ISSUE MONITOR May 2016 삼정 KPMG 경제연구원 제로에너지빌딩, 미래건설산업의신패러다임
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Contents Page Executive Summary.... 3 제로에너지빌딩, 새로운시장이열린다...... 4-2030년의한국... 4 - 에너지먹는하마, 빌딩의대변화필요.... 5 - 제로에너지빌딩이란무엇인가?.... 6 제로에너지빌딩의무화, 코앞에닥쳤다... 8 - 제로에너지빌딩의목표달성과정...... 8 - 세계각국의제로에너지빌딩로드맵목표..... 9-2025년제로에너지빌딩의무화추진하는한국 11 - 건물에너지효율기준, 제로에너지빌딩활성화를위한채찍 12 - 인센티브, 제로에너지빌딩활성화를위한당근 14 새로운패러다임이열린다... 15 - 빌딩, 에너지를소비하는공간에서에너지를사고파는공간으로. 15 - 건설업체, 새로운고부가가치시장열린다. 17 제로에너지빌딩시대대비전략..... 19 본보고서는삼정KPMG 경제연구원 ( 주 ) 과 KPMG member firm 전문가들이수집한자료및정보를바탕으로일반적인정보를제공할목적으로작성되었으며, 보고서에포함된자료는해당분야정보의완전성, 정확성및신뢰성을확인하기위한절차를거친것은아닙니다. 본보고서는특정기업이나개인의개별사안에대한해답을제공할목적으로작성된것이아니며, 구체적인의사결정이필요한경우에는반드시당법인의전문가와상의하여주시기바랍니다. 또한본보고서는삼정KPMG의사전동의없이무단배포, 인용, 발간복제할수없습니다. 2
Executive Summary 2009년 11월, 국토교통부는제로에너지빌딩건축에대한단계적로드맵발표하며 2025년까지모든신규건물의제로에너지빌딩의무화를제시했다. 제로에너지의무화규정은한국뿐만아니라전세계적으로진행되고있다. 제로에너지빌딩은바로코앞에닥친가까운미래의한도시의모습으로, 전세계가주목하는범국가적프로젝트이기도하다. 삼정KPMG 경제연구원은제로에너지빌딩이라는새로운패러다임에대비해건설사들이무엇을준비해야하는지살펴보았다. 제로에너지빌딩, 새로운시장이열린다 Executive Summary 2015 년제 21 차파리기후변화협약당사국총회에서채택된신기후변화체제에따라, 에너지를효율적으로활용할방법이주요논제로떠오름. 전세계적으로건물이소비하는에너지량이 36% 를차지함에따라, 세계각국은에너지절감에대한해결책으로 제로에너지빌딩 에관심을가짐 제로에너지빌딩은에너지효율개선을통해절감한건물의에너지소비량과생산량이균형을가지는건물. 2015 년기준으로제로에너지빌딩은약 330 개에이르며, 독일이 100 여개이상으로가장많이보유 제로에너지빌딩의무화, 코앞에닥쳤다 제로에너지빌딩확산에대해정부정책의역할은매우중요함. 따라서유럽과미국은 1990 년대부터강도높은건물에너지절약정책을추진하고있음. 유럽은 EPBD(Energy Performance of Buildings Directive) 를바탕으로모든회원국이 2020 년까지모든신축건물의제로에너지빌딩을의무화해야하며, 미국은 2020 년주거부문, 2030 년공공건물의제로에너지빌딩의무화를목표로하고있음 한국은 2025 년제로에너지빌딩의의무화를목표로추진하고있으며, 관련세부기준을마련하기위해 2016 년노원구에실증단지를착수하고, 유럽의 EPBD 에너지기준을바탕으로제로에너지주택을목표로추진중 제로에너지빌딩의빠른확산을위해세계각국은연도별로제로에너지빌딩관련기준과제도를강화시키는정책을추진. 독일의패시브하우스와스위스미네르기는가장강력한수준의기준을가진정책임. 한국은유럽이나미국에비해아직까지강력한정도의기준을제시하고있지않음 세계각국은제로에너지빌딩확산을지원하기위해다양한인센티브제도를운영하고있음. 일반적으로보조금과환급금제도가가장일반적인지원방법임. 프랑스와일본은이외에도다양한형태의인센티브지원을통해자발적인신재생에너지설치를유도하고있음 새로운시장이열린다 과거빌딩은에너지소비만을하는공간에서미래에는생산하고남는에너지를외부에되팔수있는공간으로바뀌어가고있음. 에너지프로슈머확산을위해한국도 2030 에너지신산업확산전략 을통해청사진을제시하였으며, 빌딩이에너지프로슈머활성화의주역으로등장할것임 건설업체는성장동력을확보하기위해부가가치가높은블루오션을발굴해야하며, 이러한점에서제로에너지빌딩은건설업계의기회가될수있음. 제로에너지빌딩은첨단건축기술이집약되어있는기술집합체로건설업체는새로열리는시장에대비해야함 제로에너지빌딩시대대비전략 제로에너지빌딩이라는새로운시장이열리고있으며, 세계각국은정책을통해이시기를앞당기려노력하고있음. 따라서한국의기업들도다가오는새로운패러다임에적극적으로준비해야함 건설업체들은 2025 년의무화되는제로에너지빌딩에대한관련기준에맞는건설기술을갖춰야함. 또한첨단제로에너지빌딩건축을위해건설과 ICT 의융복합의기반기술개발을통해건설비용의효율화를추구해야함. 건물주는새로운패러다임으로인한건물의가치변화를인지하고이를새로운가치창출의수단으로적극활용해야함 3
