[알쓸토지]도로 위의 현대판 연금술, 저탄소 아스팔트

[알쓸토지]도로 위의 현대판 연금술, 저탄소 아스팔트

대학생신재생에너지기자단 29기 한정민

두 얼굴의 건설-현대문명이자 환경파괴의 발원지, 도로

오늘날 도시의 여름은 점점 뜨거워지고 있다. 작년 여름철 폭염일수는 28.1일로 평년보다 17.5일 많았고, 열대야일수 또한 15.5일로 평년보다 9.0일 많았다. 기후변화와 더불어 AI 등 신흥 산업에서의 전력 소비가 탄소 배출을 가속화하고 있는 가운데, 우리가 매일 지나다니는 '아스팔트 도로'에서도 많은 양의 탄소가 배출되며 도시를 더욱 뜨겁게 만들고 있다. 

아스팔트 포장 도로는 인류의 삶을 크게 변화시켰다. 도로는 문명의 전파를 가능하게 했고, 아스팔트 도로는 자동차 시대를 열게 함으로써 효율적인 수송을 바탕으로 인류의 문명을 비약적으로 발전시켰다. 하지만 그 빛나는 혁신의 이면에는 '환경파괴'라는 그림자가 짙게 깔려있다. 일반적인 아스팔트는 골재와 아스팔트를 섞기 위해 160~170℃  이상의 초고온으로 가열해야 한다. 이때 LNG 같은 화석 연료를 태우면서 엄청난 양의 이산화탄소가 발생하게 된다. 인류의 삶의 질을 향상시킨 아스팔트 포장 도로는 인류를 해치는 요소가 되었다. 이제 도로 건설은 기존의 운송 효율성을 유지하면서도 환경을 생각하는 방향으로 가야 한다. 그리고 그 해법의 중심에는 '저탄소 아스팔트'가 있다. 

온도를 낮추면 탄소가 줄어든다

기후변화에 대응하기 위해 전 지구적인 저탄소 및 탈탄소화가 요구되는 현시점에서 아스팔트 포장 산업에서도 친환경 변화가 시작되고 있다. 저탄소 아스팔트 포장은 우리나라 도로의 약 90% 이상을 차지하는 아스팔트 포장에 사용되는 아스콘(아스팔트, 골재, 채움재를 혼합한 도로 포장재) 제품의 생산 방식을 개선한 녹색 건설기술이다. 이 공법을 통해 아스팔트와 골재를 혼합하는 과정에서 사용되는 석유 연료를 기존보다 약 30% 절감할 수 있다. 이 기술의 핵심은 간단하면서도 명쾌하다. 바로 '온도'를 잡는 것이다. 160~170℃의 초고온에서 가열 아스팔트 혼합물을 생산해 시공하는 기존의 도로포장과 달리, 저탄소 아스팔트 포장은 110~135℃ 정도의 비교적 낮은 온도에서 아스팔트 혼합물을 생산해 시공하는 공법이다. 이 포장 기술은 기존 포장보다 약 30℃  낮은 온도에서 생산과 시공을 하기 때문에 저탄소 중온 아스팔트 포장이라고도 한다.

[자료 1. 기존 아스팔트의 생산 및 다짐온도와 저탄소 중온아스팔트의 온도 비교]

출처 : 한국건설기술연구원

저탄소 중온 아스팔트는 생산과 포장에서의 시공 온도를 약 25% 낮춰 대기 중에 방출되는 이산화탄소를 300,000t/년 절감시킨다. 또한, 아스팔트 생산 중 석유계 연료를 약 30% 저감시켜 연간 약 1,000억 원의 화석 연료 구입 비용을 아낄 수 있다. 이러한 기술적 장점은 실제 현장에서 직접 증명되고 있다. 상대적으로 낮은 온도에서 진행되는 공법 덕분에 아스팔트 고유의 탄성이 더 잘 유지되고 있다. 이는 도로의 균열을 줄여 유지보수 비용을 아낄 수 있다. 낮아진 온도는 현장 작업자들의 고충인 매연과 뜨거운 열기를 줄어들게 해 작업 환경이 개선되었다. 그뿐만 아니라 시공 후 양생시간도 줄어들기 때문에 교통 개방 시점이 빠르게 앞당겨졌다. 덕분에 운전자들은 꽉 막힌 도로 위에서 낭비되는 시간을 아낄 수 있고, 정체된 차량에서 발생하는 불필요한 공회전 탄소 배출도 줄어들었다. 

