건설산업의 건물에너지 및 온실가스 배출량 관리
1. 세미나 개최 배경과 주요 개요
본 세미나는 지난 9월 23일(금), ‘건설산업의 건물에너지 및 온실가스 배출량 관리’을 대주제로 하여 진행되었다. 이번 세미나는 한국건설관리학회 환경/에너지위원회 주관으로 개최되었으며, 코로나19 감염 확산 방지를 위하여 온라인세미나(ZOOM) 방식으로 진행되었다. 최근 건설산업에서 환경과 에너지 이슈가 매우 중요해지고 있고, 건설관리 분야에서도 다루어야 할 필요성이 있다. 이러한 배경에서, 한국건설관리학회에서는 환경/에너지, 보건/안전 관련 이슈를 논의하고, 기후변화와 디지털 전환에 대응할 수 있는 인간 중심의 건설관리를 지향하기 위하여, 환경/에너지위원회를 신설하였다. 환경/에너지위원회에서는 국내·외 연구/교육분야, 공공/민간분야 등 전문가 네트워크를 구축하였고, 정기세미나를 통해 현안을 공유하고 미래에 대응하고자 한다. 특히, 2022년 3차 세미나를 통해, 건설산업의 건물에너지 및 온실가스 배출량 관리 현황을 살펴보고, 건설산업에서의 탄소중립 방안을 모색하였다. 이번 세미나의 주요 발표주제 및 발표자는 다음과 같다. <발표주제 및 발표자> ● 건설산업의 온실가스 배출량 산정 및 배출현황 분석 (정미홍 삼성물산 건설부문 환경팀 팀장) ● 건설산업의 온실가스 배출량 관리 (지창윤 한국부동산원 녹색기후지원부 연구위원) ● 데이터기반 건물에너지 광역검진 기술 (임지연 한국건설기술연구원 건축에너지연구소 전임연구원)
2. 발표 및 주요 토론 내용 2.1 건설산업의 온실가스 배출량 산정 및 배출현황 분석 1) 발표내용 요약 건설산업은 전 세계 온실가스 배출량의 30~40%를 차지하는 산업으로 알려져 있으며, 이에 따라, 건설 전과정(Life Cycle) 측면에서 온실가스 감축 활동이 이루어질 필요가 있다. 기획 및 설계 단계에서 탄소저감형 건설자재의 선택을 통한 운영단계의 온실가스 감축을 도모할 수 있고, 시공단계에서 탄소저감형 공법 및 건설장비를 선택할 수 있다. 특히, 시공단계에서 「온실가스 목표관리제」 및 「온실가스 배출권거래제」 와 같은 직접적 감축의무를 부여받은 국내 5개 건설사는 매년 온실가스 배출량을 산정하고, 제3자 검증을 통해 정부 보고의 의무를 이행해야 하며, 정부로부터 부여받은 배출허용량(배출권)을 초과하지 않도록 감축 활동을 이행하여야 한다. 건설산업의 경우, 타 산업과 달리 다양한 계약관계에 따라 배출량의 귀속 주체가 달라지므로, 관련 규정에서는 공사계약 유형(단독도급, 공동도급의 공동이행 또는 분담이행)에 기반하여, 배출활동의 조직 경계(Boundary)에 따라 온실가스 배출량을 산정토록 하고 있다. 건설현장의 온실가스 배출량 분석 결과에 따르면, Scope1으로 규정하고 있는 건설공사용 차량, 건설기계/장비 등 화석연료 사용으로 인한 직접배출이 약 6%를 차지하고, Scope2의 영역인 현장 가설사무실의 전력사용(냉난방, 조명 등)에 따른 간접배출이 약 20%를 차지하며, 직접적 감축의무 대상에 포함되지 않은 협력사의 배출영역인 Scope3가 약 74%를 차지하는 것으로 나타났다. 건설현장의 경우, 공동주택, 일반건축, 토목(도로 등) 등 프로젝트 유형 및 공종 등에 따라 배출량 특성에 차이가 발생한다. 공동주택, 일반 건축물의 경우, 동절기 콘크리트 양생에 따른 열풍기 에너지 사용으로 인해, Scope1의 직접 배출량 증가하는 특성이 나타난다. 이에 따라, 기존 콘크리트 양생 공법을 개선한 ‘열풍순환식 양생공법’을 개발하여, 5개의 공동주택에 적용 결과, 콘크리트 품질을 확보하면서도 20% 이상의 온실가스 감축효과를 달성하였다. 건설산업은 제조산업과는 달리 획일적 방법으로 온실가스 배출량을 감축하는데 한계가 있기 때문에, 공종, 공법 등의 특성을 고려하여 다양한 감축 활동을 발굴하여 적용하는 것이 필요하다. 특히, 에너지 사용이 많은 동절기 콘크리트 양생 공법의 개선을 위해, 한 단계 더 진보된 IT 기술을 접목한 열풍기 원격제어, 실시간 온도 모니터링, 열량측정 및 DB화를 위한 기술을 개발하고 있다. 콘크리트 양생 공법 뿐만 아니라, 다양한 SMART 기술을 활용한 건설현장의 온실가스 배출량 모니터링 및 감축 활동을 통해, 더 효과적인 온실가스 규제 대응 및 탄소중립 등의 이슈에 대응할 수 있을 것으로 기대된다.