제로에너지빌딩, 새로운시장이열린다 제로에너지빌딩기술도입한건물주 A씨, 매월 9,000만원수익 반면, 도입하지않은건물주 B 씨, 건물면적당벌금까지납부해야 2030년의한국 2030년 8월, 외부온도가 35도에이르는무더위속에서도건물주 A씨가소유한빌딩내부는 20도안팎의시원한온도와습도를유지하고깨끗한공기가항상공급된다. A씨의이빌딩을짓는데일반건물대비 30% 높은건축비용이소요됐다. 당시적지않은비용부담에망설이기도했지만, 이제는오히려주변사람들에게본인이지은건물방식을적극추천하고다닌다. 이건물은패시브기술을적용하여열손실을최소화하였으므로, 에어컨과히터를통한냉난방공급을대폭줄여도항상일정한온도를유지할수있기때문에건물에너지비용을 90% 이상절감하고있다. 이빌딩에서는빌딩을유지하는데필요한에너지를건물옥상에설치된태양광발전시설을통해자체적으로만들어낸다. 또한인근빌딩에판매하여기존임대수익이외에매월약 9,000만원의추가수입이발생하고있다. 또한정부에서에너지효율성을만족시키는건축물에게제공하는세제혜택까지받고있다. 이러한소문에역세권이아님에도불구하고 A씨건물의시세가치는나날이올라가고있다. A씨의건물은소위말하는 제로에너지빌딩 이다. 반면, 역세권에빌딩을소유한 B씨는 10여년전제로에너지빌딩이야기가나올때부터초기공사비용에대한부담으로에너지저감시설에는관심이없었다. 10여년이지난지금상황은악화됐다. 기후여건이변하면서건물의에너지관리비용은나날이높아졌고, 정부의건물대상탄소배출량규제강화로인해건물유지에대한부담이가중됐다. 게다가에너지절감감축기준을지키지않았다는이유로빌딩의면적당벌금까지물고있다. B씨는 A씨빌딩으로부터부족한전기에너지를매월사들이고있다. 최근 B씨는이제라도빌딩에제로에너지빌딩기술을도입해야할지를심각하게고민하고있다. 에너지저감시설도입과미도입건물차이시나리오 A 씨 제로에너지빌딩비역세권 위치 일반빌딩역세권 B 씨 일반건물대비 30% 건축비 일반건물평균 유 ( 有 ) 패시브기술 무 ( 無 ) 유 ( 有 ) 자체에너지생산시설 무 ( 無 ) 0 원 에너지비용 1 억원 매월 9,000 만원수익 에너지판매수익 0 원 유 ( 有 ) 세제혜택 무 ( 無 ) 가치상승 건물가치 가치하락 Source: 삼정 KPMG 경제연구원 4
앞의이야기는미래공상과학소설에나오는이야기가아니다. 2025년서울에제로에너지빌딩이의무화된후 5년이경과한 2030년의모습이다. 국토교통부는제로에너지빌딩건축에대한단계적로드맵발표하고 2025년까지모든신규건물의제로에너지빌딩의무화를제시했다. 제로에너지빌딩은바로코앞에닥친가까운미래한국의현실이다. 빌딩, 에너지먹는하마대변화필요 빌딩은현재세계에너지의 36% 를사용하는최대에너지소비분야, 2035 년에는현재사용량보다 30% 더증가전망 2015년 12월 12일제 21차파리기후변화협약당사국총회 (COP21) 에서신기후변화체제인파리협정 (Paris Agreement) 이채택되었다. 기존협약인교토의정서 (Kyoto Protocol) 가선진국의온실가스감축에만초점을맞췄던반면, 금번협정을통해합의한 신기후체제 는에너지를어떻게효율적으로활용할것인지가주요한논제로부상했다. 교토의정서상에서한국은온실가스감축의무가부과되지않았었지만, 이번 2015년에제창된신기후체제에서는 2030년까지배출전망치 (Business As Usual, BAU) 대비 37% 의감축안에해당되었다. 이에따라한국은모든산업에걸쳐에너지를어떻게절감하며활용할지는큰숙제가되었다. 초고층빌딩들은도시를상징하는랜드마크로자리매김하고있으며, 빌딩이빼곡한도심의마천루는한국가의경제성장을대변한다. 하지만에너지절감차원에서빌딩은전세계적으로에너지를낭비하는애물단지가되어가고있다. 전세계적으로대형빌딩의에너지소비량은해마다급증하고있다. 현재전세계적으로빌딩분야의에너지소비는약 36% 를차지하고있으며, 빌딩에너지소비량은 2035년까지약 30% 의에너지가증가될것으로관측되고있다. 이에세계각국은에너지먹는하마인빌딩에대한문제해결이다른산업에서의에너지절감사안보다시급하다는것에공감했다. 해결책으로이른바 제로에너지빌딩 (ZEB; Zero Energy Building) 이부상하게되었다. 부문별에너지사용비중과주거부문의에너지사용비중 부문별에너지사용비중 기타, 5% 빌딩부문 36% 주거부문의에너지사용비중 난방 (Space Heating) 55% 운송용, 30% 주거용, 27% 상업용, 9% 전기 전자기기 (Appliances) 온수 (Water Heating) 19% 19% 요리 (Cooking) 4% 산업용, 29% 조명 (Lighting) 3% Source: IEA(International Energy Agency), 삼정 KPMG 경제연구원재구성 5
