지만 이에 대한 기술적인 부분이나 사례가 부족해 건축사와 시공사가 활용을 기피하는 것으로 나타났다. 전문가를 대상으로 재생열 보급을 위해 개선될 점에 대해 AHP(Analytic Hierarchy Process)평가를 실시했다. AHP는 정량적‧정성적 기준을 모두 고려해 합리적이며 현실적인 의사결정을 지원하고 정부의 예비타당성 조사 종합평가 등에 활용되고 있는 계층화 분석법이다. 종합적인 분석 결과, 원활한 재생열 보급을 위해서는 정책, 경제성, 수용성, 기술 등의 순으로 개선이 필요한 것으로 나타났다. 기술보다는 수용성 문제가 크다. 태양열의 경제성 측면에 있어 초기 설치비가 높다는 점은 개선이 필요해 보인다. 지열의 경우 경제성을 확보한 상태에서 정책적 부분, 특히 재생열 보급수당과 목표 측면에서 개선이 필요하다고 평가됐다. 재생열에너지 보급 활성화 장벽은 우선순위에 따라서 △정책수단 △목표 △경제성 △수용성 △기술 등이다. 정책수단 측면에서 열과 전기가 구분되지 않아 설치나 의무화 달성이 용이한 태양광만 선택되고 재생열 보급이 되지 않는 문제가 있다. 목표 측면에서 전력부문과 비교해 재생열만의 장기적‧구체적 보급 목표가 필요함을 시사하는 대목이다. 열부문은 지열이나 태양열같은 경우 수출이나 해외 진출은 어려운 상황이다. 결국 국내시장에 한정될 수 밖에 없다. 경제성 측면에서는 높은 초기비용이 문제다. 가능하다면 융자지원사업이나 대여사업 같은 경우도 경제성 문제를 완화할 수 있을 것으로 보인다. 수용성 측면에서는 열에너지에 대한 가치 평가로 초기에 잘못 설치돼 생긴 부정적 인식 개선이 필요하다. 특히 태양열은 설비설치효과가 큰 곳에 먼저 설치되도록 정책적 유도가 필요하다. 기술은 큰 장벽으로 평가받지는 않았지만 보급 활성화를 위해 열거래에 대한 연구해야 한다. 태양열과 관련 태양광 패널과 태양열 집열기를 이용해 전력과 온열을 생산하는 복합 기술인 PVT(Photovoltaic Thermal) 냉방기술을, 지열분야에서는 공동주택 적용방안의 기술개발이 필요하다. 조일현 박사는 “탄소중립을 위해 재생에너지 확대 보급이 필요하다”라며 “그러나 현재 전력과 열부문의 불균형이 문제가 있어 재생열 확대를 위해 정책적 지원, 관심, 보급장벽 제거 등을 위한 노력이 필요한 상황”이라고 강조했다. 조성구 위원장 "태양열, 경제성 높아…확대 불가피" 조성구 태양열융합협회 위원장은 ‘태양열산업 활성화를 위한 정책 제안’이라는 주제를 통해 탄소중립시대 글로벌 태양열 정책 추이 분석 및 동조화 방안을 발표했다. 세계적으로 최종 에너지사용량의 약 50%가 열에너지이며 전체적으로 사용되는 에너지량이 565EJ(엑사줄, 10^18J)이다. 열에너지 중 신재생열에너지 비율은 10% 정도로 냉난방에너지를 고려하면 90%가 화석에너지와 바이오매스이며 재생에너지가 10%를 차지한다. 에너지 패러다임도 서서히 변화하고 있다. 지금까지는 가스, 전기, 열 등이 독립적으로 사용됐지만 향후 통합망 형태로 운영될 것으로 보인다. 이렇게 되면 예를 들어 PVT를 통해 생산되는 열과 전기는 열 그리드와 전기그리드로 분해되며 히트펌프는 전기그리드에서 전기를 받아 열을 생산해 열그리드로 보내게 된다. 또한 열저장시 여름철에 열그리드로부터 열을 받아 저장했다가 동절기에 열그리드로 다시 보내지는 것이다. 이렇게 연계된 방식의 통합망으로 운영되기에 태양열은 열생산과 열소비간 탈동조화(Decoupling)가 아주 뚜렷한 에너지원이다. 탈동조화란 2개 이상의 대상이 각각 같은 성향을 띄는 것이 아닌 독립적인 성향을 띠는 것을 뜻한다. 이로 인해 태양열은 통합에너지망을 고려해 적용성이 급변할 수 있다. 글로벌 탄소저감 수단은 1~6순위까지 존재한다. 신재생에너지는 에너지전환을 통해 25%, 에너지 수요감축 및 에너지효율 향상으로 25%, 전력화로 20%, 수소로 10%, 화석에너지 CCS(탄소포집저장)와 바이오에너지 CCS 등은 각각 6%, 14% 등의 비율을 보인다. 특히 수송부문‧열부문의 전력화 이전 반드시 재생전력비율 제고와 송배전인프라가 확충되는 것은 필수다. 전력화는 매우 난이도가 높으므로 최종 사용처에서 재생열 사용을 최대화해야 한다는 전제가 필요하다. 이는 부하저감에 따른 전력화 부담 감소로 전력화 확산이 훨씬 수월해질 수 있기 때문이다. 신재생에너지 관련 주요 지표에 따르면 글로벌 수준의 신재생에너지 전력비율은 최근 26%로 2050년 90%수준까지 목표치가 설정돼 있다. 