건물·환경부문 탄소배출량 감축을 위해 우리나라 주거환경 및 생활방식, 지형 등에 부합하는 국내 맞춤형 자체기술 확보가 중요하다. 이러한 기술에는 밀집·고밀도화된 국내 도심환경 및 공동주택 중심 주거형태, 주민편의성 등이 고려돼야 한다. 이를 위해 기술 내재화를 달성할 수 있는 감격차 기술 중심으로 건물사용에너지를 저감하는 기술과 신재생에너지를 활용하는 기술을 연계개발하는 한편 신축‧기축건물 대상으로 기술실증 및 단계적 확산을 추진할 필요성이 크다. 선정작업반에 참여해 고성능‧다기능외피기술 선정을 주도한 최경석 한국건설기술연구원 건축에너지연구소장을 만나 기술개념과 필요성에 대해 들었다.

정부는 최근 ‘2050 탄소중립 추진전략’, ‘2050 장기저탄소발전전략(LEDS)’, ‘2030 국가온실가스감축목표(NDC)’ 등을 확정했으며 ‘기후위기 대응을 위한 탄소중립‧녹색성장 기본계획(2023~2042)’, ‘2030 NDC 달성을 위한 세부이행방안’ 등을 발표했다.

또한 한국형 탄소중립 100대 핵심기술을 선정해 관련 기술을 중심으로 전략적으로 R&D 투자확대를 예고하고 있다. 이와 같은 법적 근거를 바탕으로 산‧학‧연‧관 모두 가용한 자원을 투자해 2050 탄소중립 사회라는 국가적, 도전적, 전략적 과제 등을 실현해 나가야 한다.

건물부문은 국가 전체 온실가스 배출량의 24.6%을 차지해 탄소중립을 달성하려면 반드시 해결해야만 하는 중요한 영역이다. 이에 따라 정부는 신축은 제로에너지건축물(ZEB) 인증강화를, 기축건물은 그린리모델링(GR) 활성화를 도모하는 정책을 펼치고 있다.

정부는 지난 2017년부터 ZEB인증제도를 시행해 건물 에너지자립률에 따라 등급을 부여하며 건축기준 완화 등 인센티브를 제공하고 있다. ZEB의무화 로드맵을 통해 단계적 확산을 추진하고 있으나 도심화가 심한 국내 여건상 신재생에너지 설치 가용면적이 부족하므로 ZEB인증 강화 및 확대를 위해서는 건물 에너지요구량 개선이 필요하다.

또한 국내 건물 중 기축건물이 95%를 차지하는 상황이므로 신축 중심의 ZEB의무화로는 전체적인 건축물 탄소중립을 달성하기 어려운 만큼 GR을 통해 기축건물 성능을 개선하려는 노력 역시 매우 중요하다. 이러한 상황을 감안하면 신축‧기축건물에 모두 적용할 수 있는 고성능‧다기능외피 개발을 통해 건축물 에너지요구량을 낮출 수 있을 것으로 판단된다.

국내 단열정책으로는 1980년부터 시행한 건축물의 에너지절약 설계기준이 있다. 단열재 및 창호의 단열기준이 지속적으로 강화돼 2018년 이후 독일 패시브하우스 인증기준과 동등한 0.15W/㎡‧K 수준까지 강화된 상태다.

이를 통해 국내 신축건물 에너지성능을 상당히 향상할 수 있었으며 신축건물 탄소배출을 감축하기 위한 정책수단인 ZEB단계적 의무화를 안착시키는 한편 기존 로드맵을 더 빠르게 추진할 수 있는 동력이 됐다.

그러나 약 720만동에 이르는 기존 건축물의 넷제로화도 필요한 실정이다. ZEB건축물은 고성능 패시브‧액티브기술 및 신재생에너지설비 설치를 통해 구현되므로 일반건축물 대비 높은 공사비 및 낮은 경제적 편익이 ZEB보급 장애요인이 되고 있다. 이에 따라 기축건물의 경우 신축건물과 같이 ZEB화를 추진하기 어려운 실정이다.