제로에너지빌딩이란무엇인가? 제로에너지빌딩은에너지효율개선을통해절감한에너지소비량과신재생에너지생산량이균형을이루는에너지자립건물 제로에너지빌딩은범위와단위에따라다르게정의내려지고있으며, 아직까지명확한기준이정해지지않았기때문에국가별로차이를보인다. 미국에너지부 (Department of Energy, DOE) 나국제에너지기구 (International Energy Agency, IEA) 는제로에너지빌딩에대해 건물에너지효율화를통해에너지소요를극소화한주거용이나상업용건물이며, 필요한에너지는신재생에너지로충당할수있다 고언급한다. 미국신재생에너지실험기구 (NREL, National Renewable Energy Laboratory) 는이를넷제로에너지빌딩 (Net-Zero Energy Building) 으로표현하고있다. 유럽은에너지절약시행령 (EPBD, Energy Performance of Building Directives) 을통해니얼리-제로에너지빌딩 (Nearly- Zero Energy Building) 을정의하고있으며 제로에너지빌딩은매우높은에너지성능을가진주택으로, 제로에가깝거나매우적은에너지를소비하여부족한에너지량은부지내또는인근에서생산된신재생에너지원으로부터상당부분을충당해야한다 고정의하고있다. 세부적으로차이는있지만각국의제로에너지빌딩관련정의를종합해본다면, 제로에너지빌딩은에너지효율개선을통해절감한건물의에너지소비량과생산량이균형을이루는에너지자립건물 로요약될수있다. 빌딩의제로에너지수준을구분할때빌딩에필요한에너지량과공급량을판단하는기준은중요하다. 실제로각국에서는 EPBD와 IEA가마련한제로에너지빌딩에대한큰틀아래서제로에너지빌딩에대한각세부관련정의를하고있다. 제로에너지빌딩개념 마이너스에너지빌딩 제로에너지빌딩 에너지공급 에너지관리 에너지생산 에너지생산 생산 / 수요관리 신재생에너지생산 플러스에너지빌딩 에너지생산 에너지전환관리및시스템사용에너시손실관리 에너지공급 에너지소비냉난방 / 환기조명 플러그부하량 Source: 삼정 KPMG 경제연구원 6
일반적으로제로에너지빌딩을판별할때제로의기준량이무엇이냐에따라구분될수있다. 제로에너지빌딩에대한정의는미국이나유럽의관련인증, 라벨등을포함하여무려 75가지에이른다. 미국신재생에너지실험기구는전세계제로에너지빌딩을 4가지로구분하였다. 제로사이트에너지 (zero site energy) 빌딩 은해당사이트혹은빌딩에서연간사용될만큼의에너지를동일지역사이트혹은빌딩에서충당하는빌딩이다. 제로1차에너지빌딩 (zero source energy building) 은 1차에너지원을고려하여해당사이트에서연간사용될만큼의에너지를생산하는빌딩이다. 제로에너지비용건물 (zero energy cost building) 은건물에서외부로유출되는에너지에대해건물주가얻은수입이건물주가연간사용하는에너지와서비스에대한비용보다큰빌딩이다. 마지막으로 제로이산화탄소배출량빌딩 (zero energy emission building) 은유해가스를방출하는에너지를사용하지않는빌딩을의미한다. 전세계 75 가지제로에너지빌딩정의가운데 44%(33 개 ) 가제로1차에너지빌딩의기준을적용하고있다. 전세계 330 여개제로에너지빌딩분포, 독일에가장많이분포 2015년을기준으로국가별제로에너지개념아래실현된제로에너지건축물은약 330개에이르며, 독일 100여개이상, 미국과스위스가각각 38개의건축물을포함하고있다. 이러한제로에너지빌딩정의에대한구분이생기는이유는국가별로빌딩에서발생혹은소비되는에너지를인식하는기준, 혹은감축을원하는기준이각기다르기때문이다. 측정기준및이름정의에서약간씩차이는있지만제로에너지빌딩이라는것이유입과유출에너지의차이를극소화혹은제로 (0) 로만드는것을추구한다는점에서는같은맥락으로이해될수있다. 주요국제로에너지빌딩현황및주요인증제도 주요국의신축제로에너지빌딩수 (2014~2015) 빌딩에너지측정기준및기준인증명 독일 빌딩소요에너지측정기준 인증제도명 스위스미국 영국 탄소배출량 CSH 오스트리아 프랑스 1 차에너지생산 / 소비량 EFFINERGI 프랑스영국캐나다 독일 사이트에너지사용량 1차에너지생산 / 소비량 Plus-Energy House- Standard 스페인 스위스 1 차에너지생산 / 소비량 Minergie 네덜란드 덴마크 미국 사이트에너지 1 차에너지 에너지비용 탄소배출량 Zero-Energy Building 기타 ( 단위 : 개 ) 0 20 40 60 80 100 한국 1 차에너지생산 / 소비량 에너지효율등급인증 Source: 삼정 KPMG 경제연구원 7
