탄소제로도시 (Carbon Zero City) 건설을향한영국베드제드 (BedZED) 의혁신사례와시사점 온실가스감축을위한기법들은선진국을중심으로대규모주거단지조성이나도시 계획차원에서적극도입되고있으며 EU, 중국, 일본, 심지어는아랍에미리트연합등 세계각국은이미 탄소제로도시 건설경쟁에돌입 향후고유가와기후변화협약시대에신 재생에너지개발과이를이용한탄소제로 도시의건설은기술적 경제적 사회적측면에서매우중요해질전망 최근우리나라도새로운택지지구및도시개발에서탄소제로도시의건설을표방하 고는있으나, 아직실증시범화시작단계에머물고있음 제 200 호 2008. 11. 3 한국형탄소제로도시 개발을위한시사점 도시개발이나택지지구조성시계획의초기단계부터탄소제로개념을도입하고, 녹색기술의핵심인신 재생에너지를이용한다양한기법의적용필요 신 재생에너지사용시일반주택이나도시건설보다상대적으로많은비용이든다는점을감안하여개별주택건축에서부터생태주거단지나환경도시조성에보조금, 인센티브등다양한형태의실질적인보전방안마련필요 고도의건축기술과에너지기술이요구되는탄소제로도시개발의성공을위해서는전 ( 全 ) 계획과정에서공공기관, 대학및연구소, 개발업자, 건축사무소, 엔지니어설계사무소등다양한주체의공동작업과지역공동체의협력이매우긴요 탄소제로도시는해당지역의자연적특성과인문사회적특성을모두감안하여야하며, 우리여건에적합한탄소제로도시모델의정립과기법개발이중요
1. 21 세기의제 1 화두, 지구온난화와온실가스감축 2007년 12월인도에서열린기후변화협약제13차당사국총회는발리로드맵발표와함께 2009년까지포스트교토체제에대한합의도출을결의 올해부터는교토의정서에의하여 38개국의이산화탄소의무감축이본격화 온실가스배출규모세계 10위인우리나라의경우이번감축기간에는대상에서제외되었으나, 2차감축기간 (2013~2017) 에는강제감축대상국에포함될가능성높음 우리나라산업구조는에너지다소비형으로감축대상국포함시많은어려움예상 지난 7월 7~9 일일본홋카이도도야코에서열린 G8 정상회담에서도 2050년까지전세계온실가스배출량을현재의절반으로감축할것 에전격적으로합의 국가별이행방안및감축목표등구체적인합의에는미치지못했지만, 2007년독일하일리겐담에서열린회담결과보다진일보한의미있는성과 이러한시대적흐름속에서우리정부도 1993년기후변화협약가입, 2003년교토의정서비준, 1998~2007년까지총네차례기후변화협약종합대책수립등노력을경주 또한정부는지난 8월 15일대한민국건국 60주년기념식에서 저탄소녹색성장 을새로운국가비전의축으로제시하고, 9월에기후변화대응종합기본계획도발표 여기서는그린홈 10만호 (2012년) 및 100만호 (2020년) 공급, 모든지자체의기후변화대책수립 (2012년), 기후변화 R&D 투자규모증대 (2012 년 5조원 ) 등을포함 이렇듯최근고유가와기후변화협약에대비하는세계의노력들은기후변화완화 (Mitigation) 정책을중심으로지구온난화의주범인이산화탄소를저감하는것에집중 이는곧인류생존과경제발전의근원이었던화석연료를대체할신 재생에너지 [ 그림 1 ] 기후변화에대응하는두가지방식 개발로귀착 1)
