제 출 문 국토교통부 장관(국토교통과학기술진흥원장) 귀하 귀 진흥원과 계약체결한 환경부하 저감형 LCA(Life Cycle Assessment) 기반 설계 및 시공기술 개발 기획 과제를 완료하고 보고 서로 제출합니다. 2014. 04. 25 중앙대학교 산학협력단장 김원용 참여 연구원 주관 연구책임자 - 중앙대학교 김경주 교수 공동 연구책임자 - 권석현 대표이사 참여연구원 - 중앙대학교 박사과정 윤원건 - 중앙대학교 박사과정 이주현 - 중앙대학교 석사과정 김인겸 - 도명이엔씨 이경희 소장 - 도명이엔씨 김상범 이사 - 도명이엔씨 김민지 과장 자문 위원 - 강남대학교 윤준선 교수 - 경북대학교 김병수 교수 - 경북대학교 이동은 교수 - 경상대학교 강인석 교수 - 기획재정부 이철규 사무관 - 디투엔지니어링 이성욱 부사장 - 서울과학기술대학교 김성근 교수 - 서울연구원 권용훈 조사2팀장 - 세명대학교 손창백 교수 - 세종대학교 김한수 교수 - 연세대학교 고광백 교수 - 인하대학교 김영석 교수 - 평화엔지니어링 김명수 상무 - 한국건설기술연구원 이유섭 선임위원 - (주)글로텍 이재홍 팀장 - GS건설 기술연구소 김경민 선임연구원 - LH공사 토지주택연구원 김효진 연구위원
요 약 문 I. 제 목 환경부하 저감형 LCA(Life Cycle Assessment)기반 설계 및 시공기술 개발 기획 II. 연구개발의 목적 및 필요성 1. 연구개발 목적 환경부하 저감형 LCA(Life Cycle Assessment)기반 설계 및 시공기술 개발 을 위한 기술 전략을 수립하여 해당 핵심기술의 발전 정도를 예측하고 검토 함으로써 핵심기술 분야의 미래 비전을 도출하고, 이를 달성하기 위한 기술 적 대안의 단계별 기술개발 이정표를 제시하여 지속가능한 발전을 위한 친환 경 SOC 건설 구현을 위한 기반을 조성하고자 함. 2. 연구의 필요성 전 세계적인 문제로 지구온난화 문제가 떠오르고 있으며, 주요 선진 국가에 서 온실가스 저감을 위하여 국가별로 관련법 제정과 함께 감축목표를 세우고 해당부처마다 CO₂ 배출량을 감축하기 위한 정책 및 투자계획을 수립하고 추 진 중에 있음. 국내 전체 탄소배출량 중 건설부문(산업분야 내 건설업, 건물분야 등 포함) 이 약 21.2%로 높은 비중을 차지하고 있음. 건설 산업은 온실가스 배출, 에 너지소비, 오염물질 유발 등 환경오염원인의 주범이 되는 산업으로 사업장의 배출규제가 강화될 것에 대비하여 사업추진단계에서 발생하는 환경부하량의 정량화 및 평가체계를 구축할 필요가 있음. 경제적 논리가 중시되어 환경적인 영향에 대한 고려가 미흡한 채 추진되던 과거 개발사업에서, 지속가능한 개발이라는 시대적 패러다임의 변화에 대응 하기 위해 건설사업의 환경적 영향을 고려하고 이를 반영하는 다면적이고 종 합적인 평가에 대한 사회적 요청이 커지고 있음. 에너지 다소비업종 중 하나인 건설 관련 공사의 효율적인 에너지 절약에 대 한 필요성이 증대되고 있는 것이 현실이며, 이에 지속가능한 개발을 전제로 - ii -
한 국제적 환경규제 및 국가별 환경정책의 변화에 대응하기 위해 주요 선진 국에서는 환경정책 수립 시 의사결정 지원을 위한 다양한 환경평가기법이 활 용되고 있으며 오염배출의 최소화, 폐기물 재활용 및 자원화, 공정의 환경친 화성 향상 등의 목적을 종합적으로 지원하도록 노력하고 있음. 건설 분야의 탄소배출과 에너지 소비를 줄이기 위하여 시설물 유형별, 공종 별, 건설사업 단계별로 이산화탄소 발생량과 에너지 사용량에 대한 사전예측 을 통한 평가 및 통제하기 위한 방법론 구축이 시급함. 건설사업의 경제성, 환경성 등 다양한 지표들을 결정하고 사업 대안을 평가 하여야하는 중요한 단계인 기획, 기본설계, 실시설계 초기단계에서 제한된 정보들만으로 사업의 환경부하량 및 환경경제성을 평가할 수 있는 평가 방법 론 개발 및 관련 DB구축을 위한 지원 연구가 필요함. III. 연구개발의 내용 및 범위 국내 외 동향 및 환경 분석 해외 주요 각국 및 국내 환경 관련 정책 동향 분석을 실시하여 기획과제 의 필요성을 부각함. 기술적용 대상 시설물의 시장현황을 분석하기 위해 국내 외 SOC시장현황 을 조사하였으며, 국내 외 환경 시장현황 조사를 통해 관련 기술들의 대상 시장에 대한 전망을 분석함. 특허 및 논문, 관련 기술의 연구개발 현황 분석을 통해 국내 관련 기술 수 준을 살펴보고, 본 연구와 기존 기술과의 차별성을 제시하였음. 연구개발과제 구성 및 추진전략 제시 연구의 비전 및 목표를 제시하고, 본 연구의 핵심기술요소(CTE)를 제시하 고, 핵심기술요소별 기술성숙도(TRL)의 단계별 목표 및 최종 목표를 제시 하여 성공적인 연구수행을 위한 체계를 수립하고자 함. 연구개발 과제의 구성 및 세부목표별 주요 연구내용과 연구의 추진전략을 제시하고, 기술로드맵 및 성과로드맵을 제시함. 사전 타당성 검토 국가 전략적 중요성 및 상위계획과의 부합성에 대한 분석을 실시하여 정 책적 타당성을 검토하였음. - iii -
기술개발 계획의 적정성, 기존 연구와의 중복성 및 연계성, 기술 수준 및 개발 성공가능성에 대한 분석을 통해 기술적 타당성 검토를 수행하였으며, 본 연구에 대한 경제적 타당성 검토 역시 수행하였음. 연구 소요 예산 인력투입 계획 및 과제 제안 요구서(RFP) 작성 연구 내용 및 연구기간에 따른 소요예산과 인력투입 계획을 제시하였음. 설정된 연구 목표와 내용, 추진전략 등을 바탕으로 과제 공모를 위한 RFP 를 작성함. IV. 연구개발결과 국내 외 동향 및 환경 분석 제시 국내 외 정책 동향 및 연구의 발전 방향을 살펴보면, 건설 분야의 저탄소 저에너지 환경부하 저감 등을 위한 다양한 정책 등이 시행되고 있으며 이 를 위한 기술 개발 연구도 추진 및 계획되고 있음. 시장동향 분석 결과, 저탄소 친환경 기술의 수요가 증가할 것으로 전망되 며, 기술 수준 조사 결과 국내 관련 기술의 수준은 다소 미흡한 것으로 나 타나 정부 주도 및 지원 하에 기반 기술 개발을 통한 기술 경쟁력 확보가 시급함. 주요 연구개발 목표 및 내용 본 연구의 비전은 지속가능한 발전을 위한 친환경 SOC 건설 구현 이며, 연구개발 목표는 환경부하 저감형 SOC 시설물의 설계를 지원하기 위한 의사결정 시스템 개발 및 관련 인프라 구축을 통한 종합적인 환경부하 평 가업무의 기반을 조성하는 것임. 이를 위해 SOC시설물의 환경부하 저감을 위한 의사결정 시스템 을 개발 하고자 하며, 주요 연구내용으로는 도로시설물의 환경부하 평가모델 개 발, 교량 및 터널 시설물의 환경부하 평가모델 개발, 네트워크 레벨의 환경부하 평가기술 개발 임. 본 연구의 추진전략으로는 신뢰할 수 있는 평가모델과 DB 구축 추진, 타 시설물로의 확장 가능성을 고려한 연구개발 추진, 환경가치와 경제가치를 고려한 사회과학적 접근을 통한 다면적이고 종합적인 환경부하 평가방법 - iv -