바이오 기술을 통해 도로가 탄소 저장고가 되다

아스팔트 시공에서 온도를 낮추는 공법은 몇십 년 전부터  우리나라를 포함한 전 세계 도로 곳곳에서 적용되고 있다. 기존의 저탄소 중온 아스팔트를 넘어, 최근에는 바이오 물질을 이용해 시공 온도도 낮추고, 대기 중 탄소를 흡수하고 가두는 바이오 아스팔트가 새로운 저탄소 아스팔트로 주목받고 있다. 

바이오 아스팔트에는 크게 바이오 오일 아스팔트와, 바이오 숯 아스팔트가 있다. 바이오 오일 아스팔트는 바이오 오일을 증류, 추출 산화 과정을 거쳐 중합 처리한 제품으로 아스팔트의 개질제, 희석제 또는 대체 재료로 사용된다. 최근 주목 받는 바이오 오일은 리그닌을 활용한 제품이다. 리그닌은 관속식물과 일부 조류의 세포 조직을 지지하는 중요한 구조 물질을 형성하는 유기 폴리머 중 하나이며, 목재나 풀의 20~40%를 차지하고 있다. 아스팔트 혼합물을 만들 때는 점도가 높으면 작업성이 저하되고 쉽게 뭉쳐 코팅을 원활하게 하지 못한다. 일반적인 리그닌은 점도가 높아 아스팔트에 활용하기는 어려웠다. 그러나 최근에 화학적 처리를 통해 점도를 낮출 수 있게 되었다. 네덜란드 바헤닝언 대학교의 연구에 따르면, 점도가 낮아진 리그닌 혼합 오일을 아스팔트 접착제의 용도로 사용하면 기존 아스팔트 생산 대비 이산화탄소 배출량을 최대 60%까지 감소시킬 수 있는 것으로 나타났다. 여기에 리그닌 특유의 공기 중의 이산화탄소를 흡착해 장기간 격리할 수 있는 능력이 더해져 도로는 배출된 이산화탄소를 봉인할 수 있게 된다. 

바이오 숯 아스팔트는 식물성 기름, 바이오매스 재료 및 바이오 기반 폴리머와 같은 재생 자원을 아스팔트에 활용한 기술이다. 바이오 숯은 고유한 다공성과 탄소 음성적(실질적 온실가스 배출량이 0 미만인 상태)인 특성으로 인해 아스팔트의 휘발성 유기 화합물을 흡착하고 생산 공정에서 발생하는 이산화탄소 배출량을 최대 50%까지 감소시킨다. 또한, 아스팔트 포장의 내구성을 향상시켜 포장체의 수명을 연장함으로써 재포장 주기를 확대할 수 있게 된다.  

[자료 2. 바이오 숯 아스팔트 포장 과정]

출처 : 한국건설기술연구원

도로에서부터 시작되는 녹색 미래

아스팔트 포장 도로는 탄소 배출 및 도시 열섬 현상의 주된 원인 제공자로, 지금까지 많은 사람들에게 부정적 이미지로 인식되었다. 하지만 몇십 년 전부터 저탄소 중온 아스팔트를 통해 탄소 배출을 줄여 나가고, 최근에는 바이오 물질을 이용해 도로에서 발생되는 탄소를 가두는 등 친환경적 전환을 위해 많은 노력을 하고 있다. 2024년도에는 국토교통부에서 직접 '아스팔트 콘크리트 포장 시공 지침' 전면 개정안을 마련해 기후변화에 대응하고 도로 안정성을 높이는 탄소 저감 도로포장 기술을 확대하도록 했다. 이처럼 건설 분야 자체에서는 물론 정부에서도 탄소중립 2050 달성을 위한 제도적 기반을 다지며 보다 더 친환경적인 저탄소 도로 기술을 위한 변화를 이끌어내고 있다. 