2. 제로에너지개발 또는 탄소제로도시 란 20세기가 탄소경제시대 였다면 21세기는 탄소제로경제시대 로세계각국은지금이산화탄소감축을위한녹색기술 (Green Technology) 개발과, 이것을이용한제로에너지개발 (Zero Energy Development) 개념을도시계획에적극도입하고있음 그일환으로 EU, 아랍에미리트연합, 중국, 일본등에서는이미탄소제로도시 (Carbon - Zero City) 또는탄소중립도시 (Carbon - Neutral City) 건설경쟁에돌입 제로에너지개발이란신규개발시주택, 건물및기타기반시설로부터의이산화탄소배출량을감축하는저 ( 低 ) 탄소개발을시작으로궁극적으로는탄소제로개발이이루어지도록하는기법을의미 이는계획체계, 그린홈코드부여정책, 건물규제등다양한수단을통해가능 제로에너지개발기법이도입된탄소제로도시또는탄소중립도시란화석연료를쓰지않아배출하는이산화탄소가없거나, 이산화탄소배출량만큼청정에너지를자체생산함으로써탄소배출효과를상쇄하는, 즉온실가스가 0 인친환경도시를의미 [ 그림 2 ] 탄소제로도시의개념도 상위계통 지역간 Network Network 제어 전력저장 연료전지 Zero Energy Town Network [ 에너지자급률 = ( 발전된에너지량 / 소비된에너지량 ) 100] 미이용에너지 코제너레이션 풍력발전 수용가 태양광발전 자료 : 박순철외. 2005. 제로에너지타운 - 에너지자급도시의비전. 한국태양에너지학회학술대회논문집. p4 에서발췌. 1) 2004 년 12 월, 우리나라도전문개정을통해 대체에너지개발및이용 보급촉진법 을 신에너지및재생에너지개발 이용 보급촉진법 으로변경하여이에대비. 신에너지및재생에너지개발 이용 보급촉진법 제 2 조는신 재생에너지를기존화석연료를변환시켜이용하거나햇빛, 물, 지열, 강수, 생물유기체등을포함하는재생가능한에너지를변환시킨에너지라고정의. 신에너지 (3 개분야 ): 연료전지, 석탄액화가스화, 수소에너지 재생에너지 (8 개분야 ): 태양열, 태양광발전, 바이오매스, 풍력, 소수력, 지열, 해양에너지, 폐기물에너지
3. 영국베딩톤의 제로에너지생태주거단지 (BedZED) 조성사업 추진배경 이산화탄소발생원중특히주택이나건물에서발생하는양은전체발생량의 4분의 1이나차지하여이부문에서의에너지효율성제고및절약이각국의당면과제로등장 이러한현실을인식하고 2000년대초부터영국은공공기관, 사기업, 개발업자들이상호협력하여에너지절약형생태도시와주거단지개발을시도 탄소제로도시개발의출발은런던남부왈링톤 (Wallington) 에조성된베드제드 (Beddington Zero Energy Development : BedZED) 사례에서찾을수있음 생태주거단지의표본이자친환경건축의가장성공적인사례로손꼽히는베드제드는런던남부외곽에위치한오수처리시설부지의재생사업을통해조성 친환경주거단지조성을목적으로런던자치구 Sutton 으로부터시세보다싸게브라운필드를매입한 Peabody Trust는 BioRegional Development Group과의파트너십과 Bill Dunster Architects의설계를통해영국에서최초이자가장규모가큰탄소제로주거단지를개발 사업개요 가동이중단된오수처리시설부지 ( 전체면적 1 만 6500 m2 ) 에에너지제로개발기법을도 입하여조성된베드제드는태양열과풍력등을이용한에너지효율성제고와단지의미적아름다움을동시에추구하도록설계 특히알록달록한닭벼슬모양의환풍기가인상적 조성사업은 2000년에시작하여 2002년 9월에완료 [ 그림 3 ] 베드제드의주택과광장전경 출처 : http://www.bioregional.com/