마련, 연구성과의 적극적인 활용 유도 등을 제시함. 연구개발 기간 및 예산 총 연구개발기간 : 2014년 ~ 2017년 (총 3년) 총 정부출연금 : 3,400백만원 V. 연구개발결과의 활용계획 대형 개발사업의 사전설계 단계부터 환경성을 평가할 수 있는 도구 및 의사 결정 시스템으로 활용 기획 단계에서부터 환경부하량을 산정함으로써, 최적의 친환경적 설계기법 도출 각 설계 대안별 환경성을 사전에 평가함으로써 시행착오에 따른 제반비용 절감이 가능하도록 시스템 지원 친환경적인 설계 평가 시스템을 도출하여 기본 설계 단계에서 객관적인 환경성 평가 솔루션 제시 사업의 수행 단계별 환경부하량 추정을 위한 일관성 있는 기준 제시 발주처 차원에서는 정부 및 지방자치단체에서, 보다 신뢰성 있는 신규사업 의 환경성 개선평가 업무에 활용 시공사 측면에서는 신규사업의 타당성 분석 및 대안 평가 등의 업무에 활 용하기 위하여 내부 사업실행 실적의 데이터베이스화에 필요한 기초모델 로 활용 본 연구를 통해 개발된 SOC 시설물의 LCI DB 표준화 모델 및 연계 시스템 은 SOC 시설물의 표준 공종 code 및 통합 LCI DB 연계를 통해 국가 차원 에서의 건설사업 통합 LCI DB 연계 및 관리 가능 환경부, 지식경제부 등 국가 차원에서의 SOC 시설물에 대한 표준 LCI DB 연계 기술을 제공함으로써, 시공사 및 설계사, 엔지니어링 업체 등 관련 기업체에서 기본 및 상세설계별 환경적인 개선요인 도출, 초기 기획단계 에서 다양한 대안들을 선정하는데 의사결정 기준으로 활용 네트워크 환경을 고려한 환경성능 평가 지표 및 환경부하 평가 방안은 향후 환경오염 저감을 위한 국가 통합 목표 관리 등에 정책적으로 활용 가능 - v -
목 차 제 1 장 기술의 정의 및 필요성 1 1.1. 연구개요 1 1.2. 기술의 정의 2 1.3. 과제추진 필요성 2 1.3.1. 산업 경제적 측면 2 1.3.2. 사회 환경적 측면 3 1.3.3. 기술적 측면 5 제 2 장 국내 외 동향 및 환경 분석 8 2.1. 국내 외 정책동향 8 2.1.1. 국내 정책동향 8 2.1.2. 국외 정책동향 12 2.2. 국내 외 시장현황 25 2.2.1. 국내 외 SOC 시장현황 25 2.2.2. 국내 외 환경 시장현황 32 2.3. 기술동향 분석 40 2.3.1. 관련 기술개발 동향 40 2.3.2. 특허동향분석 66 2.3.3. 논문동향분석 73 2.3.4. 기존 기술과의 차별성 77 2.4. 기술수준조사 79 2.4.1. 기술 기능 전개 79 2.4.2. 요소기술 분석 80
2.4.3. 기술수준 분석 81 2.5. 종합분석 83 제 3 장 연구개발과제 구성 및 추진전략 86 3.1. 비전 및 목표 86 3.2. 핵심기술요소 선정 및 TRL 목표 87 3.2.1. 핵심기술요소(CTE) 도출 87 3.2.2. 핵심기술요소(CTE) 선정 87 3.2.3. 핵심기술요소(CTE) 목록 89 3.2.4. 연구개발내용 구성 90 3.2.5. 기술성숙도(TRL) 단계별 목표 91 3.3. 연구개발과제 구성 93 3.4. 세부목표별 주요 내용 및 추진전략 94 3.4.1. 연구개발 내용 94 3.4.2. 연구개발 추진전략 95 3.5. 기술로드맵 및 성과로드맵 96 3.5.1. 기술로드맵 96 3.5.2. 성과로드맵 97 3.6. 성과의 활용방안 98 3.6.1. 최종성과물 및 성과지표 98 3.6.2. 연차별 성과목표 99 3.6.3. 기술수요처 및 실용화 방안 99 3.6.4. 기술개발에 따른 미래상 101 제 4 장 사전타당성 검토 103 4.1. 정책적 타당성 103
4.1.1. 국가 전략적 중요성 103 4.1.2. 상위계획과의 부합성 104 4.1.3. 사업추진의지 및 관련 기관 협조 체계 105 4.1.4. 사업추진상의 위험요인과 대응방안 105 4.2. 기술적 타당성 106 4.2.1. 기술개발 계획의 적절성 106 4.2.2. 기존 연구와의 중복성 및 연계성 107 4.2.3. 기술 수준 및 개발 성공가능성 109 4.3. 경제적 타당성 110 4.3.1. 국내 외 시장 분석 110 4.3.2. 경제성 분석 114 4.3.3. 과학기술적 파급 효과 115 4.3.4. 예산 적정성 116 4.4. 종합평가 및 결론 117 제 5 장 소요예산 산정 및 인력투입계획 119 5.1. 전체 소요예산 및 인력투입계획 119 5.2. 세부 연구내용별 인력투입계획 120 5.3. 세부 연구내용별 소요예산 121 제 6 장 과제 제안요구서 122 제 7 장 참고문헌 132
제 1 장 기술의 정의 및 필요성 1.1. 연구개요 2009년 말 제정된 저탄소 녹색성장 기본법, 제 42조 에 따라 정부는 2020 년까지 온실 가스 배출량을 BAU(Business As Usual, 온실가스 배출전망치) 대비 30% 감축하겠다는 국가의 중기 온실가스 감축목표를 발표하고, 이와 관 련하여 에너지 목표관리제 시행, 배출권거래제 도입 등을 통해 실질적인 감축 을 본격적으로 추진하고 있으며, 2015년부터 탄소배출권 거래제가 본격 도입 될 예정임. 온실가스 배출 목표를 달성하기 위해 산업ㆍ건물ㆍ교통 등 각 부분별로 감축 정책을 추진해야 하며, 그 중 전 세계 에너지 소비의 1/3, 자원소비의 40%, CO 2 배출의 50%, 폐기물 배출의 20 30%를 차지하는 공종 1) 인 건설공사에 대한 온실가스 감축 노력이 실현 가능한 하나의 대안으로 대두되고 있음. 이러한 목표를 달성하기 위한 녹색건설은 기존에 관심이 집중되어 있는 건축 물 부분 외에 건설/토목 공사를 포함한 인프라 부분, 플랜트 부분 등에 대한 특성을 고려하여 전방위적인 온실가스 저감 대책이 필요하나, 현행 건설부분 온실가스 저감대책은 주로 건축물 사용단계에 초점을 맞추고 있으며, 건설/토 목 전반에 걸친 인프라 부분에 있어서는 현재 일부 신재생 발전 분야 이외에 해외 시장에서도 녹색건설상품에 비해 상대적으로 활발하게 논의되지 못하고 있는 실정임. 이에 본 연구에서는 건설 분야의 탄소배출과 에너지 소비를 줄이기 위하여 SOC 시설물에 대한 LCA기반의 저탄소 및 저에너지 설계, 시공 및 유지관리 지원을 위한 의사결정 지원기술 및 이를 토대로 한 환경성능지표, LCI DB 구 축 지원 기술 및 복합 SOC 시설물 환경부하 평가모델 개발을 기획하는 것이 주요 목표이며 이를 표현하면 다음의 그림 1과 같음. 1) 친환경건축물 인증제도 정보시스템[전자자료], (www.greenbuilding.re.kr) - 1 -