2) 패널토론 요약 건설현장의 온실가스 배출량 산정방법, 배출권 할당 방법의 이슈 및 문제점, IT 기술을 활용한 온실가스 감축 전략 수립과 관련하여, 다음과 같은 다양한 이슈가 논의되었다. ● 현재 목표관리대상 건설회사의 배출권거래제 편입 시, 건설현장의 특성(신규현장 개설 등)에 따른 추가 배출권 할당을 위한 근거 명확화 (3차 국가배출권거래제 기본계획 기반영) ● 건설산업의 경우 계약관계에 따른 온실가스 배출량 귀속 주체 협의 시, 협력사에 전가할 수 있는 가능성 잠재 ● 건설현장의 경우 Scope3(협력사)에 포함되는 건설장비로 인한 온실가스 배출량에 대한 모니터링 방법, 문제점, 해결방안 ● IT 기술 기반 자동화 방식을 통한 건설장비 온실가스 배출량 산정 및 감축 활동 연계 필요
2.2 건설산업의 온실가스 배출량 관리 1) 발표내용 요약 기후위기 문제의 증가와 함께 온실가스 감축과 탄소중립은 점점 강조되고 있으며, 이에 대응하는 주요 정책으로서, 온실가스 배출권거래제와 목표관리제가 시행되고 있다. 하지만, 두 규제정책은 건설산업 측면에서 살펴볼 때, 몇 가지 한계가 있다. 첫째, 두 가지 정책은 일정규모(배출권거래제 125,000tCO2eq./yr, 목표관리제 50,000tCO2eq./yr) 이상의 온실가스를 배출하는 업체를 대상으로 규정하기 때문에, 전체 건설회사 중 극히 일부만 포함된다(배출권거래제 1개, 목표관리제 4개). 둘째, 지정된 건설업체는 매년 온실가스 배출량을 의무적으로 보고하도록 규정되어 있지만, 하도급업체에 의한 온실가스 배출량(Scope3)은 보고 범위에서 제외된다. 이러한 이유로, 건설산업으로부터 배출되는 온실가스의 많은 부분은 적절하게 관리되고 있지 못한 것이 현실이다. ‘배출권거래제 상쇄제도’는 할당업체의 영역(Boundary) 외부에서 감축 활동을 수행하고 정부로부터 감축량을 인증받아 활용할 수 있게 하는 제도이며, 외부에서의 감축 활동을 ‘외부사업’이라고 지칭한다. 이러한 상쇄제도를 통해 온실가스 감축량을 인증받기 위해서는, 외부사업 방법론의 개발과 환경부의 승인이 요구된다. 현재까지 건설산업 부문에서는, ‘국내 중온 아스팔트 혼합물 생산을 통한 연료 및 온실가스 저감에 대한 방법론’과 ‘석고콘크리트 벽체의 제조 및 설치에 따른 벽돌과 시멘트 생산 대체 방법론’ 등 일부 방법론만 등록되었다. 또한, 이러한 방법론들은 건설현장보다는 건설자재의 생산 과정에 맞춰져 있으며, 특히 이를 활용한 사업은 전무한 생태이다. 물론, 방법론 승인, 외부사업 등록, 모니터링을 통한 배출권 인증 등 외부사업의 전 과정에서의 어려움이 존재하지만, 건설산업 부문에서는 활로를 찾기 위해 지속적으로 노력하고 있으며, 현재까지 76건의 사업 승인과 126.5천톤CO2의 KOC(Korea Offset Credit)이 발생된 상태이다. 제도권에 포함되지 않는 건설회사에 의한 건설 과정에서의 자발적인 감축이 요구되는 상황에서, 상쇄제도는 온실가스 감축 촉진을 위한 수단으로 고려될 수 있다. 배출권거래제나 목표관리제에 편입된 건설회사도 개발된 온실가스 감축 기술을 하도급업체에 적용함으로써, 감축량을 인정받는 것이 가능하다. 