국내 건설산업 분야는 도로 분야 이외의 다양한 분야에서도 탄소중립 2050 흐름에 맞춰 환경친화적인 체제로 전환되고 있다. 건설은 현시대를 살아가는 우리의 삶에 필수적인 도로, 항만, 댐 등의 기반 시설을 만드는 중요하면서 필수적인 분야이다. 어떤 분야와도 대체할 수 없기에 건설 분야에서의 친환경 전환은 지속 가능한 사회를 위해 가장 먼저 선행되어야 할 과제이다. 보이지 않는 곳에서 온도를 낮추고 배출되는 탄소를 가두는 도로에서의 혁신은 지속가능한 건설을 넘어 지속가능한 사회를 만드는 튼튼한 지반이 될 것이다.

기후변화에 대한대학생신재생에너지기자단 기사 더 알아보기

1. "우리를 더, 그리고 자주 아프게 하는 기후변화", 25기 맹주현, https://renewableenergyfollowers.org/climate-change/?q=YToxOntzOjEyOiJrZXl3b3JkX3R5cGUiO3M6MzoiYWxsIjt9&bmode=view&idx=169031344&t=board

참고문헌 

[두 얼굴의 건설-현대문명이자 환경파괴의 발원지, 도로] 

1) 기후변화감시과, 기상청, "[2025년 여름철 기후특성] 폭염-호우 반복, 집중호우-가뭄 지역 양극화 뚜렷했던 여름철", 2025-09-04, https://www.kma.go.kr/kma/news/press.jsp?bid=press&mode=view&num=1194521&page=1&&from=2025-06-14&to=2025-09-14#:~:text=%5B%EA%B8%B0%EC%98%A8%5D%20%EC%97%AC%EB%A6%84%EC%B2%A0%20%EC%A0%84%EA%B5%AD%20%ED%8F%89%EA%B7%A0%EA%B8%B0%EC%98%A8,%ED%8F%89%EB%85%84%EB%B3%B4%EB%8B%A4%202.0%E2%84%83%20%EB%86%92%EC%95%98%EB%8B%A4. 

2) GS칼텍스 미디어허브, GS칼텍스, "아스팔트", 2019-09-28, https://gscaltexmediahub.com/energy/energylife-product-asphalt/

온도를 낮추면 탄소가 줄어든다

1) 정규동 연구원, 건설기술정보시스템, "저탄소 아스팔트 포장 기술", 2010-10-15, file:///C:/Users/hanj0/Downloads/20910%EB%8F%84%EB%A1%9C%EC%A0%80%ED%83%84%EC%86%8C%EC%95%84%EC%8A%A4%ED%8C%94%ED%8A%B8%ED%8F%AC%EC%9E%A5%EA%B8%B0%EC%88%A0101015.pdf 

2) 황성도, "저비용 저탄소 아스팔트 콘크리트 포장 공법 개발", KICT(한국건설기술연구원), pp.1-3., 2012-12

바이오 기술을 통해 도로가 탄소 저장고가 되다

1) 김영민, 건설기술정보시스템, "해외 탄소배출 감축을 위한 아스팔트 포장 분야의 저탄소 기술 변화", 2023-12-18, https://www.kict.re.kr/researchResultWeb/getResearchResultView.es?mid=a10301000000&id=310  

도로에서부터 시작되는 녹색 미래

1) 전찬민, 공학저널, "순환 중온 개질 아스팔트로, 도로포장 탄소 저감 이끈다", 2025-04-11, http://www.engjournal.co.kr/news/articleView.html?idxno=3219

2) 국토교통부, "도로포장, 탄소는 줄이고 수명은 늘린다!", 국가기후위기대응위원회, 2024-07-17.