[그림 1] SOC시설물의 환경부하 저감을 위한 LCA기반 의사결정시스템 개발 기획 1.2. 기술의 정의 본 연구에서 제안하고자 하는 핵심기술인 SOC시설물의 환경부하 저감을 위 한 LCA기반 의사결정 시스템 은 다음과 같이 정의될 수 있음. 단위 시설물에 비해 주변 현황과 시설물을 고려하여 대단위로 설계 시공되는 SOC 시설물 특성을 고려하여 기획, 설계, 시공 및 유지관리단계에서의 환경 부하량 평가기술 및 환경부하 관리기술. 1.3. 과제추진 필요성 1.3.1 산업 경제적 측면 현재 우리나라는 1993년 12월 기후변화협약에 가입한 47번째 국가로 1인당 CO 2 배출규모가 1.6톤에 달하는 정도로 높은 수준임. 교토의정서에서는 개발 도상국으로 분류되어 온실가스 저감 의무대상국에서 제외 되었으나, 2차 공약 기간(2013~2017)에는 자발적으로 온실가스 저감에 동참함. 온실가스 배출 순위 세계 8위이자 면적 및 1인당 배출량이 세계 최고 수준인 우리나라(CDIAC, 2010)는 2008년부터 저탄소 녹색 성장 을 국가정책기조로 - 2 -
삼아 관련 법 계획의 수립과 이에 따른 관련 기술개발에 박차를 가하는 추세 임. 2010년 저탄소 녹색성장 기본법, 저탄소 녹색성장 기본법 시행령, 지속 가능 교통물류 발전법 시행령 등이 제정되었으며 환경부에서는 국내 온실가스 배출 정보 데이터(인벤토리)관리업무를 전담하고, 녹색성장위원회와 함께 저탄소 녹색성장기본법에 따라 국가 온실가스 종합정보센터(GIR) 를 설립하여 온실 가스 감축의 총괄 분석 및 평가기관을 운영하고 있음. 도로건설의 경우, 도로의 생애주기인 생산 유지관리 재활용 전 단계의 CO₂ 배출을 최소화하는 환경친화형 도로 설계 및 시공기술을 개발하기 위해 국토 교통부와 국토교통과학기술진흥원의 2011년 건설 기술 혁신사업의 하나로 탄 소 중립형 도로 기술개발 연구단 이 2011년 11월 발족되었음. 이 연구단의 목 표는 국가 녹색 성장 기조에 맞춘 녹색도로 시스템 구축, 2030년 기존 시설 대비 탄소 배출량 30% 저감, 2016년 선진국 기술수준 대비 80% 이상 달성 등임. 세계적으로 주요 선진 국가는 온실가스 저감을 위하여 국가 별로 관련법 제정 과 함께 감축목표를 세우고 해당부처마다 CO₂ 배출량을 감축하기 위한 정책 및 투자계획을 수립하고 추진하고 있음. 국내 전체 탄소배출량 중 건설부문(산업분야 내 건설업, 건물분야 등 포함)이 약 21.2%로 높은 비중을 차지 2) 하고 있음. 건설 산업은 온실가스 배출, 에너 지소비, 오염물질 유발 등 환경오염원인의 주범이 되는 산업으로 사업장의 배 출규제가 강화될 것에 대비하여 사업추진단계에서 발생하는 환경부하량의 정 량화 및 평가체계를 구축할 필요가 있음. 1.3.2 사회 환경적 측면 전 세계적인 문제로 지구온난화 문제가 떠오르고 있으며, 온실가스 중 80%를 차지하는 이산화탄소 배출권 문제는 이미 전체의 이슈가 되고 있음 국내 탄소배출량 중 건설업에서는 21%의 높은 비중을 차지하고 있어, 건설 분야에서의 환경부하를 줄이기 위한 연구가 필요한 시점임. 2) 제4차 건설기술진흥기본계획, 2009, 국토교통부 - 3 -
이와 더불어, 건설 사업이 복잡화, 다양화되면서 다양한 이념 및 가치들이 표 출되고 있으며, 그 중 환경은 가장 중요한 가치들 중 하나로 여겨지고 있음. 새만금 간척사업이나 경부운하사업 등의 예에서 보듯이, 환경가치와 경제개발 가치 간의 대립 및 충돌에 따른 사회갈등을 종종 경험하게 되며, 이러한 충돌 은 결국 막대한 사회적 경제적 비용을 초래하게 되는 결과를 가져옴. 경제적 논리가 중시되어 환경적인 영향에 대한 고려가 미흡한 채 추진되던 과 거 개발 사업에서, 지속가능한 개발이라는 시대적 패러다임의 변화에 대응하 기 위해 건설사업의 환경적 영향을 고려하고 이를 반영하는 다면적이고 종합 적인 평가, 즉 건설사업의 환경영향을 고려한 타당성 검토 또는 환경을 고려 한 경제성 분석 등에 대한 사회적 요청이 커지고 있음. 이를 위해 건설사업 추진 시 기획 및 설계초기 단계에서 SOC시설물의 유지관 리단계까지 사업수행 단계별 환경부하에 대한 고려가 필요함. 환경부하란 건물 전생애주기 동안 지구환경에 영향을 미치는 인자(온실가스, 오존층파괴가스, 산성비원인가스, 유해폐기물 등)들에 대한 지구환경 부담 정 도를 정량화한 것으로(이강희, 1996) 우리나라는 경제규모에 비해 환경오염물 질 배출량이 많으며, 이는 에너지 다소비업종의 비중 증가에 따른 영향이 큼. 에너지 다소비업종 중 하나인 건설 관련 공사의 효율적인 에너지 절약에 대한 필요성이 증대되고 있는 것이 현실이며, 이에 지속가능한 개발을 전제로 한 국제적 환경규제 및 국가별 환경정책의 변화에 대응하기 위해 주요 선진국에 서는 환경정책 수립 시 의사결정 지원을 위한 다양한 환경평가기법이 활용되 고 있으며 오염배출의 최소화, 폐기물 재활용 및 자원화, 공정의 환경친화성 향상 등의 목적을 종합적으로 지원하도록 노력하고 있음. 건설 산업은 전체산업 CO 2 배출량의 약 30%를 차지하는 환경저해산업으로 간주되고 있음. 전체 화석연료의 1/4이상이 건설 산업에서 소비되고 있으며, 국내에서 배출되는 연간 공기오염물질 중에서 건설장비가 배출하는 오염물질 은 6.8%를 차지하고 있다고 조사된 바 있음(김종엽 외 2인, 2004). 따라서 건설 산업에 발생하는 환경부하량을 정량적으로 평가하는 것은 필수적임. - 4 -
