[제로에너지빌딩 개념도/자료=국토교통부]
최근 기후 변화 및 지구 온난화 현상이 심화하면서 태양열 등과 같은 신재생에너지를 난방 에너지로 사용하는 등 탄소 배출량을 줄이기 위한 다양한 노력이 이뤄지고 있다. 1992년 지구 온난화 규제 및 방지를 위한 국제 기후변화 협약이 체결된 이후 전 세계적으로 CO2 배출 규제와 고효율 에너지 정책은 중요한 이슈로 부각되었고, 마침내 2015년 미국과 중국까지도 동참한 ‘파리 기후변화협약’이 체결되면서 탄소 배출과 친환경 에너지 정책은 거스를 수 없는 대세가 되었다.
이러한 흐름에 따라 에너비 소비의 많은 부분을 차지하는 건물, 특히 주택 분야에 있어서 에너지 감축 및 탄소 배출을 줄일 수 있는 새로운 미래형 주거형태인 ‘제로에너지빌딩(Zero Energy Building)’이 각광받고 있다. 단열 강화, 고효율 기기 설치 등을 통해 집 안에서 밖으로 나가는 열을 차단하고, 태양력과 풍력 등 재생에너지를 활용해 에너지를 자체적으로 생산하는 제로에너지빌딩은 크게 액티브(Active)와 패시브(Passive)로 나누어진다. 액티브는 태양열 흡수 장치 등으로 외부 에너지를 적극적으로 활용하는 주택이고, 패시브는 단열재와 3중 유리창 등을 설치하는 등 집 내부 열의 유출을 억제하여 에너지 사용량을 최소화하는 에너지 절감형 주택이다.
국토교통부는 국가 온실가스 감축 목표 달성과 에너지 절감을 위해 제로에너지건축물 시범사업을 적극 추진하고 있다. 우리나라는 저탄소 녹색성장을 국가 중장기 전략으로 채택해 2020년까지 온실가스 배출 목표를 전망치의 30%까지 감축하는 목표를 세워두고 있다. 건축물 분야 에너지 효율화를 위해 2025년부터는 신규 주택에 한해 제로에너지 성능 확보를 의무화하는 로드맵도 짜여졌다.
건축물 분야는 전 세계적으로 가장 많은 에너지를 소비할 뿐만 아니라 소비량도 지속적으로 증가하고 있다. 2010년 기준 건축물 분야 에너지 소비량은 1971년과 비교해 2배 증가했다. 유엔 산하 ‘기후변화에 관한 정부간 패널(IPCC)’의 2014년 연구에 따르면 에너지 효율이 향상되지 않으면 건축물과 에너지 사용 설비 증가로 2050년에는 건축물 분야의 에너지 소비가 50% 이상 증가할 것으로 나타났다. 국내에서도 건축물은 전체 에너지 사용량의 20% 이상을 차지하며, 향후 40% 수준까지 늘어날 것으로 예상된다. 건축물은 한 번 짓고 나면 최소 30년 이상 유지되기 때문에 초기에 에너지 성능을 높여 놓으면 그 효과가 장기간 누적되는 효과가 있다. 온실가스 감축 목표 달성을 위해 건축물의 에너지 효율을 높이는 것이 필요한 이유다.
제로에너지 건축물이라고 하면 일반적으로 에너지 사용량이나 에너지 비용이 0인 건축물로 생각하기 쉽다. 그러나 동일한 건물에서도 사용자 숫자나 에너지 사용 패턴 등이 다르기 때문에 유럽 등 선진국에서는 ‘니얼리 제로에너지 건축물(Nearly Zero Energy Building)’이라는 개념을 도입해 국가별 특성에 따라 제로에너지 건축물을 정의하고 있다.
[제로에너지 중장기 로드맵/자료=국토교통부]
국토부는 2016년까지 시범사업과 제도 마련 등 기반 구축을 완료하고 2017년부터 제로에너지 건축물 상용화 기간을 거쳐 5년 후인 2020년부터는 공공 부문을 시작으로 단계적으로 제로에너지 건축물 의무화를 추진할 계획이다. 추진 현황을 살펴보면 민간 부문 성공 모델 발굴과 기술 실증을 위해 저층형, 고층형, 단지형 등 3개 유형별로 2014년부터 단계적으로 시범사업을 추진해왔고, 현재 저층형 5개소(▲KCC 서초사옥 별관 ▲진천군 제로에너지 시범단지 ▲행복도시 1-1생활권 ▲천호동 가로주택정비사업 ▲아산 중앙도서관)와 고층형 2개소(▲송도 6·8공구 공동주택 ▲장위4구역 주택재개발 정비사업)가 선정돼 추진되고 있다. 이와 더불어 2016년 1/4분기에는 지구 단위의 타운형 시범사업 1개소를 선정해 추진할 계획을 갖고 있다. 국토부는 각 시범사업이 일정대로 추진될 수 있도록 정기회의와 수시 점검을 통해 지속적으로 관리하고 있으며, 준공 후 3년 동안 모니터링을 실시해 제로에너지 건축물의 성능과 효과를 검증할 계획이다.
