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한국에너지기술연구원 기획기사

[투데이에너지] (기고) 정학근 한국에너지기술연구원 에너지효율연구본부장

  • 작성일 2023.01.03
  • 조회수 132131

2050년 건물부문 탄소중립 방향
전세계 온실가스 절감 연구·정책 활발
탄소중립 기술개발·실행 계획 마련해야


[투데이에너지] 최근 지구온난화로 인한 여러 문제가 표면화 되면서 탄소중립은 더 이상 늦출 수 없는 필수 과제가 됐다.


실제로 전 세계의 온실가스 배출량은 2010년부터 2019년까지 지속적으로 증가하고 있다. 이에 2015년 파리협정 채택을 통해 지구 평균기온 상승을 산업화 이전 대비 2℃ 이하 수준으로 유지하고 1.5℃로 제한하기 위해 노력한다는 전 지구적 장 기목표를 설정했다.

기후변화에 관한 정부간 협의체(Intergovern -mental Panel on Climate Change, IPCC)는 이러한 목표 달성을 위해서는 최소한 2025년 이전 온실가스 배출량이 정점에 도달해 2050년에 전 세계 적으로 온실가스 배출량이 ‘0’에 수렴해야 한다고 보고했다.

이러한 노력으로 세계 각국에서는 탄소중립을 선언하고 이를 실현하기 위한 방안과 정책 기반의 시나리오를 수립하고 있다.

미국의 경우 재생에너지와 전기화를 기반으로 탄소중립 시나리오 정책이 진행되고 있고 영국은 2022년 전 부문 온실가스 순배출량 5억2,200만톤 CO₂eq에서 2050년 탄소중립(넷제로, Net Zero)을 목표로 하고 있다. 또한 독일에서는 탄소중립 목표를 2045년으로 설정한 후 2020년 전 부문 온실가스 순배출량 8억5,800만톤CO₂eq 대비 2045년 -200만톤CO₂eq를 전망하며 수전해, 히트펌프 등의 기술을 검토하고 있다. 중국은 2060년을 탄소중립 목표 달성의 해로 정하고 에너지 관련 부문 2016년 온실가스 순배출량 109억7,200만톤CO₂eq 대비 2050년 13억3,000만톤CO₂eq를 배출할 것으로 전망하고 있다.

한국은 2016년 전 세계 총 온실가스 배출량 9위에 해당하는 6억400만톤CO₂eq(총 온실가스 배출 량의 1.69%)의 온실가스를 배출했다. 1인당 온실가스 배출량도 가장 높은 국가 중 6위를 차지하는 등 온실가스 배출량은 시간이 경과함에 따라 크게 늘어나고 있는 상황으로 한국도 세계적으로 기후 위기 속 탄소중립을 달성하기 위한 국가적 역할이 큰 상황이다.

한국에서는 2018년 폭염, 2019년 태풍, 2020년 장마 등으로 기후 위기를 체감한 뒤 코로나19 팬데믹에 따른 경제적 돌파구 마련, 선진국 무역장벽 대응 등을 위해 한국판 뉴딜을 발표했다. 한국판 그린뉴딜이 포함된 정책발표 이후 정부는 한 걸음 더 나아가 2021년 10월 2050 탄소중립 시나리오를 발표하면서 2050년 탄소중립 달성을 선언했다.

우리나라 2050 탄소중립 시나리오에서 건물부문은 2018년도 직접배출량을 기준으로 5,210만톤 CO₂eq 대비 2050년 88.1% 감소한 620만톤CO₂eq 를 목표로 내세웠다. 또한 2021년 국가 온실가스 감축목표(NDC, Nationally Determined Contribution) 상향(안)을 통해 2030년까지 19.5% 이었던 감축목표를 32.8%까지 상향해 목표를 설정했다.

전 세계적으로 직접배출량과 간접배출량을 모두 포함한 건물부문에서의 온실가스 배출량은 최종 에너지사용량 대비 약 40%를 차지한다. 신흥경제국을 포함한 개발도상국의 경우 인구 증가와 급성장하는 서비스 수요는 건물부문에서 추가적인 에너지 사용을 필요로 하며 이는 21세기 중반까지 약 50% 증가할 것으로 보고 있다. 따라서 건물부문에서 온실가스 배출량 감소는 필수적이며 건물 부문에서 탄소중립 실현을 위해 탄소중립 시나리오에 관한 연구 및 정책 개발이 전 세계적으로 진행되고 있다.