1.3.3. 기술적 측면 전 세계적으로 친환경 설계 및 시공 기술을 도입하고자 하는 제도와 기술이 적용되고 있으나, 건축분야의 그린빌딩 및 주택에 관련된 에너지 기술이 주를 이루고 있으며, 아직까지 SOC 시설물과 관련된 녹색기술은 도로분야를 제외 하고는 성숙기에 진입하기 전단계에 머물고 있는 실정임. 국내에서 SOC 시설물과 관련하여 수행된 탄소배출량 산정관련 연구는 고속 도로 건설공사에서 온실가스 배출량을 산정하는 연구가 진행되었으나, 장비 사용량과 일부 자재에 관한 탄소배출량만을 고려하고 있음. 기존 연구의 많은 부분들은 LCA분석 및 탄소배출량 산정에 필요한 LCI DB 구축에 치중하여 왔으며, 이를 활용하여 상세수준에서 투입 자원에 대한 환 경부하량을 평가하는 연구와 일부 공종 및 건설자재들을 대상으로 친환경 기 술을 평가하는 연구들을 수행해왔음. 특히 SOC 시설물의 탄소배출량 산정에 필요한 LCI DB 및 탄소 인벤토리 구 축은 아직도 기초적인 수준으로 건설 분야를 위한 국가의 인벤토리 구축이 절실히 필요한 상황임. 또한 사업수행 초기단계에서의 다양한 사업 대안, 설계 대안을 환경측면에서 평가하고 의사결정을 할 수 있는 환경부하 평가방법론에 대한 연구는 부족 함. 따라서 건설 분야의 탄소배출과 에너지 소비를 줄이기 위하여 시설물 유형별, 공종별, 건설사업 단계별로 이산화탄소 발생량과 에너지 사용량에 대한 사전 예측을 통한 평가 및 통제하기 위한 방법론 구축이 시급함. 건설사업의 경제성, 환경성 등 다양한 지표들을 결정하고 사업 대안을 평가 하여야하는 중요한 단계인 기획, 기본설계, 실시설계 초기단계에서 제한된 정 보들만으로 사업의 환경부하량 및 환경경제성을 평가할 수 있는 평가 방법론 개발 및 관련 DB구축을 위한 지원 연구가 필요함. 또한, 경제성 설계의 개념 도입, 설계 VE 적용, 내진설계 개념의 도입 등 설 계 기준의 변화에 따라 동일 시설물의 건설에 따른 환경부하량도 변화하게 됨. 이처럼 신규 공사의 환경부하량 예측에 영향을 주는 다양한 요소가 존재 하고 있으나 이러한 변수들의 영향을 어떻게 반영할 것인지에 대한 방법론에 대한 연구는 부족하였으며, 이러한 점을 개선한 실무자들의 의사결정 (Decision Making)에 직접적으로 활용할 수 있는 평가모델의 구축이 필요함. - 5 -
현재까지 수행된 LCA 관련 연구들은 주로 건설 산업에서 일반적으로 사용하 는 시설물 분류를 이용하여 단일 시설물을 선택하여 생애주기 동안 발생하는 환경부하 평가가 대부분임. SOC시설물은 다양한 구조물이 서로 결합된 하나의 Network 시스템으로 볼 수 있으며, 시스템 관점에서 환경부하를 평가하는 방법은 기존의 연구들에서 는 이루어지지 않아 이와 같은 연구 역시 시급한 실정임. 또한 SOC 시설물에 대한 기존의 환경부하 평가는 주로 탄소 배출량 위주의 평가였으나, 이를 확장하여 LCA기반의 ISO 환경부하 범주 중심의 평가에 대 한 연구가 필요한 상황임. 주요 건축자재 및 재료의 생산과정에서 소요되는 내재에너지소비와 CO 2 배 출원단위를 산정한 연구(이강희, 2009)와 시공단계 공법 중 지정공사, 흙막 이공사, 거푸집공사에 사용되는 각각의 공법분석을 통해 시공단계에 투입되 는 자원을 분석하고 투입되는 자원에 따른 CO 2 배출원단위를 산정한 연구(한 승원, 2009)가 있지만 모두 CO 2 배출량 분석에 치중되었으며, 대기, 수질, 토양 등에 영향을 미치는 종합적인 환경부하량을 산정하는 연구는 미흡하였 음. 환경부하량 산정을 위한 LCA(Life Cycle Assessment)는 환경영향평가 (Environmental Impact Assessment), 위해성 평가(Risk Assessment), 비용 편익분석(Cost Benefit Analysis) 등과 함께 대표적인 의사결정도구 중의 하 나로 ISO 14000 시리즈의 기술적 근간을 이루고 있어 다른 기법에 비해 국 제적으로 중요성이 더욱 강조되고 있음. - 6 -
[그림 2] LCA의 기본체계 [그림 3] 환경영향 범주별 기준물질 및 영향 건설부문 LCA는 건설 사업에 요구되는 자재들의 제조공정과 이들을 조합하여 공공시설물 건설, 운영 및 유지보수, 해체폐기의 전과정 동안 발생되는 환경부 하(오염, 폐수, 비산먼지 등)를 정량화하여 환경성능을 평가하고 개선방안을 - 7 -
모색하는 의사결정도구임. 건설 환경에 대한 사후처리 개념이 아닌 사전예방을 통하여 오염발생을 저감 시킬 수 있는 적극적이고 체계적인 평가방법이며, 앞으로 환경과 조화로운 지속 가능한 개발(Environmentally Sound and Sustainable Development, ESSD)'의 이념을 실현시킬 수 있는 환경성 평가도구임(건설교통부, 2003). 그러나, 실제적으로 건설사업의 수행 대안에 대하여 환경부하량을 평가하고 환경 측면에서 지속 가능한 추진을 지원할 수 있는 평가 방법론이 제한적인 것이 현실임. 기존 환경영향평가는 상세 설계를 기반으로 상세 자재 및 장비 투입량을 산정 하고, 이를 바탕으로 환경부하량을 산출하여 왔음. 이에 따라 가용한 정보가 제한된 사업 기획단계나 기본설계 단계에서는 사업 또는 설계 대안에 대한 환경부하량을 평가하는 것은 매우 어려우며, 특히 또 한 신속한 의사결정이 필요한 사업초기 단계에서 효율적인 의사결정에 한계 가 있음. 따라서, 실제적인 건설사업 기획 및 설계 초기단계에서 신속하고 효율적으로 환경성을 평가하고 대안을 선정할 수 있도록 지원하는 의사결정도구의 마련 이 필요함. 제 2 장 국내 외 동향 및 환경 분석 2.1. 국내 외 정책동향 2.1.1. 국내 정책동향 국내에서는 정부가 2008년 8 15 경축사에서 저탄소 녹색성장을 새로운 국가 비전으로 선언한 이후, 이를 법 제도적으로 뒷받침하기 위하여 저탄소 녹색성 장 기본법 을 제정하여 2010년 4월 14일부터 시행되었음. 저탄소 녹색성장 기본법 의 주요 내용으로는 녹색경제 녹색산업의 창출 및 단계적 전환 촉진, 녹색산업투자회사 설립, 기후변화 에너지 목표관리제 도 입, 총량제한 배출권 등의 도입이 포함됨. 저탄소 녹색성장 기본법 의 제9조에 근거하여, 정부는 녹색성장 국가전략의 - 8 -
시행계획으로서 녹색성장 5개년 계획(2009~2013) 을 수립하였으며 기후변 화 적응 및 에너지 자립, 신성장동력 창출, 삶의 질 개선과 국가위상 강화라 는 3대 전략 목표 아래 녹색성장을 지원하기 위해 총 107.4조원( 09~ 13) 투입을 계획함. [그림 4] 녹색강국을 위한 3대전략 10대 정책방향 (자료 : 녹색성장 5개년(2009~2013) 계획(2009), 녹색성장위원회) 또한 정부는 2020년까지 온실 가스 배출량을 BAU(Business As Usual, 온실 가스 배출전망치) 대비 30% 감축하겠다는 국가의 중기 온실가스 감축목표를 발표하고, 각 부문별 업종별 감축목표를 설정함 각 관리기관(환경부, 국토교통부, 산업자원부 등)에서는 분야별 감축목표를 달성하기 위한 세부 방안을 수립 중에 있음 국토교통부에서는 건설업 온실가스 목표관리를 위한 위임기관으로 한국시설 안전공단의 국가 녹색건축 사업 센터를 지정하고 2015년 건설업 목표관리 시행을 목표로 건설업 온실가스 저감 활동 유도 및 지원(안) 마련 중 - 9 -
