주목받는 새로운 에너지원, 건물 에너지효율

 주목받는 새로운 에너지원, 건물 에너지효율

14기 변홍균, 15기 김민서, 민정윤, 16기 김창준, 김건형

 

 파리협정 이후 신기후체제의 출범으로 국내를 포함한 전 세계의 에너지 부문은 격변기를 맞이하고 있다. 기후변화의 원인 중 하나를 화석 연료로 꼽으면서 기존의 에너지와 전력원을 책임지던 화석 연료의 비중은 하락세를 보이며, 재생에너지와 같은 신규 자원들이 새롭게 각광받고 있다. 우리나라의 정부 또한 재생에너지 확대 보급을 위한 정책을 위해 정책과 제도를 마련하고 있으나, 해외와 비교하였을 때, 그 비중이 낮은 것은 부정할 수 없는 사실이다.

 이러한 현실의 대안점으로 나온 것이 ‘효율적인 에너지 사용’이다. 제3차 에너지 기본계획의 중점과제 1로 명시된 ‘에너지 소비구조 혁신’은 ‘수요 관리’를 통한 에너지 사용의 효율 향상을 목표로 한다. 생산부터 소비까지 효율적으로 운영하여 소비 자체를 줄일 뿐만 아니라, 낭비를 막는 방식이다. 산업, 수송, 건물 등 다양한 부문에서 에너지 소비구조 혁신이 이루어지고 있다. 본 기사에서는 그 중 ‘건물’에 관한 내용으로 진행되며, 현재 건물 에너지 효율화를 위한 정책의 소개로 이어질 것이다.

[그림 1. 제로에너지 빌딩]

출처: 한국에너지공단

 

[그림 2. 그린 리모델링]

출처: 국토교통부

 최근 산업통상자원부가 발표한 2017년 에너지 총 조사 결과에 따르면 가정 부문의 에너지 소비량은 2013~2016년 기간 동안 연평균 2.0% 감소한 것으로 조사됐다. 전체 최종에너지 소비에서 차지하는 비중도 2013년 11.0%에서 2016년 9.6%로 감소했다. 가구당 에너지 소비는 2인 이하 가구 수의 증가로 2010년 이후 꾸준히 감소하는 추세다. 가정 부문 에너지 소비량은 상업․공공과 마찬가지로 겨울철 난방용 수요 감소의 영향으로 도시가스 소비량이 같은 기간 동안 연평균 3.6% 감소해 전체 소비량을 줄이는 데 영향을 주었다. 2,000toe 이상 소비하는 대형건물의 경우 대형화로 인해 업체당 에너지 소비는 증가했으나, 건물의 에너지효율 수준을 나타내는 면적당 에너지 소비량은 고효율 기기 보급 등 에너지효율 정책의 영향으로 감소했다.

  b 상업 부문의 에너지 소비량은 2013~2016년 기간 동안 연평균 1.5% 증가한 것으로 나타났다. 다만, 전체 최종에너지 소비에서 차지하는 비중은 2013년 9.5%에서 2016년 9.2%로 소폭 감소했다. 이는 2013년에 비해 2016년 겨울철 난방용 수요가 감소함에 따라 도시가스 소비량이 2013~2016년 기간 동안 연평균 1.0% 감소하여 전체 소비량 증가 폭이 둔화된 것으로 풀이된다.

[그림 3. 2017년도 에너지총조사]

출처: 산업통상자원부

 건물 에너지의 효율적 사용을 위해 우리나라는 제로 에너지 건물의 건축을 추진하고 있다. 제로 에너지 건축물은 단열재, 이중창 등을 적용해 외부로 손실되는 에너지양은 최소화하고 신재생에너지를 활용하여 냉·난방에 사용되는 에너지로 충당함으로써 에너지 소비를 최소화하는 건물이다. 에너지를 소비하기만 했던 건물과 달리 에너지를 생산, 절약하는 건물이 점차 현실에 적용되는 추세이다. 또한, 정부는 미래 제로 에너지 아파트를 위해 지난 2010년부터 에너지 사용량에 대한 다양한 인증제와 인센티브를 추진하고 있다. 그 중 제로 에너지 건축물 인증은 단위 면적당 1차 에너지 생산량과 1차 에너지 소비량을 평가하여 5개 등급으로 인증하고 이를 통해 건축물 에너지효율등급, 에너지 자립률, 건물 에너지관리 시스템을 평가하여 인증함으로써 건물 부문 온실가스 감축을 도모하고 있다.

 이뿐만 아니라 2001년부터 시행된 ‘건물 에너지효율등급’, 2002년도부터 시행된 친환경 건축물 인증제로부터 발전한 ‘녹색건축 인증제(G-SEED)’를 시행 중이다. 이러한 친환경 아파트와 제로 에너지 아파트의 가장 큰 매력은 관리비 절감이다. 이미 건설된 친환경 주택들의 사례를 종합해 본 결과, 건물 에너지효율등급 1등급에 해당하는 500가구 규모 아파트 단지에서 연간 약 900만 원가량 관리비를 절약되고 있다.