제로에너지빌딩의무화, 코앞에닥쳤다 제로에너지빌딩도입을위해각국단계별빌딩에너지효율기준강화 제로에너지빌딩의목표달성과정전세계인의목숨을위협하는탄소배출로인한환경오염은더이상간과할수가없는문제로자리잡았다. 이번파리협약에서세계각국들은탄소배출감축의시급성에대해공감하며, 제로에너지빌딩이이를해결할수있는주요대안임을인식했다. 각국은기술의발전을막연히기다리기보다는선도적으로정책을제정하여제로에너지빌딩확산시기를앞당기고있다. 일반빌딩에서제로에너지빌딩한번에전환되는것은비용과기술측면에서한번에달성할수없기때문에단계별로빌딩의에너지효율기준이점차강화되는정책을펼친다. 제로에너지빌딩은빌딩의에너지요구량과신재생에너지를통한에너지공급량이평형상태일때구현된다. 이에따라신재생에너지순차적인보급과함께빌딩자체의에너지소비량을감축하는방향으로정책이도입된다. 제로에너지빌딩은일반빌딩보다에너지소비량이 25-30% 감축된친환경빌딩과에너지소비량이 80-90% 절감된저에너지빌딩을단계적으로거친후달성된다. 제로에너지빌딩이한단계발전하면잉여에너지가추가적으로발생하는플라스에너지빌딩이된다. 즉, 화석연료를사용하지않고신재생에너지로만에너지를생산하며, 사용량에비해에너지가월등히크게생산되며, 잉여에너지는추후에너지가부족한빌딩에공급해줄수있게된다. 제로에너지빌딩목표달성과정 저 [ 빌딩의에너지절감정도 ] 고 일반빌딩 친환경빌딩 저에너지빌딩 제로에너지빌딩 에너지플러스빌딩 에너지수요량 100% 25~30% 절감 80~90% 절감 신재생에너지공급량 잉여생산에너지판매 시간 Source: 삼정 KPMG 경제연구원 8
로드맵을통해본세계각국의제로에너지빌딩목표선진국에서는예전부터건물의에너지감축에대해매우적극적인정책을내놓고있다. 특히건물부분의온실가스감축이가장시급함을인식하여공공부문이나주택을중심으로건물에너지효율화관련하여적극적인정책을발표하고있다. 에너지효율부문뿐만아니라친환경건축물의보급과확산을위한각종제도도수립하고있다. 독일패시브하우스, 대표적저에너지빌딩인증제도인증받은빌딩은에너지85-90% 감축가능 유럽과미국은 1990년대부터강도높은건물에너지절약정책을추진하고있다. 유럽의경우 EU의 EPBD 정책에따라모든회원국이건물에너지성능증명서를제출하도록규정하고있다. 특히독일은패시브하우스 (passive house), 프랑스는에피네르기 (Effinergie) 라는저에너지빌딩관련인증기관을설립하고인증제도를기반으로건물의에너지를최대 85% 까지감축시키도록독려하고있다. 독일의패시브하우스는대표적인저에너지빌딩관련인증제도이다. 1988년스웨덴룬드대학애이덤손 (Adamson) 교수와현재독일의패시브하우스연구소소장인볼프강파이스트 (Wolfgang Feist) 에의해계획되었다. 패시브하우스는기계적냉난방시스템이아닌건물구조체의단열및형태를활용해에너지손실을절감시키는수동적인 (Passive) 빌딩으로, 패시브인증을받은빌딩은에너지를일반적인빌딩보다 85-90% 감축시킬수있다. 모든신축건물대상제로에너지적용목표연도 2013 2016 2020 2025 2030 2050 민간빌딩 영국 공공빌딩 프랑스 공공빌딩 독일 공공빌딩 민간빌딩 미국 연방정부건물 민간빌딩 일본 공공빌딩 한국 주거용 / 비주거용건물 Source: 각국가정책기관, 삼정 KPMG 경제연구원 9
유럽회원국, EPBD 정책에따라 2020년부터건설되는모든신축되는건물제로에너지빌딩 독일의패시브하우스가인기를끌면서유럽전역에서도이러한형태의빌딩이빠르게확산되었으며, 한국에서도국토교통부가제시한제로에너지빌딩로드맵에따르면 2017년까지주거부문에서독일의패시브하우스기준으로에너지를감축해야한다고제시한다. 영국은이미 EU의 EPBD 발표가있기전인 2006년제로에너지빌딩관련정책을제정했다. 2016년부터영국에짓는모든신규주택은이산화탄소배출을완전히제로화할것을발표및권고했다. 프랑스는 EPBD 에따라 2020 년모든신축건물이플러스에너지빌딩이되는 것을목표로하고, 2013 년에는모든신축건물이저에너지수준을유지하도록 하고있다. 독일은 2012 년부터모든신축및개보수건물이에너지인증서 (Energieausweis) 를획득하여제출하도록규정하고있다. 또한 2015년부터는모든건물들이패시브하우스에서인증하는저에너지빌딩수준에맞추도록요구되고있다. 미국, 2020 년부터주거부문, 2030 년부터연방정부, 2050 년부터상업용모든신축건물제로에너지빌딩으로전환목표 미국은버락오바마대통령이 이그제큐티브오더 13514(Executive Order 13514, 2009년 10월 ) 에서명하면서 2020년까지미국전역의주거부문, 2030년까지모든연방정부건물, 2050년까지상업용건물이제로에너지빌딩이된다는목표를설정하고있다. 따라서각주에서는이에맞는기준및목표를설정하고있다. 특히미국은정부의정책에발맞추어민간기관을중심으로인증프로그램이활성화되고있다. 친환경인증제도인리드 (Leadership in Energy and Environment Design, LEED) 의높은등급을획득한건축물은빌딩에너지감축및에너지에대한효과적인관리를인증받음으로써시장가치와함께건물의국제적인명성도높아지는효과를얻고있다. 일본, 2020 년부터공공부문 2030 년부터민간부문모든신축건물제로에너지빌딩으로전환목표 일본은 2010년에너지기본계획에서 2020년에는모든신축공공건물, 2030년에는모든신축민간건물이제로에너지빌딩을달성하도록목표를제시하였다. 건물에너지절약기준이그동안의무적성격을가진규정은아니었지만, 2014년부터일정규모이상의건물에대해에너지절약기준을의무화하고건축물에대한에너지성능기준을도입하는등점차기준을강화하고있다. 하지만아직까지기타선진국과비교한다면다소완화된수준으로정책이추진되고있다. 10