신재생에너지비율은 2050년 79%로 목표가 세워져 있다. 국내의 경우 2034년까지 25.8%, 신재생에너지 13.7%로 글로벌 목표치와 격차가 크다. 특히 전력화 관련 올해 21% 수준에서 2050년 50% 목표치를 설정한 상태다. 주목할 점은 2050년 재생전력 비율이 90%인데 비해 전력화가 50%로 설정돼 있다. 이는 전력화가 상당히 어렵다는 뜻을 담고 있다. 그만큼 송배전인프라 확충이 쉽지 않으며 전력화를 더 편리하게 추진하기 위해 재생열보급을 최대로 늘려야 한다는 의미도 갖는다. 2019년 기준 OECD 국가별 최종에너지소비 중 재생에너지비중 1위는 아이슬란드로 81%에 달하며 이는 OECD 평균인 23.42%대비 상당히 높은 수치다. 그러나 대한민국은 3.36%로 OECD 최하위를 기록했다. 2019년 OECD 국가별 인당 CO₂배출량 순위에서 우리나라는 5위에 자리했다. 이로 인해 국제사회로부터 ‘기후 깡패’라는 오명을 받고 있다. 현행 기준으로 세계 각국의 정책 시행 등을 고려했을 때 2050년까지 배출량 저감 추세는 2030년까지는 재생전력 확대가 되며 석탄전력은 급격히 사라질 것으로 예상된다. 이를 위한 주요 수단으로 CBM제도와 같은 Carbon Pricing 제도가 널리 퍼지면서 내연 기관차가 급격히 쇠락할 것으로 보인다. 2050년까지는 수송부문과 연료로써의 오일 사용도 급격하게 줄어들 것으로 기대된다. 승용차와 트럭 등은 전기화가 적용될 것이며 히트펌프가 난방부문에서 중요한 역할 담당할 것으로 예측된다. 여기서 히트펌프는 재생전력과 재생열을 이용한 수단을 의미한다. IRENA(국제신재생에너지기구)는 현 단계에서 에너지전환 속도와 심도를 가속시키기 위해서는 냉난방부문‧수송부문 등에서 보다 강한 정책적 수단이 요구된다고 주장한다. 국내상황은 냉난방부문과 관련 언급조차 되고 있지 않아 심각하다. IRENA가 각국에 주문하는 것은 냉난방부문의 탈탄소화를 위해 △건축법 개정 △에너지효율기준 상향 △신재생 기반(태양열, 지열, 히트펌프)의 냉난방 의무화 등을 통해서만이 탈탄소화를 이룰 수 있다고 거듭 강조한다. 태양열의 경우 산업용으로 전체 설비 계획량의 2/3를 10년 내 모두 설치해 시급하게 전력화로 전환해야 한다는 의미가 담겨있다. 이를 위해 태양열 집열기가 연간 평균 2,500만m² 정도가 설치되고 있는데 이것을 6배 늘린 연평균 1억6,500만m²까지 설치해야 한다고 주장한다. 태양열시스템의 경제성 측면을 고려하면 2019년 덴마크에 설치한 태양열 기반 지역난방시스템의 LCOH(Levelized Cost of Hydrogen: 균등화수소원가)를 조사한 결과 시간당 kw가 4.5cent로 산출됐다. LCOH는 수소 생산을 위한 총 자본비와 운전비를 총 수소생산량으로 나눠 계산하는 균등화 수소생산단가를 의미하며 보통 ‘kg당 가격’으로 표현되는 수소생산 경제성 분석 지표로 사용된다. 또한 이 수치가 작을수록 가격적 측면에서 경쟁력이 높다는 분석이 가능하다. 지난해 국내 일반 지역난방시스템의 LCOH를 환산한 결과 6.8cent가 나왔다. 조성구 위원장은 “태양열 기반 지역난방시스템이 일반 지역 난방시스템대비 약 30% 이상 LCOH가 작다는 결론을 얻을 수 있다”라며 “이를 통해 태양열이 경제성을 충분히 가지고 있다고 할 수 있다”고 밝혔다. 이동원 박사 "지열, 수열 등 재생열에너지 기반 히트펌프 사용 최선"이동원 에너지기술연구원 박사는 ‘지열‧수열에너지산업 활성화 정책 제안’이라는 주제를 통해 △국내 에너지이용 실태 △히트펌프 이용 △지열 및 수열 히트펌프 △관련 제도 및 제안 등을 발표했다. 국내 에너지원 현황에 따르면 1차에너지가 3억50만toe이며 최종에너지는 2억1,580만toe이다. 이중 산업원료로 쓰이는 것을 제외하고 순수 에너지사용량만 고려하면 최종에너지는 열에너지(74%)와 전력(26%)으로 구성된다. 신재생에너지는 전체 에너지의 6%로 우리나라의 에너지수입의존도는 약 94%에 달한다. 나머지 6%가 신재생에너지로부터 생산된다. 이에 따라 우리나라의 에너지자립률은 5~6%정도다. 이중 태양광이 신재생에너지 전체 비중 가운데 38%로 가장 많으며 바이오폐기물을 소각한 열병합발전이 주를 이루고 있다. 일반적으로 주거용 건물은 열에너지 공급이 많다. 그러나 일반용이나 상업용 건물에서 가스나 지역난방보다는 전력이 73%로 많은 비중을 차지한다. 