2001년 5월 6가구에대한첫분양이후 2002년 3월에입주를시작하여현재는 100여가구의단독 연립주택과재택근무자를위한사무및커뮤니티공간 (2500m2) 조성 베드제드사업은저소득층자선단체, 지역환경단체, 건축사무소, 견적회사, 엔지니어설계회사등다양한주체들의친환경도시개발및건축에대한열정과협력에의해가능 사업주체들로는 Peabody Trust, BioRegional Development Group, Bill Dunster Architecs, 2) Gardiner & Theobald, Arup, Ellis and Moore 등이있음 이렇게조성된베드제드생태주거단지는주택중 3분의 1이저소득층에게임대되고, 30% 는 Peabody Trust 와입주자가공동소유하며, 나머지 40% 만일반에게분양 단지설계원칙및특징 제로에너지 (Zero Energy) 에도전 소비되는난방과전력은단지내에서생산되는신 재생에너지를활용 모든주택의지붕위에태양광패널 (777m2) 을설치하고, 단지내열병합자가발전소에서는산업폐기물 ( 목재 ) 을소각하여에너지를생산 에너지효율성 (Energy Efficient) 제고 [ 그림 4 ] 베드제드내주택의에너지관리시스템 단지내모든주택의난방수요가일반 주택의 10 분의 1 수준이되도록설계 미세한바람을이용할수있도록특수제작된굴뚝을설치하여실내환기와건물내부의온도를조절하고, 건물외벽에는 300mm의슈퍼단열재를사용하여열손실을최소화 모든주거용공간은남쪽에배치하고, 3중유리를설치하여태양에너지이용을극대화 출처 : http://www.budaeco.org/ 2) Bill Dunster Architecs 는표준화된탄소중립건축물생산을위하여 ZedFactory 를설립.
절수 (Water Efficient) 및재활용성증진 (Low - impact Materials) 에너지효율이높은세탁기를사용하고, 빗물과오수의정화수는화장실과옥상정원관리에활용하며, 화장실에는물절약변기와수도꼭지를설치 건축물자재는재활용이가능한자원을활용하되, 건축부지에서 35마일이내에있는로컬자재를공급받음으로써지역경제활성화와운송에따른연료소비를최소화 탄소저배출교통수단 (Eco - friendly Transport) 활용 거주와사무공간의연계로자가차량운행을최소화하고, 단지내주차장은세대당 1대꼴로배정하며, 모든도로는보행자와자전거통행자에게우선권을부여 대중교통이용을극대화하고, 렌터카개념의공동차량제도 (City Car Club) 및카풀제 (Car Pool) 를도입하였는데이는주민들의활발한교류와공동체형성에도도움 전기또는액화석유가스차량에우선권을부여하고, 전기차의에너지충전소도제공 성과와파급효과 단지조성다음해부터생태적영향을최소화하도록설계된베드제드의성과에대한모 니터링결과, 이미일부항목에서목표치를달성했거나근접하고있음 ([ 표 ] 참조 ) [ 표 ] 베드제드의자원절감효과 항목감축목표 2007 년기준절감효과 실내난방 온수 전력 수도 개인화석연료차량운행 90% ( 전국평균 140kWh/ m2 / 년대비 ) 33% (1 가구당 1 일전국평균사용량 14.1kWh 대비 ) 33% (1 인당 1 일전국평균사용량 4kWh 대비 ) 33% (1 인당 1 일전국평균사용량 150l 대비 ) 50% (1 인당연간전국평균대비 ) 48.0kWh/ m2 / 년 (Sutton 자치구평균의 81% 수준 ) 6kWh ( 목표치의 57% 감축 )* 3.4kWh (Sutton 자치구평균보다약간낮은수준 ) 72l ( 빗물사용량 15l 를합치면총 87l) 1 대당연간 2304 마일 ( 전국평균의 64%) 건축자재 단지내건축자재의 15% 가재활용또는재생자원사용 단지내건축자재의 52% 가건축부지로부터 35 마일이내에서조달 친환경적건축자재의사용으로전체환경영향의약 25% 감소 주 : *2003 년현재모니터링자료임. 자료 : BioRegional Development Group 웹사이트 (http://www.bioregional.com) 를참조하여재구성.