미국의 경우 고효율외피 및 건물성능데이터 수집‧관리 등 R&D에 투자를 확대하고 있으며 건물에너지 벤치마킹 데이터셋을 구축해 빅데이터 기반기술에 대한 검증환경을 제공하고 있다.

EU 역시 건물신축 시 nZEB를 의무화하고 있으며 개별건축물의 에너지효율적 리노베이션을 활성화하기 위해 자체적인 건물 데이터베이스 체계를 구축하고 있다.

이처럼 전 세계적으로 넷제로화에 직접 기여하는 건물에너지효율 향상 관련 시장규모는 지속적으로 성장 전망이다. ZEB시장규모는 에너지 효율향상과 온실가스 배출 감소를 위한 각국 정부의 적극적인 지원으로 2018년 약 9억달러에서 2024년 21억달러로 증가해 연평균 15.6% 성장할 것으로 전망된다.

건물부문에서 배출되는 온실가스 중 약 45%는 냉난방을 위한 에너지사용에서 비롯된다. 특히 직접배출부문에서 가장 많은 비중을 차지하고 있는 도시가스와 석유는 난방부문에 약 60%를 소모한다. 난방에너지소요량을 줄일 수 있는 외피기술은 탄소중립에 기여도가 클 것으로 예상된다.

고성능외피 도입을 통해 냉난방에너지소요량의 50% 저감이 가능할 것으로 기대되며 이는 직접부문에서 1,200만tCO₂eq, 간접부문에서 5,000만tCO₂ 온실가스를 감축할 수 있다는 의미다.

또한 향후 탄소중립을 추진하는 과정에서 기존 화석연료를 탈탄소에너지원으로 전환하게 될 경우 탈탄소에너지확보에 부담이 발생하게 되는데 고성능외피를 통한 부하저감 시 이러한 추가확보에 대한 부담을 약 20% 경감할 수 있을 것으로 기대된다.

정부는 한국형 탄소중립 100대 핵심기술 지정을 통해 개발단계 및 도입 초기 실증단계까지 지원하며 추가확산을 위한 실증은 민간기업 중심으로 추진하는 방향으로 전략을 수립했다.

정부는 신소재 개발, 건축소재 친환경화, 에너지성능에 특화된 모듈‧패키지 원천연구 및 중‧소규모 실증 등 R&D 중심으로 지원한다. 기업은 상용급 실증인프라 구축 및 운영비용 중심으로 분담하는 방안을 고려 중이다.

우리나라는 건물에너지 효율향상 관련 DB 및 인프라 구축이 선진국 대비 미흡한 실정이다.

선진국은 기존 건축물에너지효율 성능평가를 위해 실사용량 기반 평가방법 개발 및 DB를 구축하고 있지만 우리나라는 기존건축물에 특화된 평가방법이 부재한데다 성능기반 에너지효율 평가에만 집중돼 사용행태를 반영한 실사용량 기반 평가방법이 미흡한 실정이다. 또한 개발된 기술을 적용 후 장기간 모니터링할 수 있는 실증인프라 역시 부족하다. 건물운영데이터 확보방안이 없는 상태로 현재는 건물에너지사용량 및 요금 데이터만을 공개하고 있어 건물 운전상태를 고려한 효율 및 성능평가가 어렵다.  혁신기술이 등장할 수 있는 R&D인프라 마련이 시급하다.

R&D필요성을 뒷받침하는 측면에서 사회적 인식도 중요하므로 사용자 측면에서 고성능 건축자재 사용에 대한 민간부문 인식개선과 지자체별로 ZEB달성을 위한 고성능 건축자재 의무사용 제도를 검토할 필요가 있다. 또한 GR사업 시 탄소저감형 소재‧자재를 사용할 경우 인센티브를 지원하는 방안도 마련해야 한다.

제도적 측면에서 ZEB관련 건축자재 성능기준을 보강함으로써 강화된 외피성능을 건물에 적용할 수 있게 해야 하며 건물에너지 관련 인증제도를 체계적으로 관리하는 방안도 마련해야 한다. 이와 함께 건물에너지 최적화 및 자동화를 위한 장기 모니터링이 가능토록 기존건축물 대상 실증테스트베드가 구축된다면 보다 실효적인 R&D성과를 도출할 수 있을 것이다.