이로 인해 전력에너지가 중요하다고 생각할 수 있으나 유입 전력을 열에너지로 전환돼 사용하는 경우가 많으며 업무용 건물에서도 최종적으로 사용하는 열에너지가 50%가 넘는다. 이러한 내용은 일본이나 영국에도 비슷한 사례가 있는데 외국에서도 건물에서 쓰이는 에너지의 절반 이상이 열에너지다. 산업용은 훨씬 더 열에너지 사용이 많다. 이에 따라 업무용 건물에 공급된 전력의 약 30~35%는 열에너지로 변환되는 것으로 추정된다. 전력을 열에너지로 변환하는 가장 쉬운 방법은 전기보일러를 사용하면 된다. 그러나 전기보일러 사용은 특수한 경우에서만 활용돼야 하기에 일반적으로 압축식 히트펌프를 사용한다. 히트펌프는 저온의 열원으로부터 열을 고온의 열원으로 전력을 이용해 역으로 이동시킨다. 또한 투입 전력보다 많은 냉열과 온열을 동시에 얻을 수 있다. 이것이 히트펌프를 활용할 수 밖에 없는 이유다. 히트펌프와 비교되는 가스보일러는 중동 같은 독특한 이해관계가 있는 지역을 제외한 유럽이나 미국 등 주요국에서 퇴출수순을 밟고 있다. 히트펌프를 활용해 많은 열에너지를 생산하는 방식이 됐기 때문이다. 히트펌프 성능이 어떤 열원을 활용하느냐에 따라 다르기 때문에 히트펌프 운용 시 기술적 문제가 존재한다. 전 세계적으로 가장 많이 사용되는 히트펌프는 공기열원을 기반으로 많이 사용해 냉방 시 필수적으로 활용한다. 그러나 난방이나 온수용으로 사용 시 우리나라 겨울철 온도가 일본보다 낮기 때문에 성능이 좋지 않다. 공기열원 히트펌프는 우리나라에서 겨울철 사용 시 효용성이 떨어지므로 하천수나 해수를 활용한 수열히트펌프를 이용하면 공기대비 안정성‧효율성 등이 뛰어나다. 가장 좋은 히트펌프 열원은 지열이다. 우리나라는 10~15m 이하에서 약 16℃수준에서 연중 동일 온도 유지가 가능하다. 미국의 환경보호청(EPA)도 건물 냉난방에 지열 히트펌프 사용 시 가장 에너지효율적이면서 환경친화적이며 비용절감효과가 크다고 인정했다. 우리나라에서 운영 중인 공공기관 신재생에너지설비설치의무화제도와 제로에너지건축물 의무화 로드맵 등은 국토부 주도로 마련됐다. 이러한 제도들에 의해 공공부문 신축건물 건축 시 신재생설비설치가 일정 비율 이상 의무화되도록 하고 있다. 사실 신재생에너지의무화를 통해 신재생에너지전력화와 신재생열에너지설비를 구분하지 못하면서 사용자 수용성이 떨어진다. 또한 태양광발전에만 많이 치중되는 문제를 유발하는 점과 신재생에너지생산량 산출 시 각 신재생에너지설비별 보정계수를 이용해 지난해부터 재생열부문이 그나마 증가하는 모습을 보여왔다. 그러나 BIPV(건물일체형 태양광발전)이나 SOFC(고체산화물 연료전지) 등에 대한 배점이 과도하게 높다는 의견도 있다. 또한 건축물의무화제도 역시 민간건물에도 신재생에너지설비수치를 증가시키려고 하는 것이 현재 추세인데도 건축물에 적용할 수 있는 신재생에너지설비는 상당히 제한돼 있다. 신재생에너지설비의무화비율이 늘어나며 건축면적 제한으로 연료전지 산정계수가 높아 이를 활용하면 된다고 생각할 수 있다, 그러나 현 기술 수준을 감안할 때 연료전지 수용성이 많이 낮으며 고효율 연료전지의 장점에도 불구하고 4~50%정도만 사용할 수 있어 한계가 명확하다. 이동원 박사는 “그린수소 생산기술, 연료전지 수용성 기술 등이 미흡해 현 시점에서 연료전지는 궁극적으로 사용돼야 함에도 불구하고 사용에 있어 시기상조”라며 “태양열‧지열‧수열 등 재생열 기반 히트펌프를 사용하는 것이 최선의 대안이라고 생각한다”고 밝혔다. 이어진 토론에서는 홍희기 경희대 교수가 좌장을 맡아 김광원 에너지공단 신재생에너지센터 정책팀장, 조희남 한국지열협회 회장, 조성구 태양열융합협회 발전위원장, 임효재 호서대 지열인력양성센터장, 박창대 한국태양에너지학회 수석부회장, 이성락 설비기술협회 감사 등이 재생열부문 관련 열띤 토론을 펼쳤다. 김광원 팀장은 “전기나 열, 에너지, 수송 등에서 특정 수단을 배제한채 일부 에너지원만을 활성화한다고 오해하고 있다”라며 “용역을 통해 경제성을 분석해 특정 수단에 편중되지 않도록 하는 것이 중요하다”고 주장했다. 조희남 회장은 “정부지원을 통해 지열 시설 운영에 있어 계측설비가 운영되는 과정에서 탄소배출권 거래가 활성화 될 필요가 있다”라며 “탄소배출권 거래를 통해 저리로 융자나 보조가 이뤄지는 부분을 고려해 균형을 상계시켜 나갈 수 있도록 해야 한다”고 말했다. 