[그림 5] 국가온실가스 감축목표 및 건설업 온실가스 감축목표 2015년부터 본격적으로 시행될 온실가스 배출권 거래제는 온실가스를 많이 배출하는 기업에 대해 일정량의 배출권을 할당하고, 기업으로 하여금 시장메 커니즘을 활용하여 온실가스 감축의무를 달성하도록 하는 제도로 기업은 배출 권 거래를 통해 비용절감이 가능하고, 감축설비 및 신재생에너지 등 기술개발 촉진에도 기여할 것으로 기대되고 있음. 이를 위해 환경부에서는 2014년 1월 온실가스 배출권의 할당 및 거래에 관 한 법률 제22조에 따라 배출권 거래소로 주식회사 한국거래소(Korea Exchange Inc.) 를 지정하였으며, 배출권 거래, 청산 결제 및 시장감시 등에 필요한 시스템을 구축하고 2014년 하반기부터 시범사업을 실시할 예정임. 국토교통부의 국토해양 R&D 발전전략(2010.10) 에서는 저탄소 녹색국토 해 양강국 실현을 비전으로 전 세계적으로 이슈가 되고 있는 온실가스 저감, 신 재생에너지 개발 위주로 사업 체계를 개편(녹색건축사업, 물관리선진화사업, 녹색물류사업 신설)하고, 기초 원천 연구의 비중을 확대(16% 25~30%) - 10 -
제4차 건설기술진흥기본계획(2009.07) 에서는 건설은 녹색성장과 배치된다는 인식을 불식하고 새로운 시장 창출을 위하여 녹색성장의 주체가 되기 위한 비 전과 목표를 제시함. 건설 산업 녹색화를 위하여 기존 기술공학 위주의 기준에서 저탄소, 녹색성 장 개념을 반영하여 건설기준 정비 시설물별 CO 2 발생량 및 에너지 사용량 평가방법 정량적 지표 마련 온실 가스 배출 통계시스템 구축 등 건설엔지니어링 경쟁력 강화 방안(2011.10) 에 따르면 녹색성장/원천기술과 관련하여, SOC연구사업(R&D) 내 상시제안과제 중 설계 등 요소기술 개발과 관련된 연구를 중점적 지원. 건축 분야에서는 주택시설에 대해 기후변화 대응 및 저탄소 녹색 성장을 위해 에너지절약형 친환경주택(그린홈)의 건설기준 및 성능의 고시근거 마련을 위 해 주택건설기준 등에 관한 규정 을 개정하고(2009), 친환경 주택의 건설기 준 및 성능 을 고시하였음(2010). 고시의 주요 내용으로는 주택사업계획승인시 전용면적 60m2초과(그 이하는 10%이상 절감) 주택의 총에너지를 15%이상 절감하도록 설계하여야 하며, 친환경 주택의 총 성능(에너지 절감율 또는 이산화탄소배출 절감율)은 난방, 급탕, 열원, 전력 등 4개 분야 및 14개의 평가요소 등을 포함하고 있음. 2013년 8월에 정부는 창조형 국가건설기준 체계 구축방안 을 발표하여 복 상충 사례가 많은 건설기준은 통폐합해 코드화하고, 규격 중심의 건설기술기 준 체계를 성능 중심으로의 변화를 추진하기로 함. 성능 중심의 건설기준 체계 수립을 위해 2005년부터 2007년까지 성능중심 의 건설기술기준 개발 기본계획 수립- 기본계획 수립 및 성능기준 작성지침 개발 연구가 수행되었음. 도로포장 및 콘크리트구조물 분야를 대상으로 성능기준을 개발하고 강구조 물, 건축물 등 8개 시설물 분야를 대상으로 성능설계 및 시공 지침(안) 또는 편람 개발을 목표로 2006년부터 2011년까지 성능중심의 건설기준 표준화 연구가 진행되었으며, 현재 시방서와 건설기준 표준화 작업을 위한 코드 개 발이 진행되고 있고 이러한 작업이 마무리 되면 성능중심의 건설기준 작업이 계획 중에 있음. - 11 -
2.1.2. 국외 정책동향 1) 주요 각국의 환경 관련 정책동향 지구온난화 문제를 해결하기 위해 선진국을 중심으로 국가 간 기후협약을 체 결하고, 글로벌 차원의 대응을 추진 중에 있음. 교토의정서, 발리 로드맵 등을 통해 온실가스 감축방안 마련 다보스(Davos) 포럼, APEC 정상회담 등에서 지구온난화가 주요 의제로 채택 [그림 6] 국가 간 기후변화 협약 체결 경과 (자료 : 녹색성장 5개년(2009~2013) 계획(2009), 녹색성장위원회) [표 1] 국가 간 기후변화 협약 주요 내용 연도 협약 주요 내용 2007 발리로드맵 2009년 말까지 2013년 이후 온실가스 감축 목표 설정 2005 교토의정서 발효 2001 마라케쉬 합의문 채택 온실가스 감축 1차 의무공약기간( 08~ 12) 이행준 비 및 교토 메커니즘 활용 교토의정서 구체적인 이행방안 마련 경제성장 감축목표 방안 제시 1997 교토의정서 채택 37개 선진국과 EU대상으로 온실가스 배출 감축 협의 1992 리오 UN 환경개발회의 기후변화에 관한 국가연합 협약(UNFCCC 3) ) (자료 : 녹색성장 5개년(2009~2013) 계획(2009), 녹색성장위원회) 3) United Nation Framework Convention on Climate Change 기후변화에 관한 유엔 기본협약 으로 1992년 리우 정상회의에서 세계가 공동으로 기후변화에 대응하기 위한 목적으로 탄생 - 12 -
카타르 도하에서 열린 제18차 기후변화협약 당사국총회(COP18)에서 교토의 정서 개정안이 채택(2013.01~2020.12)됨에 따라 2020년 이후 전 세계 모든 국가들에 적용 가능한 새로운 기후 변화체제를 2015년까지 수립하기로 함. [그림 7] 기후변화협약 Milestone 각국의 주요 건설정책에서 CO 2 저감, 에너지난 대처, 이상기후로 인한 자연재 해 대응, 건설기술의 융복합화 등이 주요 과제로 대두되고 있음 도로와 철도, 항만, 공항 등의 에너지 절감, 친환경 토목공사, 설계 시공 프로 세스 개선, 건설재료 및 자원혁신, 효율적 운영 등 기술요소와의 결합이 주요 관심사로 부각되고 있음. 1 일본 일본은 저탄소 사회구현 을 경제운용의 모토로 설정하는 등 건설 환경 변화에 발빠르게 대응하는 중에 신성장전략, 제4기 과학기술기본계획( 11~ 15)에서 는 지진 재해로부터의 부흥 재생의 실현, 그린 이노베이션, 라이프 이노베이션 과 기초연구 및 인재육성을 최우선 정책과제로 삼고 있음. 지구온난화에 대응하기 위한 일본의 저탄소 및 환경 정책 사례는 다음 [표 2] 와 같음. - 13 -