제로에너지건축물은 일반 건축물 대비 초기투자비가 증가하여 보급 활성화에 어려움이 있다. 이에 국토부는 용적률, 채광창 높이 등 건축기준을 완화하고 취득세·재산세 감면 등의 인센티브를 지원하고 있다. 건축물에너지효율등급 본인증을 취득한 건축물 시공에 참여한 건설업체에 대해서는 조달청의 입찰참가자격 심사 시 가산점을 주는 등의 지원책도 시행하고 있다. 이 밖에도 정부는 관련 연구개발(R&D) 및 관계부처, 기관 협업을 통해 건축자재와 기기 가격을 낮추고 저리융자·보증 등의 금융 지원 방안을 마련하고 있다. 아울러 신재생에너지 설비에서 생산되는 잉여 전력에 대한 거래 방안을 마련하는 등 시장 경쟁력 확보를 위해 여러 방안을 검토 중이다. 현재 시범사업의 경우 건축기준 완화와 세제 감면 외에도 신재생에너지 설치보조금 우선 지원, BEMS 컨설팅 및 보조금 등 경제적 인센티브를 제공하고, 한국건설기술연구원·한국에너지공단 등의 제로에너지빌딩 지원센터를 통해 설계 검토, 성능 검증의 기술적 지원도 하고 있다.
건물에너지관리시스템(BEMS) 기술 현황
건물에너지관리시스템(BEMS)은 에너지를 효율적으로 관리할 수 있게 빌딩 내부에 대한 정보를 실시간으로 분석하고 수집하는 시스템이다. 정부에 따르면 자동형 BEMS의 경우 설치 후 에너지 사용량이 평균 11.8% 감소한 것으로 드러났다. BEMS는 건물 운용시스템 가운데 가장 상위 체계다. 업계 관계자는 “건물자동제어시스템(BAS)이나 전력관리시스템(EMS) 등 각각의 시스템 등을 통합해서 건물 전체를 조망하는 시스템이 BEMS”라고 설명했다.
[건물에너지 관리시스템(BEMS)/자료=국토교통부]
BEMS는 크게 수동형과 능동형으로 나뉜다. 대다수를 차지하는 수동형 BEMS는 빌딩 내 에너지가 어떻게 사용되고 있는지를 관리자에게 알려주는 시스템이다. 관리자는 이를 토대로 에너지 관리를 어떻게 할지 판단한다. 반면 능동형 BEMS는 사용자가 특정 온도나 환경을 설정하면 시스템이 알아서 냉동기, 공조기 등을 활용해 제일 효율적인 에너지 관리 방안을 고안한다. 가령 26도를 실내 설정 온도로 맞추면 현재 온도와의 차이를 계산해 냉방이나 난방이 필요한지를 계산하고 이와 관련된 장치를 돌리는 식이다.
국내 BEMS 시장은 연간 1,000억 원 정도다. 시장이 막 형성되기 시작한 단계여서 수십조 원에 이르는 선진국에 비해서는 시장이 협소한 편이다. 향후 온실가스 규제 등이 더욱 강화돼 BEMS 시장이 커질 것으로 예상되고 국내외 업체 간 치열한 경쟁이 불가피할 것으로 보인다. 이에 따라 정부도 BEMS 시장을 적극적으로 키우겠다는 복안이다. 국토교통부는 2012년부터 BEMS 시범 보급사업을 실시하고 있다. 연간 에너지 사용량이 500TOE 이상인 건물에 한해 BEMS 도입 시 최대 1억 5,000만 원을 지원한다.
[제로에너지 주택 실증단지/자료=국토교통부]
강호인 장관, “2025년까지 제로에너지 주택 의무화”
강호인 국토교통부 장관은 19일(토) 서울 노원구 하계동 제로에너지 주택 실증단지를 방문해 “2025년 제로에너지 주택의 의무화를 목표로 고효율 에너지주택 건설사업자에게 기금 지원을 확대하고 기부채납 부담을 완화하는 등 다양한 지원책을 강구하겠다”고 밝혔다. 이날 강 장관은 실험용(Mock-up) 주택에 적용된 외단열, 태양광 등 제로에너지 기술을 체험하며 “최초로 건설되는 제로에너지 주택단지인 만큼 사업에 차질 없도록 최선을 다해 줄 것”을 당부했다.
또한 강 장관은, “제로에너지 주택은 온실가스 감축을 통해 기후변화에 대응하고 국민들의 주거비 부담을 줄여줄 뿐만 아니라 건설업계의 새로운 성장 동력이 될 것으로 기대된다”면서 “국토교통부의 7대 신산업인 제로에너지 빌딩 사업의 활성화를 위해 고효율 에너지주택 건설사업자에 대한 기금지원 확대, 주택사업 기부채납 부담 완화와 대국민 인식을 높이기 위한 시범사업 추진 등 다양한 지원책을 강구하여 추진해나갈 계획”임을 밝혔다.
제로에너지 주택 실증단지 사업은 온실가스 저감 등 에너지절감형 주택 기술을 활성화하기 위해 추진되는 국가 연구개발(R&D)사업으로 명지대학교 산학협력단(명지대·노원구·SH 등)이 연구단으로 선정되어 2017년까지 121세대 규모의 국민임대주택을 제로에너지 주택으로 건설할 계획이다. 정부는 2025년까지 제로에너지 주택 의무화를 목표로 공동주택에 적용되는 ‘에너지절약형 친환경주택의 건설기준(고시)’를 ’09년부터 단계적으로 강화해왔으며, 그와 함께 연구개발(R&D)를 통한 기술개발과 공공임대주택 저에너지 주택시범사업 등을 추진해왔다.