조성구 위원장은 “탄소중립이라는 중차대한 목표 달성을 위해 법제화‧의무화 논의가 필수”라며 “이 과정에서 주민수용성 이슈가 불거질 가능성이 커 정부차원에서 수용성을 높이기 위한 홍보 등이 필요할 것”이라고 밝혔다. 임효재 센터장은 “현재 신기술을 고려한 시공기준을 개정하는 과정에서 기술적 백데이터가 있어야 한다”라며 “연구개발과 연계해 객관성을 확보해 시공기준 개정에 보탬이 돼야 하나 국가지원이 전무한 상황”이라고 지적했다. 박창대 수석부회장은 “무자격 기업이 난립해 시장혼란이 야기되고 가정용‧건물용에 한정되는 등 문제가 있다”라며 “산업용으로 확대해 관련 시스템‧설비 규모 등을 크게 증가시키며 수용성도 향상할 수 있는 시너지를 유도하는 것이 중요하다”고 강조했다. 이성락 감사는 “2030 국가 온실가스 감축 당성과 제로에너지건축물 확산시키기 위해 3가지를 강조하고 싶다”라며 “지열용 검토서 작성과 승인절차 간소화, 온실가스 감축을 위해 민간 공동주택 재생열 사용 의무화와 제로에너지건축물의 에너지자립률 산정시 열원기기 효율에 대해 손실을 환산해 재생열에너지 총생산량을 적용해야 한다”고 구체적 방안을 제시했다.
급증하는 데이터 저장‧처리 수요에 따라 데이터센터(DC) 구축사업이 활발하게 진행되는 가운데 오텍캐리어(회장 강성희)가 에너지다소비시설인 DC의 효율향상을 위한 솔루션을 제시하는 세미나를 개최했다. 오텍캐리어는 7월25일 서울 여의도에 위치한 전경련회관에서 ‘캐리어 데이터센터 쿨링솔루션 세미나’를 개최하고 세계적인 에너지솔루션 전문기업으로서 획기적인 DC 에너지절감기술을 소개했다. 이번 세미나는 △DC 공조장비 설계동향(연창근 한국설비기술협회 DC위원장) △DC 냉방장비 소개(최도영 오텍캐리어 팀장) △DC에너지절감 쿨링솔루션 소개(Sheng Li 캐리어 빌딩솔루션 아시아본부 이사) 등 발표로 진행됐다. 김성훈 오텍캐리어 시스템사업본부장은 개회사애서 “DC 수요가 폭발적으로 증가하고 있지만 전국 147개 DC가 사용하는 전기가 3,337GWh에 달해 강남구 19만5,000여가구가 사용하는 전력량과 비슷할 정도로 에너지소비가 많다”라며 “120년 역사를 가진 냉난방공조기업 캐리어는 긴 역사동안 축적된 에너지절감 노하우를 바탕으로 친환경 에너지절감 냉난방공조장비 보급과 함께 솔루션을 제공하고 있다”고 밝혔다. 이어 “납품실적으로 여의도 IFC, 콘래드호텔, 일산 킨텍스, 인천공항 제1‧2여객터미널, 동남아 현대기아자동차 공장, 유럽‧중국 SK배터리 공장 등을 보유하고 있으며 DC의 경우에도 용산 KT용산센터, KT목동 1‧2센터, 국방DC, 대한항공DC 등 다수의 현장에 프로젝트를 수행했다”라며 “오늘 소개할 캐리어 DC 쿨링솔루션은 고효율 공조장비, 프리쿨링 솔루션, 히트리커버리 솔루션, 탄소중립 디자인, 디지털 솔루션 등이 포함된 만큼 이 자리에 참석한 건축주, 투자사, 건설사 및 설계사무소 관계자들이 좋은 정보를 얻어가기를 바란다”고 밝혔다. “액침냉각, 차세대 쿨링솔루션 될 것”연창근 설비기술협회 DC위원장은 ‘데이터센터 공조장비 설계동향’ 발표에서 “DC 공조장비 설계에 앞서 실외 온‧습도 조건을 가장 먼저 살펴야 한다”라며 “DC가 건립될 현장위치와 가장 인접한 WMO기준을 적용해 장비용량을 계산해야 한다”고 밝혔다. 외기조건과 관련해 기존에는 20년 빈도의 극한기후 조건을 파악하는 것이 보통이었지만 최근에는 50년 빈도의 극한기후 조건을 요구하는 현장도 나타나는 것으로 알려졌다. 이 경우 기존대비 온도가 2~3℃ 상승하게 되는데 이에 따라 쿨링타워 용량도 약 1.5배 커져야 한다. 투입비용대비 경제성이 타당한지 면밀히 살펴야함을 알 수 있는 대목이다. 다음으로 살펴야 할 점은 내부 온‧습도다. 온도기준은 Class1‧2 기준으로 18~27℃이며 상대습도기준은 20~80% RH다. 대부분의 글로벌사는 이를 기준으로 삼고 있으며 IT서버 발전에 따라 견딜 수 있는 온‧습도 범위도 높아져 문제가 없는 것으로 나타났다. 이어 △용수 △지역난방 △가스 △오수처리 등 현장 인프라 조사가 검토돼야 한다. 용수의 경우 시수, 중수, 공업용수 등 사용할 수 있는 용수 인프라를 검토하되 중수, 공업용수의 경우 수질과 관련한 수처리계획을 수립해야 한다. 이는 수냉식 적용가능성 여부를 검토하기 위한 것으로 냉각탑 보급수량은 평균적으로 2.85Ton/h‧MW를 사용한다. 수냉식에서 요구되는 시간당 사용량 이상의 시수공급이 불가능한 현장의 경우 공랭식 등 시수사용량이 낮은 냉각방식으로 변경이 필요하다. 