2025 년제로에너지빌딩의무화추구하는한국 한국의제로에너지빌딩의무화로드맵에따르면, 한국제로에너지빌딩의무화가되는시점은 10년도남지않았다. 2009년 11월대통령보고대회를시작으로제로에너지빌딩의무화로드맵을제시하였다. 주거용건물은 2012년부터저에너지주택수준달성하고, 2017년에너지를 90% 감축할수있는패시브하우스의수준을달성하며, 최종적으로 2025 년에는제로에너지하우스수준으로건설하는것을의무화한다는목표이다. 비주거용건물은 2017년 30% 절감, 2020년 60% 절감하고, 최종적으로 2025년부터제로에너지빌딩을의무화하는정책을발표하였다. 한국, 2017 년부터신축되는모든건물패시브기준, 2025 년부터모든건물제로에너지빌딩목표 국토부는제로에너지빌딩관련세부기준을마련하기위해 2016년노원구에 제로에너지주택실증단지 를착수하였고, 2017년 6월준공이예상된다. 실증단지는유럽의 EPBD에따라난방, 냉방, 급탕, 조명및환기등 5대에너지를기준으로연간 1차에너지생산량의대차대조가제로가되는주택을목표로추진중이다. 제로에너지빌딩관련인증제도는녹색건축인증 (G-SEED) 과건물에너지효율등급제도로나눌수있다. 녹색건축인증은설계와시공유지, 관리등전과정에걸쳐에너지절약및환경오염저감에기여한건축물에대한친환경건축인증을부여하는제도이다. 건물에너지효율등급제도는중장기적기후변화에너지문제에대비하기위해소비의부문별혁신을통해에너지효율기반을구축하고자건물에너지성능을평가하는제도이다. 한국제로에너지빌딩로드맵 2012 년저에너지건물 ( 에너지 50% 감축 ) 2016 년첫제로에너지주택실증단지완공예정 ( 노원구 ) 2017 년패시브하우스구축 ( 에너지 90% 감축 ) 2025 년제로에너지빌딩의무화 주거부문 2009 년제로에너지빌딩의무화로드맵선언 2014 년제로에너지빌딩활성화방안발표 2017 년에너지 30% 감축 2020 년에너지 60% 감축 2025 년제로에너지빌딩의무화 비주거부문 Source: 삼정 KPMG 경제연구원 11
건물에너지효율기준, 제로에너지빌딩활성화를위한채찍 제로에너지빌딩이빠르게확산되기위해각국정부는우선적으로관련기준과제도를강화시키는채찍정책을추진한다. 제로에너지빌딩에서규제가가장효과적으로작용하는부문은건물에너지효율관련기준부문이다. 제로에너지빌딩이활성화되기위해서국가별로건물에너지효율기준을마련하고이를지속적으로개정강화하고있다. 에너지효율이높은빌딩을구현하기위해서각국가는천장, 창, 벽, 바닥등빌딩각구역별로단열성능기준을나타내는지표인 U-Value( 열관류율 ) 기준을제시한다. 독일인증기관패시브하우스 (passive house) 및스위스미네르기 (MINERGIE- P) 가장염격한빌딩에너지효율기준 독일의패시브하우스 (passive house) 와스위스의미네르기 (MINERGIE-P) 는최고수준의에너지효율기준으로매우강력한기준을제시하고있다. 특히독일의패시브하우스는제로에너지빌딩으로가기위한전단계인저에너지빌딩에서자주등장하는용어로, 타유럽국가나미국에서도에너지성능의최고등급을패시브하우스에준하는기준으로설정하는경우가많다. 영국은주택에너지관련기준으로건축관계법중에너지관련파트인 Part L과지속가능주택기준 (CSH, Codes for Sustainable Homes) 를채택하고있다. 2016년개정된 Part L의경우 2013년기준보다더강화된기준을보이고있다. 지속가능주택의경우에너지, 탄소, 수자원관련최소기준을토대로총 6단계로구분하여책정하고있다. 지속가능주택기준에따르면새로신축하는주거건물의경우최고등급인 CSH 6등급, 즉제로카본주택을의무화해야한다. 이에따라모든건설회사는건물의에너지효율성을달성하기위해설계초기단계부터근본적으로새로운방법을모색할것을요구하고있다. 12
한국현재빌딩에너지효율기준, 영국의 1995 년기준과동일 프랑스는 2005년부터건물에너지정책인 RT2005와함께표준에너지효율수준제도를시행하였다. 이에따라에너지효율등급제도인에피네르기 (Effinergie) 를공표했다. 프랑스는기준을제시할뿐아니라건물주가일정한수준의에너지감축량목표를달성하지못할경우 1kWh 당 0.02 유로의벌금을부과하도록하고있다. 서울빌딩에너지한국의경우유럽이나미국에비해강력한기준을제시하고있지는않고있다. 효율기준, 영국의국토부가제시한친환경주택건설기준의단열성능기준 (0.36) 은전국에 2002년기준과동일적용되는기본적인단열성능기준이지만영국이 1995년제정한 Part L에서제시한값 (0.33) 보다도높게나타나고있다. 지자체별로조금더강화된기준을제시하고있지만아직선진국에비해모자란수준이다. 서울시의 민간건축물가이드라인 은기본기준에비해훨씬강화된수진이지만영국이 2002년제시한기준과같지. 하지만에너지감축이필수가된만큼향후제로에너지빌딩을실현시키기위해한국의기준은점점더강화될가능성이높다. 