정부, 2030년까지 단계적 의무화 추진 계획
성공 위해선 프로세스 구축?인증체계 필요
세계 각국이 제로 에너지(Zero Energy) 하우스 및 제로 에너지 빌딩 연구와 실증사업에 열중이다.
제로 에너지 하우스(Zero Energy House)란 에너지 소비량이 0인 주택이다. 단열재, 이중창 등을 적용하여 건물외피를 통해 외부로 유출되는 에너지양을 최소화하고 지열 혹은 태양광과 같은 신재생 에너지 등을 활용하여 세대내의 냉난방, 전력공급, 취사까지 모든 에너지 소비를 자체적으로 해결하는 주택이다.
제로 에너지 하우스에 앞서, 고단열재와 이중창호 등의 첨단 단열공법을 이용하여 에너지의 낭비를 최소화하는 패시브 하우스(Passive House)에 대한 연구가 오래전부터 진행되어왔다.
사무실이나 상업용 건물에 대한 ‘제로 에너지’ 개념과 관련 국가 및 기관별로 다소 상이한 관점들이 존재하고 에너지 소비량의 검증에 대한 다양한 기준이 존재한다.
일본의 ‘ZEB (net Zero Energy Building) 실현과 전개에 관한 연구회’는 제로에너지빌딩에 대한 정의를 “건물에 소요되는 에너지(-)와 건물 부지내의 신재생에너지 발전량(+)을 모두 합산하여, 연간 1차 에너지 소비량이 최종적으로 0(Net Zero)이 되는 건축물”로 내리고 있다. 한편 국제에너지 기구는 “화석연료를 사용하지 않고 탄소를 배출하지 않기 위해 태양열, 태양광, 바이오연료 등의 재생에너지 개념을 활용하는 건물”로 정의하며 미국 공조냉동공학회(ASHRAE)는 “연간 에너지 사용량이 대지 내에서 생산되는 재생 에너지양 보다 적은 건물”로 정의하고 있다.
이처럼 각 기관이 내리는 제로에너지 개념에는 약간의 미묘한 차이가 있으나, 기본적으로 건물의 소비 에너지를 제로로 하여 외부에서의 에너지 공급을 불필요하게 한다는 제로에너지의 기본 개념은 동일하다.
정부는 2017년부터는 패시브 하우스 그리고 2025년부터는 제로에너지하우스의 건축을 의무화할 예정이다. 또한 상업용 건물과 같은 비 주거 건물에 대해서도 제로에너지를 실현하기 위한 단계적 의무화 계획을 수립해 2030년까지 ‘제로에너지 건물 보급’을 계획하고 있다. 현재 국토해양부에서는 신재생 에너지를 활용하는 ‘액티브 그린빌딩 기술’을 건물들에 도입하는 방안을 추진하고 있는 중이다.
제로 에너지 건물은 단열재 및 창호를 이용하여 냉·난방 및 조명에 소모되는 에너지 소비량을 최대한 줄이며 또한 고성능의 설비 기기 도입으로 최대한 효율적으로 에너지를 사용한다. 또한 이 건물은 부족한 에너지양을 보충하기 위해 신재생에너지 활용함으로써 에너지 사용을 ‘제로’화한다.
통상 상업용 건물의 경우 벽면 및 창호와 같은 외피를 통한 에너지 손실을 줄여주는 기술이 냉방, 환기, 난방에너지 절감과 연결되는 것처럼, 실제로 하나의 에너지 절감 기술은 건물의 여러 에너지 수요처에 동시다발적으로 영향을 끼친다. 건물의 에너지 사용량은 공조열원, 조명, 공기조화기 등 설비 단위로 측정된다. 그러나 외부로 새어나가는 에너지를 최소화하는 패시브 기술이 건물의 에너지 사용량에 미치는 범위는 단지 하나의 설비에만 국한되지 않으므로 설비와 패시브 기술간의 통합적 설계가 매우 중요하다.
한편, 경제성과 실효성을 갖춘 제로 에너지 건물을 구현하기 위해서 멀티 트랙(Multi Track)에 의한 프로세스 구축이 필요하다. 현행의 에너지 효율등급에서 관리되는 냉방, 조명, 환기, 난방, 급탕 에너지 사용량의 총합을 단기, 중기, 장기의 3단계 트랙에 따라 단계별로 줄여나가야 한다.
단기 트랙은 2~5년 내에 실제 건물에 적용 가능한 기술을 이용하는 것으로써 건물의 외피 설계 및 고효율 설비 등 건물을 구성하는 요소별 시스템에 중점을 둔다. 중기 트랙은 건물 전체의 관점에서 접근하며 단기트랙의 기술이 보급되는 시점부터 개발 적용된다. 여기에는 건물 단위의 신재생에너지와 연동한 고효율 설비 등이 해당되며, 마지막으로 장기 트랙은 건물이 위치하는 지역까지 포함한 개념으로 지역의 전력체계 제어 및 대규모 신재생에너지 시설까지 포함하는 개념이 된다.
성공적인 제로에너지빌딩의 보급을 위해서는 신재생에너지 및 패시브 기술의 표준과 성능이 보장될 수 있는 인증시스템 구축과 같은 사회의 제도적 뒷받침이 필요하다. 그렇게 함으로써 제로에너지빌딩이 시장에 보급될 수 있는 경쟁력 있는 비즈니스 모델이 자연스럽게 발생 할 수 있다. 아울러 제로에너지 빌딩의 보급을 통한 국가 전체의 실질적인 에너지 저감효과를 누리기 위해서는 기존 건물을 대상으로 한 기술 연구가 반드시 병행되어야 한다. /한국건설기술연구원장