지역난방 의무고시지역의 경우 난방‧급탕사용량을 확인할 필요가 있다. 30만kcal/h 이상이라면 지역난방에 의한 흡수식냉동기 등 냉방장비를 설치할 수 있으며 DC 안정성을 위해 가능한 한 고온의 터보냉동기를 적용해야 한다. 현장에 가스인프라가 구축돼있다면 연료전지시스템을 도입할 수 있다. 최근 신재생에너지 비율을 확보하기 위해 연료전지 도입이 많아지는 추세다. 이를 위해 가스인프라가 필수이며 필요에 따라 감압 및 승압을 검토해야 한다. 만약 가스공급이 어렵다면 지열, 태양광, 태양열 등 다른 신재생에너지를 검토해야 한다. DC는 에너지소비량이 많아 신재생에너지 설치비율이 일반 건물에 비해 높다. IT부하가 48MW인 DC의 경우 경기도 녹색건축 기준으로 총에너지사용량의 1%를 필수로 적용해야 하므로 1,700kW 이상의 신재생에너지 적용이 필요하다. 사실상 이는 연료전지시스템을 제외하면 건물 내 수용이 상당히 힘든 실정이므로 가스인프라의 확인이 필수적이다. 설계기준 검토가 완료됐다면 공조장비를 선정해야 한다. 대표적으로 △칠러 △냉각탑 △항온기 △공기식 항온기 등이 있다. 칠러의 경우 냉매형식에 따라 고압‧저압 터보냉동기 선정이 가능하다. 고압은 대부분 제조사에서 생산하고 있어 선택의 폭이 넓으며 주로 사용되는 R134a 냉매의 경우 공급 및 가격이 안정적이라는 장점이 있다. 또한 GWP가 낮은 R513A로 전환이 용이하며 터보, 무급유 마그네틱 터보 등 제품군이 많고 3,000RT 등 생산가능한 용량이 큰 것도 장점이다. 다만 고압가스관리법에 따라 안전관리자 선임이 필요하며 가스안전공사의 정기검사, 냉매정보관리시스템을 통한 관리를 진행해야 하는 어려움이 있다. 저압 터보냉동기의 경우 안전관리자 선임이 필요 없으며 GWP가 낮은 R1233zd, R514A 등 냉매를 사용할 수 있다는 장점이 있다. 반면 일부 제조사에서만 생산하고 있어 선택의 폭이 좁고 2,000RT 등 생산용량이 상대적으로 작다. 냉매가격이 높다는 점과 외형이 다소 커서 공간이 많이 필요하다는 단점도 있다. 칠러의 경우 DC운영 초기에 극소부하에 어떻게 대응할 것인가가 이슈가 된다. 최근 전열면적이 넓은 월타입 CRAH(Computing Room Air Handler) 적용으로 냉수온도를 18~20℃까지 올려 설계에 반영하는 등 냉수 공급온도를 고온으로 설정 후 운전하고 있다. 또한 지속적 열부하 대응을 위해 냉동기 부하율 유지가 필수적이다. 이를 위해 냉동기 대수구분 시 초기 극소부하 대응용 가변용량 냉동기를 설계에 반영하고 있다. 냉각탑은 형식에 따라 밀폐형 냉각탑과 개방형 냉각탑을 선정할 수 있다. 밀폐형 냉각탑은 코일 외부에 살수되는 물을 팬으로 증발시켜 코일의 냉각수를 냉각하는 방식이다. 냉각수가 코일 내에서 흐르기 때문에 외부접촉으로 인한 오염우려가 없어 대기오염이 많은 장소에 유리하며 동절기 운전에 적합하고 장비 수명단축 및 장애발생이 적다. 다만 설치비용이 개방형대비 3배로 높으며 코일표면에 발생하는 스케일 제거를 위한 핀 세척이 필요하고 부동액을 투입‧보충‧폐기하는 과정에서 추가비용이 발생한다. 이에 비해 개방형은 팬으로 송풍함으로써 충진재 상부에 살수된 냉각수를 공기로 직접 냉각하는 방식이다. 냉각수의 수질이 다소 좋지 않더라도 필터 품질에 따라 사용이 가능하며 설치비용이 저렴한 장점이 있다. 다만 냉각수가 개방돼 열교환하므로 동절기 동파위험이 있으며 정기적인 충진재 교체가 필요하고 비산율이 0.02%로 밀폐형에 비해 높다. 연창근 위원장은 “초기에는 DC 쿨링타워 선정 시 개방형에 거부감이 있었지만 실제로는 겨울철 팬을 가동하지 않고 냉각이 가능하므로 부하가 적으며 수량을 높이면 동파 걱정이 없다”라며 “유지관리 편의성에 따라 밀폐형을 선호하는 경향이 있지만 설치면적 및 중량, 에너지효율 등을 고려하면 개방형을 사용해도 문제가 없다”고 밝혔다. 이어 “최근 냉각탑 설계 트렌드는 출수온도 가능범위를 2.8℃로 설정하는데 습구온도 29℃의 경우 냉각수 출수온도는 31.8℃까지 설계가 가능하다”라며 “냉동기에 공급되는 냉각수 온도를 최대한 낮춰 냉동기 COP를 향상해 전력비를 절감할 수 있으며 온도차는 기존 5℃에서 7~8℃의 대온도차로 설계에 반영함으로써 동력비를 절감하고 배관경 축소에 따른 초기투자비용을 절감하고 있다”고 조언했다. 