국가별제도의건물평균단열성능기준 (U-value, W/m 2 K) 패시브하우스 MINGERGIE-P 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 (U-value) 0.10 0.10 Part L 2016 0.14 Part L 2013 Energy Star(zone2) Bldg Regs 2007 MINERGIE 0.18 0.20 0.20 0.20 강 ( 强 ) IECC 2006(Zone 8) 0.22 Part L 2006 0.24 Building America(NY) 0.24 IECC 2006(Zone 5) 0.24 서울시민간건축물가이드라인 0.24 Part L 2002 0.25 Bldg Regs 2007 0.28 Energy Star(zone1) 0.28 Bldg Regs 2007 0.30 Part L 1995 0.33 IECC 2006(Zone 1) Energy Use In Houses Guidelines(Region1) 국토해양부친환경주택건설기준 0.34 0.35 0.36 약 ( 弱 ) Energy Use In Houses Guidelines(Region6) Energy Star(zone5~8) 0.39 0.41 Energy Use In Houses Guidelines(Region2) 0.42 Energy Star(zone2) Energy Use In Houses Guidelines(Region6) 0.49 0.51 Source: National House Building Council, 삼정 KPMG 경제연구원재구성 13
인센티브, 제로에너지빌딩활성화를위한당근 대부분의국가는규제만으로제로에너지빌딩확산이쉽지않다는점을인지하고있다. 따라서에너지가효율적으로관리되는빌딩에대해인센티브를주는방법으로제로에너지빌딩확산을유도하고있다. 일반적으로제로에너지빌딩구축을위해정부가주는회유책으로는신재생에너지와관련된인센티브가많다. 신재생에너지의부족한경제성을보완하고이를이용한전력의보급을촉진하기위해다양한인센티브제도를운영하고있다. 프랑스및일본, 다양한형태의인센티브지원을통해자발적신재생에너지설치유도 제로에너지빌딩확산장려를위한인센티브제도는경쟁입찰제도, 세금감면및공제, 에너지거래, 요금상계제도, 차액발전제도 (Feed-In Tariff, FIT), 신재생에너지공급의무화 (Renewable Portfolio Strandard, RPS) 등이있다. 보조금과환급금은제도는가장흔한지원방법으로대부분의국가가어느정도비슷한수준으로시행을하고있다. 보편적으로는태양광전기시설설치를지원해주며, 개별건물이신재생에너지이용을유도하려는목적을지닌다. 미국은주나지방자치정부에따라설치지원금을 30~50% 수준에서지원하며, 캘리포니아주의경우에너지절감건축물숫자에대한일정목표를정해놓고이에맞추어보조금정책을적용하고있다. 프랑스와일본의경우도다양한형태의인센티브를지원하면서개별빌딩이자발적으로빌딩내신재생에너지를설치하도록유도하고있다. 국가별신재생에너지관련인센티브비교 인센티브제도 스위스한국영국프랑스독일일본미국 공개경쟁입찰 세금감면 세금공제 에너지거래 요금상계제도 RPS 공공투자, 융자지원 차액발전 보조금, 환급금 Source: REN21, 2010 14
새로운패러다임이열린다 빌딩, 에너지를소비하는공간에서에너지를사고파는공간으로과거의빌딩은에너지소비만을하는공간이었다. 미래의빌딩은에너지를생산을할수있는공간이될것이다. 빌딩은스스로에게필요한에너지를생산하는능력을갖춤과동시에남는에너지를외부에되팔수있는능력을갖춰가고있다. 이것이바로프로슈머 (Prosumer) 개념이다. 빌딩, 에너지 소비뿐만 아니라 생산도 가능한 프로슈머로발전 프로슈머란소비자인동시에생산능력을지니고있어소비와생산이동시에가능한주체를뜻하며, 어원은생산 (Produce) 과소비 (Consumer) 의단어가합해진용어다. 프로슈머라는것은 1972년마셜맥루언 (Marshall McLuhan) 이 전기생산기술의발달로소비자가생산자가될수있다 라는말에서언급되었다. 이후미래학자인앨빈토플러 (Alvin Toffler) 는유명한저서인 제3의물결 (The Third Wave, 1980년 ) 을통해프로슈머에대해구체적으로묘사했다. 당시는미래사회에서나타날수있는개념으로만언급되었던것이최근눈부신에너지관리기술의발달에힘입어이제는현실로나타나고있는것이다. 빌딩은에너지프로슈머가가장적극적으로활용될수있는영역이다. 그동안은일정규모이하의적은전력은시장에서거래되지못했다. 그러나가까운미래에는에너지저장기술 (Energy Storage System, ESS) 등의발전에힘입어적은양의전력을모아서판매할수있는시장이개설될것이다. 예를들면태양광발전기등을통해각가정에서도스스로필요한에너지를생산하고남는전력을시장에서판매할수있게된다. 에너지프로슈머 (prosumer) 등장으로인한에너지거래시장 전력공개경쟁입찰거래시장 에너지판매 지역발전소 전력시장 전력생산자 전력수요자 전력사업자 판매전력사업자판매구매 지역발전소판매구매구매빌딩 / 아파트공개경쟁입찰 판매구매 빌딩 산업단지 아파트 기타 에너지중계업자 판매 구매 기타 건축물관련에너지절감제도및규제 현재 2025 년이후 Source: 에너지경제연구원, 삼정 KPMG 경제연구원재구성 15