[표 2] 일본의 저탄소 및 환경 정책 사례와 주요내용 정책사례 지구온난화대책 추진에 관한 법률 에너지 면적 이용 촉진 녹화, 녹지보전 하수도 자원 에너지 유효이용 스쿨 뉴딜 Cool Earth 에너지 혁신기술계획 저탄소 사회구축 행동 계획 집약형 도시구조 지구 가구 저탄소형 단위의 도시지역 포괄적인 환경 만들기 대책 200년 주택보급 추진 주요내용 지구 온난화 대책 추진계획, 전국 지구온난화 방지 활동 추 진센터(JCCCA) 산업 13~15%, 주거 21~24%, 운송 19~20%, 에너지전환 35~41% 태양광발전: 주택, 공공부문, 산업에 설치 도시계획긴급정비: 미활용 에너지 및 신재생에너지 공동기 반시설 정비 및 네트워크화 추진 녹색의 거점 창조 사유지의 효과적인 녹색창출 도시의 자연환경 보전 탄화오니를 석탄 대체연료로서 화력발전소에서 사용 바이오가스를 자동차의 연료로 공급 2020년 경 태양광 발전을 20배 증가 목표 건축물 무 배출(신축 공공건물 2030년까지 무배출화), 에코 하우스(3년간 300만호) 에너지 절약주택 보수공사 비용 세액공제, 에너지 수습, 구 조개혁 설비투자 즉시 상각 대규모 집객시설 등의 도시 기능 적정 배치 중심시가지에 도시기능을 직접 촉진 도시 지역 종합 교통 전략 추진 선도적 도시환경 형성촉진사업 제도 코디네이터 파견 실험에 대한 재정 지원 장수주택 보급을 위한 법제도 정비 초장기주택시범사업 실시 초장기주택에 대한 주택금융상품 개발 초장기주택추진 환경정비사업의 창설 일본의 국토교통성은 교토협약상의 온실가스 저감 목표를 달성하기 위해 2010 회계연도 동안 건물부문에서 3,800만 톤, 하수도부문에서 90만 톤, 그 리고 에너지 고효율장비 사용 부문에서 20만 톤의 이산화탄소 저감 목표 설 정하였음. 공공건물 건설 시 적용하도록 녹색 공공건물 가이드라인 을 설정하고 예산을 - 14 -
배정하였으며 기존 건물 개보수 방안과 학교 뉴딜 4) 정책을 수립하였음. 일본은 2008년 글로벌 금융 위기 하에서 그린뉴딜 개념을 도입하여 환경산 업 육성을 통한 적극적인 경기부양을 추진하였으며 환경성이 발표한 녹색 경제사회를 위한 혁신 보고서 에 그 기본골격이 담겨 있음. 기본골격은 1 환경부문의 공공지출을 통한 새로운 수요창출, 2 환경 관련 산업의 장려, 3 환경관련 기술의 개발, 4 환경 중심의 지역공동체 활성화, 5 환경관련 소비의 장려, 6 환경관련 정책에 대한 국제적 공조 등임(김민 철, I. Shinichi, 2010). 2 유럽 탄소배출권 거래제를 가장 효율적으로 추진하고 있는 EU의 경우는 PF7( 07~ 13), 전략적 에너지 기술 계획(Strategic Energy Technology Plan), 인텔리전트 에너지 프로그램(Intelligent Energy-Europe Programme), 유럽 2020: 스마트하고 지속가능하며 포괄적인 성장 전략 등의 추진을 통해 녹색성 장에 가장 적극적임. 영국은 탄산가스배출량을 1990년 대비 80% 감축하고, 탄산가스감축을 위한 5년 단위의 탄소 예산 제도 수립을 골자로 2008년 기후변화법 제정을 통 한 정책 인프라 구축을 추진하고 있으며, 에너지 절약을 위해 에너지 사용세 를 부과하고 있음. 영국은 기후변화 정책을 세계에서 가장 적극적으로 추진하고 있는 곳으로 2020년까지 1990년 대비 온실가스 배출량을 최소 20%로 감축하는 목표로 에너지 감축을 실행하고 있으며 EU-ETS와 같은 배출권 거래 제도를 시행 해 2007년 기준 세계 탄소시장 70%를 점유하고 있음. 또한 개정된 지구온난화대책 추진법 에 의해 기초 지자체 단위로 지구온 난화대책계획 수립을 의무화하여 도시구조 대응책을 마련하도록 하여 지자체 별로 지구 온난화 대책을 실시하고 있으며, 신/재생 에너지 도입 촉진, 공공 교통기관, 녹지 기타 지역 환경 정비 및 개선에 관한 방침 검토를 의무화함. 탄소저감형 건설재료 기술 개발 기획보고서 에 따르면, 영국은 다음 [표 3]과 같은 정책이 수행되어지고 있음. 4) 내진 설계 및 태양광 발전설비 확충 등의 내용을 담고 있음. - 15 -
[표 3] 영국의 주요 환경 정책사례 및 내용 정책사례 Climate Change Bill 기후변화법 (Climate Change Act) 에너지법 (Energy Act) 계획법 (Planning Act) 계획정책지침 (PPS : Planning Policy Statement) Climate Change Levy 주요내용 관련특별법 : 2050년까지 1990년 대비 온실가스 배출량 80% 감축 탄소예산 도입 배출목표 달성방안 기업보고서에 계획으로 반영 1회용 봉투 사용금지 원자력 발전시설 개발을 보완 신 재생에너지 확대 탄소 포집 및 스마트 등 신기술 적용지원 에너지 분산 정책 EU 입법 및 에너지 감소정책 주택의 에너지 효율 문제 대규모 에너지 기반시설사업 가속화 단열재 설치 등 주택 에너지 절약프로그램 (68 GBP) 공간계획에 대한 국가정책 지침 제공 개발계획과정에 저탄소 고려 지방정부의 계획이 국가정책 및 지역정책의 방향에 적용되도록 제도적 보완장치 PPSI(기후변화대응체계 수립지침), PPS13(교통), PPS22(재생가 능에너지) 등 탄소세 또는 기후변화부담금 도입 독일의 주요 환경 정책사례 및 내용은 다음 [표 4]와 같음. [표 4] 독일의 주요 환경 정책사례 및 내용 정책사례 1차 대책 2차 대책 재정 지원 환경세 (Eco-Tax) 주요내용 신 재생에너지 난방수요의 14%를 재생에너지로 공급 신규재생에너지 사용 의무화, 기존건물 보조금 증액 건물에 대한 에너지 효율화 요건 강화 기반시설구축 신축주택 및 기존주택의 에너지 효율 30% 개선 심야 저장 난방기구의 이용 배제 Smart Metering 도입 임대용 자산 난방비 배분 공동소비 비율 축소 건물에너지 효율화 위해 30억 유로 투입 친환경 조세개혁 도입에 관한 법률 제정 - 16 -
독일은 2000년 이후 지속적인 제도적 보완을 통해 기후변화 완화 및 적응을 위한 재원을 마련하고 있음. 2013년 이후부터 배출권거래제를 시행하고 있으며, 또한 2009년 발효된 재 생가능 열에너지 규정 에 따라 모든 신축건축물의 열에너지 1% 이상을 재생 가능 에너지원으로 공급하도록 하고 있음. 3 미국 미국 경쟁력 강화 계획(American Competitiveness Initiative)을 통해 미국의 위상 회복을 시도하고 있는 가운데, 극도의 침체 상태인 건설 산업에서 건설 통합 및 자동화, 진화된 인공두뇌빌딩 시스템, 재해 화재 연구, 제로 에너지, 고성능 빌딩, 지속가능한 인프라 재료 등의 분야에 R&D 투자의 초점을 두고 있음. 미국은 1993년 국가 건설사업 혁신을 위해 국가건설목표(NGG)를 통해 에너 지 사용량 50% 저감, 폐기물과 공해배출량의 50% 저감 등의 정책목표를 제 시한 바 있음. 최근에 미국은 Code Green 의 정책으로 신환경 SOC 투자를 통한 녹색산업 육성에 대대적인 투자가 예상되고 있음. 2009년에서 2010년 중 신환경 SOC 투자에 290억 달러, 녹색산업 육성에 540억 달러 투자를 계획하였으며, 녹색 인증을 받은 빌딩의 경우 세금 혜택의 인센티브를 부여하기로 함. 2) 건설 분야 친환경 시설물 인증제도 관련 동향 건설 분야의 시설물에 대한 친환경 인증제도 관련 해외 동향을 살펴보면 다음 [그림 8]과 같음. - 17 -