항온기는 설계사례를 통해 보면 국내‧외 현장에서는 △Coil Wall Unit(코일월 유니트)+Air Scrubber(공기세정기) △D2C(Direct to Chip) cooling(칩 직접냉각) △In Row Cooler(열기반 냉각) △Rear Door Heat Exchanger(RDHx: 후면 열교환) △Immersion Cooling(액침냉각) △Precision Cooling(2세대 액침냉각) △공기식 항온기 등이 활용된다. Coil Wall Unit는 냉각코일 패널과 팬을 유니트로 구성해 벽면에 배치함으로써 냉기를 룸 전체에 보내는 순환형 시스템이다. 팬은 냉각코일팬 상부 또는 측면 등 현장 여건에 따라 다양하게 디자인할 수 있으며 유니트를 모듈개념으로 적용하는 것이 특징이다. 모듈은 N+1개를 배치함으로써 특정 모듈에 문제가 발생해도 DC운영에 문제가 없다. 특히 서버실은 팬이 다수 동작하므로 먼지가 많아 공기세정기를 함께 배치해 외기를 불어넣고 부유먼지를 집진하며 배기는 압력차에 따라 외부로 배출되록 시스템을 구성한다. 이와 같은 순환형 시스템을 구성할 경우 층고는 약 9m로 설계하는 것이 최근 동향이며 전기‧통신배선을 상부로 보낼 경우 액세스플로어를 제거할 수 있어 조정할 수 있는 여지가 있다. 다만 이 경우 철골작업 후 콘크리트 타설 시 구배가 오차없이 평평하도록 정밀한 시공이 필요하다. D2C Cooling은 서버를 직접 냉각하는 방식이다. 쿨링타워만으로도 냉각이 가능하지만 부하가 더 높다면 냉동기를 추가할 수 있다. 서버에 쿨링패널을 장착해 냉동기에서 생산한 약 20℃의 냉수를 직접 공급하는 방식이다. 냉수가 직접 공급되지 않는 부분은 CRAH에서 공급되는 냉기를 흡입해 발열을 배출하는 공기냉각(Air Cooled) 방식을 활용한다. 이 방식은 Coil Wall Unit와 5:5 또는 7:3으로 조합해 복합적으로 시스템을 구성할 경우 효율이 좋다. 만약 발열량 6MW인 DC에 시스템을 구성한다면 Coil Wall Unit는 약 5MW를 처리할 수 있지만 D2C Cooling을 결합함으로써 전체 발열량 처리가 가능해 사업성을 높일 수 있다. In Row Cooler는 서버와 서버 사이에 쿨러를 설치하는 방식이며 항온항습기와 패널이 없고 통상 서버 3대당 1대 쿨러를 배치하는 구성이다. 288개 랙이 설치돼 랙밀도 19.1kW/R인 DC의 경우 층별 5.5MW 발열량을 보이는 현장에 설치할 수 있다. 최근 DC 중에서도 수요가 높은 CDC(Colud Data Center)의 경우 In Row cooler와 D2C Cooling을 병행해 설치하지 않으면 부하처리가 어려운 경우가 많다. Rear Door Heat Exchanger는 팬 없이 서버 후면에 코일만 설치하는 방식이다. 제조사마다 차이는 있지만 통상 서버마다 1~2개의 팬이 있으므로 쿨링은 팬 없이 냉각코일만으로 수행함으로써 PUE를 상당히 낮출 수 있다. 국내에서 운영하는 사례는 없으나 순환형 에어쿨링을 통해 15~20m 냉기를 보내는 방식보다 서버에 붙여 쿨링할 경우 전력소모량 차이가 커 앞으로 국내 DC에도 많이 도입될 것으로 예상된다. Immersion Cooling은 차세대 DC냉각방식으로 떠오르고 있는 시스템이다. 전도성이 없는 액체에 랙을 담가 냉각하는 액침냉각으로 시장전망이 매우 우수한 아이템이다. 연창근 위원장은 “에어쿨링으로는 5.5~6MW를 감당할 수 있지만 액침냉각으로는 6.5MW도 가능하며 층고도 크게 낮출 수 있다”라며 “전 세계적으로 많이 전파돼있지만 우리나라는 아직 기존 시스템을 고수하고 있다”고 밝혔다. Immersion Cooling은 냉동기 없이 냉각탑만으로 운전이 가능해 구축비용과 에너지를 절감할 수 있다. 열부하 50kW를 1개 유니트로 처리할 수 있으며 유니트 크기는 통상 3×1.5m 수준이다. Immersion Cooling은 서버부식과 이에 따른 내구성 감소 등이 단점으로 제기되지만 서버 랙 성능에 따라 3년이면 교체하는 경우가 많아 이러한 비판이 무색한 상황이다. 오히려 화재위험이 90% 이상 낮아지며 쿨링시스템을 간소화할 수 있고 층고를 4m까지 낮출 수 있어 안전성, 안정성, 사업성을 크게 높일 수 있다. Precision Cooling은 일반 랙 설치와 동일하게 수평으로 설치된다. Immersion Cooling이 서버를 수직으로 담그는 타입인 것과 대비된다. Precision Cooling은 랙 내부에 설치된 Cold Plate에 용액을 계속 순환시킴으로써 Immersion Cooling대비 용액이 1/10가량 소요된다. 