아직까지는 제도에 대한 이해부족과 경험부족으로 인해 활성화되고 있지 않지만, 외부사업은 건설산업 전반에 대한 온실가스 감축과 탄소중립 촉진을 위해 충분히 고려해 볼 수 있는 수단이다. 2) 패널토론 요약 건설산업 부문에 대한 배출권거래제, 목표관리제 및 상쇄제도와 관련하여, 다음과 같은 다양한 이슈가 논의되었다. ● 신규 건설업체 및 신·증설 배출시설에 대한 온실가스 배출량 파악 방법 ● 배출권거래제 상쇄제도 활용을 통한 건설산업 현장에서의 감축 활성화 방안 ● 건설 상품에 따른 온실가스 배출량 원단위 벤치마크 개발
2.3 데이터기반 건물에너지 광역검진 기술 1) 본문내용 요약 전 세계 주요 국가는 2050년 제로 수준의 탄소배출을 목표로 하는 탄소중립을 경쟁적으로 선언하였으며, 한국도 2020년 10월, ‘2050년 탄소중립’을 선언하였다. 이후 2021년 10월 ‘2030 국가 온실가스 감축목표(NDC)의 상향(안)’이 발표되면서, 건물 부문은 기존 19.5%에서 32.8%로 감축목표가 상향 조정되었다. 상향된 감축목표를 달성하기 위해서는 전방위적 노력이 필요하며, 특히 기존 건축물에 대한 탄소배출량 감축이 절실하게 요구되고 있다. 그러나, 기존 건축물은 사용용도와 사용행태에 따라 동일한 물리적 성능을 지닌 건축물이라 할지라도, 에너지사용량의 편차가 매우 크게 나타나기 때문에, 국가 차원에서 제도적으로 관리하기에 어려움이 존재한다. 이러한 문제점을 보완하기 위하여, 현재 개방되어 있는 공공데이터를 활용하여 피어그룹을 나누고, 이를 통해 건물에너지의 실 사용량을 파악하기 위한 방안이 제안되었다. 또한, 건축물과 관련된 데이터를 주소기반으로 하나의 통합 데이터를 마련하고 이를 지도상에 표현함으로써, 신속하면서도 정확한 에너지사용량의 분석이 가능하도록 하였다. 이러한 광역 검진 기술은 통계적인 분석에 용이할 뿐만 아니라, 개별 건축물 단위 레벨에서도 통합된 연계 데이터를 활용할 수 있다는 점에서 유용하다. 1차적으로, 복합용도 건축물의 분석을 위하여 행정안전부의 업종별 인허가정보를 주소기반으로 연계하였으며, 해당 업종들이 갖는 고유 에너지사용량 패턴을 분류함으로써 현장조사 없이 기존의 분석방법보다 더 상세하게 건축물의 사용용도를 추정할 수 있도록 하였다. 이처럼 현장조사를 최소화하여 건물에너지 검진비용을 최소화 할 수 있도록 하는 데이터구조 개선을 제안하고, 본 기술에서 제안하는 플랫폼을 활용하여 중소형 건축물도 상시 에너지검진이 가능하도록 지원하고자 하였다. 본 기술개발에서의 핵심은 3가지로서, 1) 주소기반 건축물의 통합 데이터 구축, 2) 정책 및 제도 지원을 위한 지도에 기반한 광역적 관점의 건물에너지 분석기능 제공, 3) 개별 건축물의 초저비용 건축물 검진 지원을 위한 공학적 기술 제안이라 할 수 있다. 국가건물에너지통합DB의 건축물대장과 건물에너지 사용량 데이터를 기초로 하여, 거주인원의 추정을 위한 건축물 수도사용량, 건축물의 용도 추정을 위한 행정안전부의 업종별인허가 데이터 등 건물에너지 검진을 위해 필요한 데이터를 선별하여 주소 기반으로 연계하였다. 