프로슈머의등장으로인해만들어지는미래에너지거래시장의주역은더이상발전소와전력사업자만은아닐것이다. 에너지프로슈머의주체가될수있는각각의에너지절감형건물들이에너지거래활성화의주역으로등장할것이다. 예를들면제로에너지빌딩을보유하고있는건물주는자신의빌딩을활용하여건물유지에필요한에너지를스스로충당함으로써에너지비용을최소화한다. 이와동시에잉여생산된전력에너지를외부로판매함으로써두가지토끼를잡는전략을구사할수있게된다. 이전에는공급을받으며에너지를소비하던주체에서벗어나생산의주체가되어적극적인전력거래시장의구성원이되는시대가오는것이다. 정부, 에너지신산업확산전략을통해에너지프로슈머시장활성화추진 이러한시대를예견하고세계각국은에너지절감확산정책의일환으로제로에너지빌딩건축과관련된인센티브제도를마련함과동시에강제규정마련을적극적으로추진하고있다. 당근과채찍을동시에사용함으로써다가오는신패러다임으로의전환을조금이라도앞당기고이에대한대비를마련하고자적극적으로노력하고있는것이다. 우리나라도 2030 에너지신산업확산전략 (2015년 11월 ) 을통해에너지절감및관련이슈를파악하고이에대한다양한전략과정책의청사진을제시했다. 특히에너지프로슈머의역할및확산에대해구체적으로언급하며정부차원에서신기후체제와미래에너지트렌드변화에본격적으로대응하기로했다. 정부는본전략을통해에너지프로슈머와더불어 분산형청정에너지 를강조하고있다. 누구나전력을생산해팔수있는에너지프로슈머시장이확대되면개인또는빌딩등에서직접생산한소규모전력이나남는전력을팔수있는분산자원거래시장이개설될수있기때문이다. 16
건설업체, 새로운고부가가치시장이열린다 제로에너지빌딩시장, 새롭게떠오른블루오션시장으로수익성악화에시달리는건설업에기회 건설산업은토목, 플랜트, 건축시공에집중한사업구조를지니고있다. 그동안한국건설업계는상대적으로낮은입찰가격에수주를따내고사업의대부분을단순시공에집중했다는평가가따르면서, 최근에는수익성악화에허덕이고있다. 이에글로벌건설시장에서살아남아경쟁력을확보하기위해서부가가치가높은블루오션을발굴해야한다는움직임이강하게나타나고있다. 제로에너지빌딩시장은새롭게떠오르는블루오션으로건설업계에기회가될수있다. 아직까지는규제가강하지않지만, 빌딩부문에있어에너지감축은 10년안에이루어져야하는필수조건이됐다. 제로에너지빌딩의건축혹은기존빌딩의제로에너지빌딩화는현재낮은부가가치로인해수익성악화에시달리고있는건설업계에새로운기회로다가올수있다. 제로에너지빌딩은첨단건축기술이집약되어있는기술집합체이다. 제로에너지빌딩이되기위해서는에너지절감기술과에너지생산기술이필요하다. 에너지를절감하는기술에는빌딩에서소비되는에너지자체를감축시키는패시브 (Passive) 기술과에너지수요를관리하기위한매니지먼트 (Management) 기술이있다. 에너지를생산하는기술로는에너지생산기술을일체화시키는액티브 (Active) 기술이있다. 패시브기술은패시브기술은기계적냉난방시스템이아닌건물구조체의단열및형태를활용해에너지를 보존 하고 절감 시키는기술이다. 패시브기술의경우고단열창호기술, 고효율단열재기술, 고효율열교환환기기술등이있다. 제로에너지빌딩은건물에서사용되는기존의에너지소모를최소화시킬수있는패시브기술이우선적으로고려돼야한다. 빌딩에사용되는에너지를효율적으로관리하기위해서는매니지먼트기술을구축하는것이핵심이다. 건물내에너지를관리하는관리시스템은 BAS(Building Automation System), IBS(Intelligent Building System), FMS(facility Management System), BMS(Building Management System) 등으로다양하지만최근 BEMS(Building Energy Management System) 기술이가장각광을받고있다. BEMS를통해서는건물내에너지사용기기에센서와계측장비를설치하고통신망으로연계한시스템을통해에너지원별사용량을실시간으로모니터링하고에너지를효율적으로통합관리하고자동적으로제어할수있다. 17
빌딩자체가에너지를소비하는공간에서생산하는공간으로변모하기위해서는건물에신재생에너지생산기술이일체화되어야한다. 대표적인기술은액티브기술로, 열흡수장치, 풍력발전, 조력발전, 태양력발전등의기계장치를집또는건축물에활용하게된다. 바레인무역센터, 풍력터빈을통해필요전력의 11-15% 해결 2008년완공된높이 240m의바레인무역센터 (Bahrain World Trade Center, BWTC) 에는상업빌딩에풍력터빈이설치된첫사례이다. 날카로운뿔모양을한건물두동사이에설치된 3개의대형발전기설치비는총건설비의약 3.5% 에해당하는비용이추가적으로소요됐지만, 풍력터빈이완전히가동하면건물에필요한전력의 11~15% 를자체해결할수있는전력을생산해낸다. 이는매년 300가구에전력을제공할수있는전력이다. 이처럼최근일반주택뿐아니라초고층빌딩에도신재생에너지를생산해낼수있는기술이적용되고있다. 제로에너지빌딩대표기술분야 패시브 (Passive) 기술 종류 : 고단열, 고기밀, 고성능창호, 열교환환기, 열교 (Thermal Bridge) 현상을차단하는디테일등 효과 : 건물사용에너지자체를 보존 하고 절감 매니지먼트 (Management) 기술 종류 : BAS, IBS, FMS, BMS, BEMS 등 효과 : 에너지원별사용량을실시간모니터링하고수집된에너지사용정보를최적화분석소프트웨어를통해효율적으로관리및자동제어 액티브 (Active) 기술 종류 : 열흡수장치, 풍력발전, 조력발전, 태양발전등에너지기계장치 효과 : 에너지기계장치를통해빌딩이적극적으로에너지를생산할수있음 Source: 삼정 KPMG 경제연구원 18