수평방향으로 유지보수가 가능해 랙 상부 점검공간이 필요 없어 층고를 4m 이하로 낮출 수 있다. 공기식 항온기는 직접증발냉각과 간접증발냉각방식이 있다. 직접증발냉각방식은 중간기 및 동절기에는 외기를 직접 인입해 내부발열을 소거하며 하절기에는 높은 외기온도를 낮추기 위해 기화식 가습기를 통한 온도저감 효과를 낸다. 간접증발냉각방식은 외기가 현열교환기에 들어가기 전 가습을 통해 온도를 하강시키고 환기와 열교환을 통해 급기공기온도를 낮추는 시스템이다. 전외기‧전배기 시스템이며 많은 공기량이 필요해 저밀도 랙에 사용이 가능하다. PUE는 낮게 유지할 수 있지만 설치공간이 많이 소요돼 적용성에 한계가 있는 것으로 평가된다. “DC 전용 터보냉동기 ‘19XRC’ 인기”최도영 오텍캐리어 사업부장은 ‘DC 냉방장비 소개’를 통해 캐리어에서 공급하는 냉동기 라인업을 소개했다. 반밀폐형 터보냉동기 모델인 19시리즈 중 19XRV는 인버터가 자체 부착된 모델로 용량은 200~1,500RT로 공급되며 그 외 용량은 인버터 분리형으로 공급이 가능하다. 냉매는 R134a와 R513A를 사용하며 부분부하에 대응이 가능해 COP는 8.43~11 수준이다. 데이터센터용 전용 인버터 터보냉동기로는 19XRC모델이 있다. 2단 압축기를 사용하며 600~3,000RT 용량대로 공급이 가능하다. 바이패스 배관을 통해 낮은 압축비를 자랑하며 냉매는 R134a를 사용한다. 5분 이내 정전복귀가 가능하고 UPS가 연결돼있다면 180초 이내에 지속이 가능하다. 냉매 냉각방식의 인버터 패널을 탑재하며 냉수 공급온도는 8~20℃다. 저압냉동기로는 19DV가 있으며 오일프리 모델로서 300~1,100RT 용량이 가능하다. 저압냉매로 R1233zd를 사용한다. COP는 7.3이며 부분부하에서는 11.4까지 가능하다. 세라믹 베어링을 사용하며 압축기 가동 없이 260RT 용량으로 프리쿨링이 가능하다는 특징이 있다. 정전 후 복귀하면 30초 내에 운전이 가능하며 국내 5대, 중국 200여대 설치가 완료돼 운전 중이다. 최도영 부장은 “캐리어 제품들은 모두 THD 5% 이내이며 하모닉 필터가 자체 내장돼있으므로 별도로 설치할 필요가 없다”라며 “또한 대부분 AHRI, ASME, UL인증을 획득한 우수한 제품”이라고 설명했다. 프리쿨링 냉동기로 30XF를 공급하고 있다. 용량은 110~597RT, 외기 35℃에서 적용이 가능하다. 신냉매로 GWP 1 이하인 R1234ze를 적용하고 있으며 파워팩터 98% 이상 제품이며 펌프 및 브라인 적용이 가능해 수요자 요구에 대응할 수 있다. 공기열 히트펌프 USX는 일본에서 많이 사용된다. 최대 16대 모듈조합이 가능하며 냉매는 R410A를 사용한다. 인버터 펌프를 내장할 수 있으며 변유량 제어가 가능하고 축열, 냉난방, 급탕이 모두 가능하다. 입출구 온도차는 5~10℃이며 최저용량 5%로 운전이 가능하고 고조파 유출억제로 역률은 99%를 달성했다. 특히 겨울철 COP는 19~20이 가능하기 때문에 냉각탑 대체용으로 사용을 고려할 수 있다. 팬월 공조기는 2,000CMH에서 20만CMH까지 가능하다. EC팬이 탑재되며 냉각코일, 필터, 온습도센서, 차압센서 등이 장착됐다. 자동제어, 가습 등 기능이 있으며 일반공조, 전외기 공조, 외기냉방, 혼합공조 등에 사용할 수 있고 공랭식, 수냉식, 프리쿨링 모두 적용이 가능하다. 캐리어의 주요 DC납품 사례로는 △KT 목동 IDC 1‧2센터(터보냉동기 1,400RT 등 9대) △KT 용산(터보냉동기 1,500RT 등 3대) △KT 천안(공냉식 스크류 220RT 2대) △하나은행 데이터센터(터보냉동기 800RT 4대) △대한항공 전산센터(터보냉동기 300RT 3대) △국방데이터센터(터보냉동기 700RT 6대) 등이 있다. “연중 운전효율 향상솔루션 제공”솅 리(Sheng Li) 캐리어 빌딩솔루션 아시아본부 이사는 ‘데이터센터 에너지절감 쿨링솔루션 소개’ 발표에서 “캐리어는 다양한 컨트롤러, 히터, 디지털 솔루션을 포함해 6개 분야에서 다양한 공조시스템을 갖고 있다”라며 “이를 바탕으로 DC솔루션을 제공함으로써 DC의 PUE 향상, 장비 COP 향상을 실현해 온실가스를 감축하고 전사적 리스크 절감을 지원한다”고 밝혔다. 캐리어는 고효율 칠러컨트롤시스템, 물‧공기 프리쿨링 솔루션, 열회수솔루션 등을 보유하고 있다. 