[표 1. 제로에너지 건축물 등급]

출처: 국가건축정책위원회, 국토교통부

 서울시에서는 에너지 효율화 사업을 통해 건물에 에너지 절약 및 생산 시설을 설치하고자 하는 사람에게 융자를 지원해주는 방식으로 시행되고 있다. 지원 가능한 사업은 다음 표의 에너지 절약시설 설치 사업이다. 이러한 사업의 결과로 서울시의 녹색도시로서의 성장에 크게 기여하였다. 2008년 공공기관을 중심으로 시작된 이 정책사업은 대학, 병원 등 민간건물부터 2012년에는 사업 영역을 주택으로까지 확대하였다. BRP 사업은 환경적 효과 창출뿐만 아니라 경제적으로도 큰 절감 효과를 가져왔다. 서울디지털산업단지의 경우 건물 냉난방 시스템의 교체로 연간 전력 소비를 약 83%로 저감하게 되었으며, 이로 인해 연간 약 1억여 원의 냉난방 비용 절약 효과가 창출되었다.

[표 2. 에너지효율화사업 지원 대상 사업 ]

출처: 서울 정책 아카이브

[그림 4. 건물에너지 효율화 사업 에너지 절약시설 주요 항목]

출처: 서울 정책 아카이브

 이처럼 에너지를 어떻게 하면 효율적으로 사용할 수 있는가에 대한 고민은 계속되고 있다. 산업부는 “에너지 소비구조 혁신" 3차 토론회를 개최하여 건물 부문 에너지효율 혁신방안에 대해 논의한 바 있다. 이는 에너지 소비구조 혁신 방안 등을 포함하는 "국가 에너지효율 혁신전략"을 마련하기 위함이며 이를 위해서는 ‘AICBM(Artificial Intelligence, IoT, Cloud, Big data, Mobile) 등 4차 산업혁명 기반 기술을 적극 활용해 상업건물, 편의점, 가정에 에너지관리 시스템 보급을 확산하고 통합관제센터를 통해 건물 통합군 관리, 나아가 커뮤니티 혁신 차원에서 ‘스마트 에너지 시티’ 조성 필요하다는 의견이 제기되고 있다. 이에 대해 스마트홈, 스마트 빌딩, 열・가스․스마트그리드, 전기차・수소차 등 스마트 에너지 플랫폼 구축을 통해 도시 전체 에너지 생산・유통・소비 구조의 혁신을 요구한다. 여기서 ‘스마트 에너지 시티’ 조성을 위해서는 건축물 부문  에너지 효율화의 핵심인 건물 에너지관리 시스템(BEMS)이 중요하다. 2017년부터 공공기관 의무화를 시작으로 건물 에너지의 효율적 사용을 위한 건물 에너지관리 시스템(BEMS)은 해마다 시장이 성장하고 있으나 BEMS에 대한 체계적인 교육과정을 이수한 전문 인력이 많이 부족한 상황으로 산업계에선 학사급 및 연구개발을 위한 석·박사급 전문 인력을 양성할 필요성을 제기하고 있다. 이로 인해 BEMS 협회가 나서서 BEMS 전문가 양성 교육을 시행하고 있다.

 또한 에너지 효율화를 위해 주요 선진국들은 기존 건물의 에너지사용 수준을 비교 및 관리할 수 있는 표준 원단위 제도를 운용하고 있다. 우리나라도 현재 방치되고 있는 노후건물 에너지효율 향상을 위해 웹 기반 에너지 진단 플랫폼 구축과 함께 건물 에너지 성능 비교평가를 의무화시킬 필요성에 대해 제기되고 있다.

 이처럼 현재 우리나라를 비롯하여 전 세계는 에너지를 어떻게 하면 효율적으로 사용할 수 있는가에 대한 끊임없는 고찰과 에너지 효율 혁신 전략을 모색하려는 움직임이 지속적으로 나타나야 한다. 건축물 부문에서 강조하는 4차 산업혁명 기술을 활용한 ‘스마트 에너지 시티’를 조성하는 데 있어서 BEMS에 대한 전문 인력이 부족하다는 문제점을 보완하여 우리나라 건축물 부문에서의 에너지 자립률을 높이는 데 기여했으면 하는 바람이다.

<참고자료>

1. 한종수, 「에너지소비 산업부문이 60% 차지…산업용↑ㆍ 가정용↓」, news1 뉴스 , 2018.09.20

2.  송재만, 「건물에너지 효율 개선 사업, 서울정책아카이브」,  2017.04.10, https://seoulsolution.kr/ko/content/%EA%B1%B4%EB%AC%BC%EC%97%90%EB%84%88%EC%A7%80-%ED%9A%A8%EC%9C%A8-%EA%B0%9C%EC%84%A0-%EC%82%AC%EC%97%85

3. 국토교통부 국가건축정책위원회, 「제로에너지건축, 건축을 넘어 도시로! 이제 시작합니다.」 , 2019.06.21

4. 산업통상자원부, 「제3차 에너지기본계획」

5. 산업통상자원부, 「산업부,“에너지 소비구조 혁신”3차 토론회 개최」, 2019.01.23

6. 박훈 기후변화행동연구소 연구위원, 「기후변화대응 기본계획 수립을 위한 건물에너지 수요관리 정책수단 연구」, 2018.10.12

7. 국립환경과학원, 「국가환경위성센터 에너지 최적화 방안 연구」