제로에너지빌딩시대대비전략 제로에너지빌딩이라는새로운시장이열리고있다. 빌딩이단지에너지소비만하는공간에서에너지를생산하는공간으로전환되고있다. 각국가는정책을통해전환되는시기를계속해서앞당기려고노력하고있다. 미래건설산업의새로운패러다임으로제시되고있는제로에너지빌딩은우리나라에서도피할수없는현실이되었다. 정부는제로에너지빌딩활성화를위한각종규준을마련하고있으며정책적지원도적극추진하고있다. 아직유럽과미국에비해강한수준은아니나빌딩에너지에대한기준은점차강화될것이며, 기업은강화된기준에따를수밖에없다. 제로에너지빌딩은기업에게새로운기회가될수도있으며, 이에대비하지않으면시장선점기회를놓칠수있다. 다가오는시대에영향을받는우리기업들은의무화, 비용, 효익이라는세가지관점에서미래를준비해야한다. 제로에너지빌딩에대비한전략 1 의무화에 2 비용을 3 건물주는 따라강화될제도수준에맞는건설기술개발필요 절감하기위한융복합된개념의기술개발필요 건물을새로운가치창출의수단으로봐야 1. 의무화에따라강화될제도수준에맞는건설기술개발필요 먼저, 제로에너지빌딩은향후 10 년안에의무화되는기준이다. 이에따라 건물에너지관련기준은점차적으로강화되어갈것이다. 이미선진국에서는 한국보다훨씬강력한기준을도입하고있다. 건설업체는앞으로강화되는 제도수준에맞출수있는건설기술을시급히개발해야할것이다. 정책이 건물의부위별성능기준을단계적으로강화할것이라는점을고려한다면, 기업에서는관련기술에대한이해와시공기술을높이기위해노력해야할 것이다. 외단열시공은바닥의단열재설치를제외한거의모든부위에서 열교의방지가가능하기때문에각광받는대표적에너지저감건축기술이다. 하지만한국에서는아직시공경험이부족하고각부위에따른시공디테일이 개발되어있지않아시공시어려움이많다. 이에건설업체는 제로에너지빌딩에대한설계와시공에대한매뉴얼을선제적으로개발하고, 단열재, 방습층등재료개발과시공방법을개선해야할것이다. 특히각 국마다제로에너지빌딩에대한규제는적극적으로추진되고있다. 따라서 실증사업을통해서기술검토를하고검증된제로에너지빌딩기술은제도가 강화되고있는해외선진국대상으로한고부가가치건설사업분야진출에 강력한교두보가될가능성이있다. 19
2. 비용을절감하기위한융복합된개념의기술개발필요 둘째, 제로에너지빌딩은첨단건설기술이집약되어있는분야로이로인한비용상승은불가피하다. 미래의경쟁력있는건설업체가되기위해서는제로에너지빌딩을건설하는데드는비용을절감할방법을모색해야할것이다. 이를위해서는관련세부기술에대한이해와함께외피, 공조, 설비, 에너지제어등종합기술적인측면에서융복합된개념의기술개발이필요하다. 예를들어이미많은기술력을보유하고있는 IT 업체와의협업은비용을낮추는데중요한역할을할수있다. 인프라산업은수주부터시작해완공까지의주기가매우긴산업이다. 그러나현재 ICT기술의발전은그어느때보다빠른속도로발전하고있다. 따라서새로운인프라를건설하는것보다기존인프라에 ICT기술을탑재하면서부가가치를높이는것에집중한다면차별화된성장동력을마련할수있을것이다. 건설업체는건설관련 ICT기술을 IT기술분야의영역이아닌건설영역의부분으로인식을하고적극적으로사업력을집중해야할것이다. 제로에너지빌딩은첨단 ICT 기술이에너지관리에적용된기술집적체이다. 따라서다년간축적한건물에너지관리능력을빠르게발전하는 ICT기술과접목을통해시너지효과를만든다면부가가치가낮은시공중심사업포트폴리오에서벗어날수있는기회가될것이다. 3. 건물주는건물을새로운가치창출의수단으로봐야 마지막으로, 건물주는현재고비용의투자가미래의더큰효익으로새로운가치를창출할수있다는점을인지해야한다. 지금까지의건물은임대와매매를통해서만이익이창출되었다. 하지만미래의빌딩은태양광, 풍력발전시설, 에너지저감및저장장치설비로인해생산된소규모전력을직접사고팔수생산의주체가된다. 이는에너지프로슈머로서, 임대만을통해서만이아니라자신의빌딩에서생산해낸에너지를이용하여적극적으로이익을창출할수있다. 이미독일프라이부르크솔라시티 (Solar City) 에서는수많은빌딩과주택이에너지프로슈머로서의역할을하고있다. 솔라시티의빌딩과주택은건물에부착되어있는태양광패널을통해자체적으로전기를생산하고소비후남는잉여전기는지역전력회사에판매하고있다. 미래에는지역전력회사뿐만아니라빌딩끼리서로에너지를주고받게되면서에너지프로슈머시장은더욱확대될것으로보인다. 따라서빌딩을건축및기초자산을바탕으로자본을운용하는기업들은향후펼쳐질빌딩의다양한기능들을미리파악하고건축물에대한가치평가전략을수립하는데적극고려해야한다. 20
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