또한 모델링역량을 지원함으로써 고객들이 정부규제에 부합할 수 있도록 PUE 평가, 탄소도출 평가도 지원한다. 칠러시스템은 전체 DC전력소모량에서 차지하는 비중이 크기 때문에 쿨링타워, 쿨링워터펌프, 칠러의 전력을 관리하는 것이 중요하다. 이에 따라 설계단계에서의 효율성만으로는 부족하며 전체적인 효율성을 개선해 COP를 향상사키기 위해서는 연중 운전효율성을 개선해야 한다. 캐리어는 고효율 장비와 시스템, 제어를 통합적으로 제공하기 때문에 이러한 측면에서 에너지효율성 개선, 안정성 및 안전성 강화에 강점이 있다. 솅 리 이사는 “캐리어는 장비 자체의 효율성도 뛰어나지만 이에 더해 기후조건, 현장의 IT설계조건 등에 맞춰 장비의 종류와 수량을 선정하며 프리쿨링의 디테일을 설계함으로써 에너지효율성을 달성한다”라며 “특히 자체적인 BAS(Building Automation System)를 통해 칠러플랜트 자동제어, 운전분석 및 시각화 등은 물론 칠러 운전대수, 펌프 가동속도 및 유량 등 세부사항까지 컨트롤 함으로써 인력비용을 절감하고 제어정확도를 향상한다”고 강조했다. 365일 24시간 가동되는 DC의 PUE를 향상하기 위해 빼놓을 수 없는 부분은 프리쿨링이다. 초기인 2000년대에 냉매 프로세스를 통해 효율향상을 도모해 온 DC는 칠러시스템을 거쳐 워터사이드 프리쿨링으로 진화했다. 최근에는 에어사이드 프리쿨링이 많이 사용되고 있으며 향후에는 액침냉각으로 전환될 것으로 예상된다. 서울은 연중 75%가 20℃ 미만이므로 칠러를 사용하지 않고 주변의 낮은 온도를 활용해 DC를 냉각할 수 있다. 24~30℃ 구간에서는 칠러를 사용하며 17~24℃ 범위에서 프리쿨링 모드와 칠러를 병행할 수 있다. 서울은 연중 60%를 완전한 프리쿨링 모드로, 20%를 병행운전으로 운영하는 것이 가능하며 나머지 20%만 칠러를 가동할 수 있어 에너지효율적인 DC운영을 도모할 수 있다. 기존에 외기를 이용해 냉수를 냉각시켜 실내로 공급하던 수냉식과 달리 최근 각광받는 공랭식의 경우 24℃ 이하의 차가운 외기를 IT룸으로 유입하므로 칠러는 물론 코일도 사용하지 않는 방식이다. 캐리어는 이러한 형태의 공랭식 프리쿨링 운전이 가능한 팬월AHU를 공급하고 있다. 중국에 설치된 사례에서 팬월AHU는 프리쿨링 모드로 연중 300일 이상 운전되고 있으며 1개월 정도만 캐리어의 고효율 터보냉동기를 사용한다. 이에 따라 해당 현장은 PUE 1.2를 달성한 것으로 나타났다. 캐리어가 보유한 다른 에너지효율화 전략으로는 열회수솔루션이 있다. 일반적으로 업무용건축물, 농업단지 등은 쿨링뿐만 아니라 히팅에 대한 수요가 있다. 열을 많이 이용하는 대규모 산단이나 공업단지 인근에 위치한 건물의 경우처럼 DC 인근에 위치한 건물 또는 농업시설 역시 DC에서 버려지는 폐열을 회수해 히팅에 활용할 수 있다는 개념이다. 캐리어는 히트펌프를 통해 열회수를 수행한다. 히트펌프가 온수공급을 위해 냉매에서 열을 회수하기 때문에 칠러의 부하를 줄일 수 있으므로 고효율성을 달성할 수 있다. 또한 연중 냉각이 필요한 DC를 통해 열을 회수하므로 인근시설 역시 연중 안정적인 난방이 가능하다. 다른 방식으로는 온수를 공급하기 위해 칠러의 응축수에서 열을 회수하는 방식이다. 히트펌프 와 열교환기를 사용하게 되는데 이때 더 높은 온도의 온수를 확보할 수 있으므로 히트펌프의 효율이 향상될 수 있다. 캐리어는 모델링과 시뮬레이션을 통해서도 DC의 PUE를 낮추고 탄소를 절감할 수 있다. DC의 칠러플랜트, 공조시스템, 파워서플라이, 조명 등 보조시스템의 에너지절감 포인트를 찾고 PUE를 향상하는 로드맵을 설계할 수 있도록 지원한다. 중국 항저우에 위치한 DC의 경우 정부규제에 따라 PUE를 1.68에서 1.5미만으로 낮춰야 하는 상황에 직면했다. 캐리어는 시뮬레이션을 통해 칠러리트로핏으로 PUE를 1.62로 낮춘 뒤 프리쿨링을 적용하면 1.5미만을 달성할 수 있음을 확인했다. 솅 리 이사는 “글로벌 지속가능성분야의 리더인 캐리어는 고객의 탄소발자국을 1기가톤 이상 감축하겠다는 내용을 담은 2030 지속가능성 목표를 발표하기도 했다”라며 “DC는 에너지다소비 시설로서 탄소배출이 많을 수밖에 없는데 캐리어는 칠러리트로핏, 프리쿨링 및 열회수 등 솔루션을 제공해 고객들과 함께 CO₂ 배출을 줄일 수 있는 솔루션을 제공하고 있다”고 강조했다.
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