2006 년 12 월영국정부는베드제드생태주거단지를모델로 2016 년까지전국의모든신 규주택을탄소제로로건축할것을제안하였고, 이듬해 5 월에는친환경주택 10 만호건 설계획도발표하기에이름 3) 4. 기타세계각국의노력들 독일프라이부르크 (Freiburg) 의 태양의도시 독일남서부에위치한프라이부르크는인구 20만명의도시로재생에너지원사용필요성에대한시민들의인식과협조속에태양을모토로한환경도시구축 도시내많은건물들이솔라타워라는태양전지판을부착하는것에서부터, 공공건물들도태양광을이용하고있으며, 심지어는태양에너지레스토랑이나소시지가판대가있는등태양에너지자체가아예시민들의생활속에공존 네덜란드아메르스포르트 (Amersfoort) 의 뉴랜드 (Nieuwland) 친환경주거단지 6천가구가거주하는친환경주거단지로, 계획초기단계에서부터태양광발전시스템을도입하였고, 풍력, 바이오등다양한재생에너지와연계되도록설계 중국상하이의 동탄생태도시 (Dongtan Eco-City) 2050년인구 50만명규모로계획중인동탄생태도시는태양열과풍력및쌀겨 볏짚등바이오에너지로부터전력을공급받고, 전기자동차, 수소연료전지자동차등탄소제로교통수단을사용하도록설계 아랍에미리트연합수도아부다비의 마스다르시티 (Masdar City) 2013년을목표로건설중인마스다르시티 ( 면적 6km2 ) 는인구 5만명과 1500여개기업체가입주할수있도록계획 태양열, 풍력, 쓰레기재활용을통한재생에너지부터전력을공급받고, 자기부상열차등탄소무배출교통수단을사용하며, 거리는보행자위주로설계 3) 영국은교토의정서상 1 차의무감축기간에 1990 년이산화탄소배출량대비 8% 를감축해야만함
5. 정책적시사점 선진국을중심으로온실가스감축을위한기법들은이미개별건물수준에서더나아가대규모주거단지조성이나도시계획차원에서적극도입되고있음 향후고유가및기후변화협약시대에신 재생에너지개발과이를이용한탄소제로도시의건설은기술, 경제, 사회등다양한측면에서매우중요해질전망 이에우리나라도본격적인신 재생에너지시범도시구축사업계획을발표하기시작 2005년 10월준공된대덕연구개발특구내 제로에너지타운 을시작으로, 화성동탄신도시, 세종도시, 검단신도시, 마곡지구, 무안기업도시등이탄소제로도시를표방 다만우리현실은아직탄소제로도시의실증시범화시작단계로실용화와상용화를위해서는외국의에너지절약형개발사례가시사하는바큼 도시개발이나택지지구조성시계획의초기단계부터탄소제로개념을적극도입하고, 녹색기술의핵심인신 재생에너지를이용한다양한기법을적용할필요가있음 신 재생에너지사용을전제할때일반주택이나도시를건설하는것보다상대적으로비용이많이든다는점을감안하여근린홈등개별주택건축에서부터생태주거단지나환경도시조성시보조금, 인센티브등다양한형태의실질적인보전방안마련이요구됨 고도의건축기술과에너지기술이함께요구되는탄소제로도시개발이성공하기위해서는전 ( 全 ) 계획과정에서공공기관, 대학및연구소, 개발업자, 건축사무소, 엔지니어설계회사등다양한주체의공동작업과지역공동체의협력이매우긴요함 탄소제로도시형태는해당지역의입지여건, 지형, 기후등자연적특성뿐만아니라인문사회적특성까지감안하여계획되어야하며, 우리나라의경우에도우리여건에적합한탄소제로도시모델의정립과기법개발이중요한과제임 국토연구원국토 지역연구실이순자책임연구원 (031-380-0250, sjalee@krihs.re.kr)