a.leed의 라이프싸이클을 고려한 평가-미국 b.gasbee 가상경계를 고려한 기본개념-일본 c.online of the BREEAM-C issue filter mechanism-영국 [그림 8] 국외 친환경 인증제도 process LEED는 현재까지 입증된 환경평가기술을 토대로 건물전체의 관점에서 환경 성능을 평가하고 건축시장을 활성화시키기 위하여 USGBC(미국친환경건축물 협회)가 개발한 친환경건축물 인증제도로, 미국 50개주와 전 세계 30여 개국 - 18 -
에서 LEED를 건물의 에너지 효율과 친환경성을 나타내는 기준으로 삼고 있 으며, 전 세계적으로 이를 준용한 친환경 인증 제도를 개발하고 있음. BREEAM은 영국에서 시행 중인 환경성능인증제도로 건물의 환경영향을 평가 하기 위해 영국 건축연구소와 민간 기업이 공동으로 개발하였으며, 친환경건 축을 유도할 수 있는 설계도구이며 이와 함께 건축물 친환경성능 평가 및 인 증 프로그램으로 널리 사용되고 있음. 특히 BREEAM은 환경에 미치는 건물 의 광범위한 영향에 대한 최근의 과학적 지식들을 포함하고 있으며 환경개선 효과를 제공해 주고 있음. CASBEE는 일본의 국토교통성 지원 하에 산, 학, 관이 공동으로 개발하여 환 경보호의식을 높이고 환경부하 절감을 위해 일본에서 개발된 건축물 종합 환 경성능 평가시스템이라 할 수 있으며 건축물의 생애주기 동안 건축물의 종합 환경성능을 평가하는 도구임. 환경성능 효율지수를 통해 도시 건축 환경의 환 경적 품질 및 성능을 평가할 수 있음. [표 5] LEED-ND 지표 항목 및 Category 구성 구분 입지와 연결성 근린의 양식과 디자인 항목 입지관리 상하수도 기반시설에 대한 접근 멸종위기종과 생태적 환경에 대한 요구 습지와 수환경 보존 농지보존 범람지역 개발 제외 브라운필드 재개발 최우선 브라운필드 개발 자동차 의존도 저감 자전거 네트워크와 보관소 직주근접 가파른 경사지 보호 서식지와 습지 보호를 위한 배치계획 서식지와 습지의 복원 서식지와 습지보호 관리 계획 걷기 좋은 거리 압축적 개발 연결되고 개방된 커뮤니티 다양한 편의시설 - 19 -
지속가능한 기반시설과 건축물 혁신적 설계과정 다양한 소득계층의 수용 주차시설의 환경부하 감소 가로의 연결성 대중교통시설 교통수요관리 접근성이 좋은 공공공간 모든 사람의 접근 가능성 주민참여와 참여 유도 활동 식품의 지역생산 가로수가 식재와 가로의 그늘 조성 근린지역 내 학교 건축물의 친환경성 평가와 인증 건축물 에너지 효율 최소기준지표 건축물 물절약 최소기준 건설 활동으로 인한 오염방지 조경용수 절약 기존 건물의 재사용 역사적 건물의 보전과 재이용 대지내 환경이 변형을 최소화하는 배치계획 우수관리 열섬현상 완화 일조에 따른 점위 구역단위 냉난방 에너지 효율이 높은 기반시설 하수관리 재활용 재료를 사용한 기반시설 폐기물 처리 기반시설 광해저감 혁신적 디자인 인증 전문가 및 관련 전문가의 참여 지역 우선과제 이행 접수 [표 6] BREEAM-communities 지표 항목 및 Category 구성 구분 기후와 에너지 홍수위험평가 우수부하시설 우수저장시설 열섬 현상 에너지 효율 항목 - 20 -
장소생성 커뮤니티 생태와 종 다양성 교통과 이동 자원 경제 건축물 대지 내 재생에너지 생산 소규모 재생에너지 기반시설 확보 상수소비 절감 효율적 토지이용 조경계획 녹지공간 지역인구 디자인 설명서 구매가능 주택 범죄예방 디자인 활기찬 건물 전면 방범을 고려한 공간 주민참여 노약자 및 장애인을 위한 유니버셜 디자인 소유권 정보제공 생태조사 실시 종 다양성 확보 계획 지역수종 교통수요관리 교통서비스간격 교통시설 기본적 편의시설 자전거 도로 네트워크 자전거 편의시설 자동차 공동사용 클럽 주차공간의 활용 주차시설 보행자 우선구역 교통영향 낮은 환경 부하 지역생산 재료 재생재료를 이용한 도로건설 효율적 물 사용 퇴비화 시설 지하수 사업의 성격 지역 노동력과 기술 고용창출 신규사업 투자유치 국내건물 국외건물 - 21 -
대분류 중분류 항목 기류를 이용한 열섬효과 저감 여름철 보행공간 그늘조성을 통한 열섬효과 저감 내 미기후에 대한 녹지 및 개방된 수공간 조성을 통한 열섬효과 저감 고려 열배출 장치의 위치에 대한 고려 기존 지형의 특성을 고려한 배치와 건물형태 지형의 보존과 표토의 보존 고려 토양오염에 대한 고려 수환경의 보존 Q1 수환경의 보존과 대수층의 보존 자연환경 고려 수질에 대한 고려 가능한 자연자원의 수집 서식지의 보존과 자연자원의 보존 및 복원 고려 생태네트워크 환경 조성 적합한 서식지 조성 및 제공 쾌적한 대기 소음 진동환경 조성 기타 대상지내 풍환경의 개선 환경에 대한 고려 일조의 확보 기반시설 공급 및 관리체계의 신뢰성 공급 및 관리 상하수도 및 에너지 공급관리시스템의 수요변화와 혁신적 시스템 기술개발에 대한 적응성 정보시스템의 신뢰성 정보시스템 정보시스템의 수요변화와 혁신적 기술개발에 대한 적응성 유용성 교통체계의 충분한 수용력 Q2 교통시스템 보행공간의 안정성 확보 서비스 자연재해로부터 위기의식 기능 넓은 대피장소로서 오픈스페이스 확보 재난 및 범죄방지 적절한 대피로 제공 범죄예방조치 일상적 상점과 편의시설까지의 거리 일상생활의 편리성 의료 및 복지시설과의 거리 교육 및 문화시설과의 거리 유니버셜 디자인에 대한 고려 지역의 인력과 기술, 산업의 활용 지역자원이 이용 Q3 지역커뮤 니티에 공헌 L1 미기후 좋은 커뮤니티양성을 위한 고려 도시맥락과 경관고려 여름철 주변지역 열환경에 대한 [표 7] CASBEE-UD 지표 항목 및 Category 구성 지역의 역사 문화 및 자연환경 보존 사회기반시설 조성에 기여 지역의 활력과 교류증진을 위한 커뮤니티 시설 혹은 오픈 스페이스 조성 주민참여의 다양한 기회제공 도시맥락과 경관형성 주변과의 조화 바람을 방해하지 않는 건물 배치 바닥 포장 재료에 대한 고려 - 22 -