국내 건물부문에서의 탄소중립 실행 방안으로는 신축 건물 대상 제로에너지건축물 100% 자립률 달성, 기존 건물의 그린리모델링 100% 달성을 통한 2018년 냉난방 에너지사용 원단위 대비 30% 이상 개선을 요구하고 있다.

그러나 현재 진행되고 있는 제도를 기반으로 수립한 시나리오는 건물부문의 2050 탄소중립 목표를 달성할 수 있을지 회의적이다.

먼저 현재의 2050 탄소중립 시나리오에는 세계 미래 기술 방향인 전기화가 고려되지 않고 있다. 건물의 전기화란 건물에서 사용하는 모든 에너지 를 전기에너지로 전환하는 것을 의미하며 히트펌프를 활용해 냉·난방 및 급탕 에너지를 전기에너지로 전환하고 전기레인지를 이용해 취사를 전기화할 수 있다. 건물의 전기화는 건물에서 사용하는 화석연료보다 전력의 탄소배출계수가 더 낮아 지는 시점에 적용해 효과적으로 탄소를 감축할 수 있기 때문에 탄소중립 시나리오에 건물의 전기화에 대한 고려가 필요하다.

두 번째로 직접 배출부문만을 고려한 현재의 시나리오는 미래의 기술개발 방향과 에너지 전환 부문의 변동에 대한 고려가 어렵기 때문에 건물에서 사용하고 있는 직접배출량과 간접배출량을 모두 고려하는 것이 바람직하다.

국내에서는 현재 재생에너지 3020 이행계획, 2030 국가 온실가스 감축목표(NDC) 상향안, 2050 탄소중립 시나리오 등을 통해 에너지 전환부문에 대한 계획을 발표했다.

건물의 전기화와 에너지 전환 계획은 상호 연관성을 가지고 있다. 에너지 전환 계획에 따라 전력의 탄소배출 계수가 연동됨으로써 건물에서 사용하는 에너지에 대해 직접 탄소배출량뿐만 아니라 간접 탄소배출량까지 고려할 수 있게 된다.

2050 탄소중립 시나리오에 따라 2050년 기준 에너지 전환 부문의 탄소배출량이 0에 수렴해야 건물의 전기화 시나리오에 있어서 탄소중립 달성이 가능하게 된다.

직접 배출량만을 고려한 현재의 시나리오에서는 건물의 전기화 수단으로 건물부문의 탄소중립 은 달성된 것으로 나타나지만 간접 배출에 해당되는 에너지 사용량은 증가해 탄소배출이 오히려 증가되는 경우가 발생될 수 있으므로 반드시 전환 계획과 연동돼 직접배출과 간접배출을 모두 고려하는 것이 필요하다.

한국에너지기술연구원에서 개발한 건물부문의 온실가스 배출량 산정모델을 이용해 현재의 탄소 중립 시나리오에서 담고 있는 국가 정책으로 산출 한 2050년의 건물부문 탄소배출량은 약 3,460만톤 CO₂eq 수준으로 분석됐다. 2018년 탄소배출량 1억7,910만톤CO₂eq 대비 약 80% 탄소배출을 감축할 수 있는 것으로 나타났다.

그러나 2050 탄소중립 시나리오 건물부문 목표치인 620만톤CO₂eq에 는 달성할 수 없는 것으로 나타났다. 현재 건물부문의 탄소중립 시나리오에서 고려 하고 있는 신축 건물의 제로에너지화, 기존 건물의 그린리모델링 시행, 에너지 전환 계획에 따른 이산화탄소 배출 저감 효과 등의 정책만으로는 탄소중 립 목표를 실현하는데 분명한 한계가 있다. 탄소중립 시나리오에서 설정한 목표치를 달성 할 수 있는 기술개발 방향 도출과 구체적인 실행 계획의 마련이 필요한 시점이다.


기사원문링크 : http://www.todayenergy.kr/news/articleView.html?idxno=256229

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