또한, 이러한 연계 데이터를 토대로 검진을 위한 벤치마킹 지표를 제안하고, 이를 지도기반으로 표출하고 분석할 수 있도록 지원하는 플랫폼을 제공하고 있다. 건축물 단위로 수집된 데이터는 건축물의 상세 검진 결과와 연동될 수 있도록 Indoor GML방식을 적용하여 건축물을 Floor-Room-Zone으로 구분하여 데이터를 저장할 수 있도록 플랫폼을 확장하였다. 이와 같은 기술개발을 통해, 향후 건물에너지의 탄소중립 정책을 Macro관점에서 견인하고, 나아가 건물에너지 상세계측 및 실시간 연동 기술(IoT 등)을 통해 수집된 데이터를 Micro-검진으로 연계함으로써, 통합된 건물에너지 검진 플랫폼으로서의 역할을 수행하기를 기대한다. 2) 패널토론 요약 데이터기반 건물에너지 광역검진 기술과 관련하여, 다음과 같은 다양한 이슈가 논의되었다. ● 개별 건축물의 서브 미터링을 위한 현재의 기술개발 수준 ● 융합형 연구로서의 기술개발 현황 및 해당 과제의 다양한 연구 분야 소개 ● 본 연구에서 활용하는 IndoorGML의 방식이 BIM과의 연계성
3. 맺음말
본 세미나를 통해, 건설산업의 건물에너지 및 온실가스 배출량 관리 현황을 살펴보고, 건설산업에서의 탄소중립 방안을 모색할 수 있었다. 우선, ‘건설산업의 온실가스 배출량 산정 및 배출현황 분석’ 관점에서, 건설산업 온실가스 배출원, 온실가스 배출량 산정, 온실가스 배출 현황, 건설산업 온실가스 감축활동 등에 대한 소개가 있었고, 건설현장에서의 온실가스 배출량을 정밀하게 산정 및 관리하고, 체계적으로 모니터링하기 위한 방안에 대한 발전적인 토론이 이루어졌다. 다음으로, ‘건설산업의 온실가스 배출량 관리’ 관점에서, 우리나라의 기존 온실가스 배출 규제 정책 (배출권거래제, 목표관리제)와 함께, 새로운 제도로서의 ‘배출권거래제 상쇄제도’에 대한 소개가 있었고, 건설산업의 온실가스 배출량을 관리하는 기관과 이에 대응하는 건설회사 간의 지속적인 협력을 위한 발전적인 토론이 이루어졌다. 마지막으로, ‘데이터기반 건물에너지 광역검진 기술’ 관점에서, 공공데이터포털, 국가건물에너지통합관리시스템, KICT데이터 등 다양한 데이터를 통합 관리하고, 이를 활용하여 건물에너지를 광역검진할 수 있는 플랫폼에 대한 소개가 있었고, 공간정보, 재실정보, 환경정보 등 재실자 관점에서의 에너지소비량과 쾌적성 관점에서 통합적으로 관리할 수 있는 방안에 대한 발전적인 토론이 이루어졌다. 국내·외 연구/교육분야, 공공/민간분야 등 전문가 네트워크를 토대로 하여, 건설산업의 온실가스 배출량 산정 및 배출현황 분석, 건설산업의 온실가스 배출량 관리, 데이터기반 건물에너지 광역검진 기술 관점에서 활발한 교류를 기대해본다.
■ 작성자 * 정미홍 환경/에너지위원회 위원, 삼성물산 건설부문 환경팀 팀장, poliana85@samsung.com * 지창윤 환경/에너지위원회 위원, 한국부동산원 녹색기후지원부 연구위원, k25960@reb.or.kr * 임지연 환경/에너지위원회 위원, 한국건설기술연구원 건축에너지연구소 전임연구원, jiyoun@kict.re.kr * 구충완 환경/에너지위원회 위원장, 인천대학교 도시건축학부 부교수, cwkoo@inu.ac.kr