입면 조경에 대한 환경적 영향 L2 사회적 기반시설 L3 지역환경 관리 영향고려 주변지질 환경에 대한 피해 저감 주변에 영향을 미치는 대기오염 방지 주변에 영향을 미치는 소음 진동 악취 발생 방지 주변에 풍해와 일조방해 저감 주변에 광해에 의한 피해 저감 상수공급에 대한 부하 저감 하수처리에 대한 부하 저감 배수와 중수처리 부하 저감 쓰레기 처리 부하 저감 교통부하에 대한 고려 지역전체를 위한 효율적 에너지 사용 지구온난화에 대한 고려 환경적으로 책임있는 공사관리 지역 교통계획 모니터링 관리시스템 건물 외장 재료에 대한 고려 열낭비에 대한 고려 토양오염에 대한 고려 지반침하 최소화 공기오염원 관리조치 이동수단관련 조치 대기정화 계획 소음에 의한 영향 저감 진동에 의한 영향 저감 악취에 의한 영향 저감 풍해의 저감 일조방해 저감 조명과 광고판에 의한 광공해 방지 건물 외벽과 조경재료에 의한 눈부심 방지 우수사용 장려 여러 가지 물순환 시스템 사용 투수형 바닥마감재와 침투 트랜치 연못과 저수지를 이용한 우수유출 감소 중수 재사용 중간 저류조 설치 쓰레기 수집소 설치 쓰레기 압출 및 퇴비화 설비 쓰레기의 분류와 처리 처분 환승을 통한 전체 교통량 감소 효율적 지역 교통망 구축 재생에너지 지역 네트워크 지역 연계를 통한 전력 및 난방부하 감소 지역 고효율 에너지 설비 시공관리 지역전체를 위한 효율적 에너지 사용 모니터링 관리 주변에 영향을 미치는 대기오염 방지 교통부하에 대한 고려 ISO14001 인증 건설폐기물 저감노력 공사기간 중 에너지 소비 저감 활동 구역 외부에 미치는 공사와 관련된 영향 저감 지구환경을 고려한 공사재료 인체유해물질 사용 억제 정부의 광역 교통 계획과 연계 교통수요관리에 대한 행정관청의 노력 동참 구역 내 에너지 사용 저감 노력 모니터링 구역 주변지역의 환경보전 모니터링 - 23 -
SOC 관련 인증제도로는 미국, 유럽 등 국가에서는 녹색 성과평가를 위해서 온실가스 발생량만을 가지고 평가하기 보다는 경제적 사회적 환경적 지표를 다 양하게 사용하고 있으며, 도로의 생애주기동안 혁신적이며 경제적인 환경 및 녹색성 확보에 대한 연구 수행 중임. 미국 환경보호국 영국 일본 국토 교통성 Smartway Transport Partnership 프로그램 TEA-21 평가지침 시애틀 natural drainage system [표 8] 선진국 녹색도로 인증제도 및 시스템 녹색물류 정책안 저 배출구역을 지정하여 탄소배출량을 조절 교통체증으로 인한 CO 2 감축을 위해 에코드라이브 보급 일본 26개 지역에서 에코로드 정책 시스템 실시 미국의 경우 HR 5161 Green Transportation Infrastructure Research and Technology Transfer ACT: 녹색 교통 인프라 연구 활성화 법령 을 마련 추 진 중이며, 녹색인증 및 평가제도와 관련해서 대학 연구소 및 민간기업 중심 으로 녹색도로 건설에 사용되는 재료와 자원에 대한 평가 시스템을 시범적으 로 운영하고 있음. [표 9] 미국의 친환경 도로 인증제도 Greenroads (워싱턴주) I-LAST (일리노이주) Green LITES (뉴욕주) 프로젝트 인증시스템인 일리노이 교통국의 University of Green LITES(Leadership 지속가능발전 그룹, Washington의 연구소 및 In Transportation and 토목학회 등과 합작하여 CH2MLL 민간기업을 Environmental Sustain 지속가능수행 중심으로 인증시스템 개발 ability) 시행 매트릭스 시스템 도로시설물에 대한 녹색도 Green LITES는 사람들의 I-LAST(Illinois Livable 측정 기준 정립 이익과 경제적 관점, and Sustainable 그린빌딩인증제도 환경적인 호환성의 균형에 Transportation) 인증 (Leadership in Energy & 중점을 둠 시스템 적용 Environmental Design, 지속가능한 도로사업에 신규 및 기존 고속도로 LEED)와 유사 적용, 설계 단계에서 사업 중심 적용 적용되는 인증 시스템 이중 Greenroads는 포장기술(19%), 재료 및 자원(21%), 시공단계 활동 (13%) 등 시공관련 분야와, 환경 및 수자원(19%), 접근성과 자산(28%)로 평가항목 구성되며, 소음저감, 우수관리, 폐기물 관리를 포함하여 최소 요구 기준을 제시하고 있음. 설계와 시공 중의 도로사업을 평가하여 실버, 골드, - 24 -
에버그린 등급으로 인증 구분하여 도로의 설계와 시공 단계에서의 친환경성 확보에 중점을 두고 신규 도로사업 혹은 도로개선사업 평가하는데 활용되고 있음. 2.2. 국내 외 시장현황 2.2.1. 국내 외 SOC 시장 현황 1) 국내 SOC 시장현황 시설물별 SOC 투자 규모 2004년부터 2012년까지의 SOC시설물별 재정투자 추이를 살펴보면, SOC시 설물에 대한 투자규모는 2004년 이후 2009년까지 글로벌 금융위기 대응 등 으로 인해 점차적으로 증가하였다가 2010년 이후 다시 감소하였음. [표 10]의 자료에 따르면, 2004년부터 2012년까지 각 부문별 재정투자 평균 추이에서 SOC시설물 중 도로분야의 투자비중이 36.9%로 가장 큼. [표 10] SOC 분야내 각 부문별 재정투자 추이 (단위: 조 원) 부 문 '04 '05 '06 '07 '08 '09 '10 11 12 평균 비중(%) SOC 분야 17.4 18.3 18.4 18.4 20.5 25.5 25.1 24.4 23.1 21.5 100% 도로 8.1 7.7 7.4 7.5 8.1 9.6 8 7.4 7.8 8.0 36.9% 철도 도시철도 4.3 4.9 4.6 4.8 5.3 6.3 5.3 5.4 6.1 5.2 24.3% 해운 항만 1.7 1.9 1.9 2.1 2.1 2.1 1.9 1.6 1.6 1.9 8.7% 항공 공항 0.4 0.4 0.4 0.3 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.2 1.0% 물류 등 기타 0.6 0.7 1 1.1 2.2 2.2 2.2 2.2 1.9 1.6 7.3% 수자원 1.7 1.9 2.2 1.6 2.8 2.8 5.1 5 2.9 2.9 13.4% 지역 및 도시 0.4 0.5 0.5 0.6 1.6 1.6 1.6 1.6 1.7 1.1 5.2% 산업단지 0.3 0.3 0.4 0.4 0.9 0.9 0.9 1 1 0.7 3.1% (자료: 기획재정부 및 국토교통부 내부자료) 기획재정부의 2013~2017년 국가재정운용계획에 따르면, 경제위기 이전 (2005~2008년)의 SOC 예산은 연간 18~20조원 수준의 규모로 유지되었으나 - 25 -
2009년 경제위기 극복을 위해 25조원 규모로 대폭 확대된 이후 10~ 13년 평 균 24.4조원 규모까지 확대되었음. 도로시설물은 국가기간망을 구성하는 중요한 네트워크 SOC 시설물로 투자액 의 비중이 전체 시설물 중 약 34.6%로 타시설물에 비해 그 규모가 가장 크 며, 필수시설에 대한 투자는 지속될 전망임. [표 11] SOC 분야 투자계획 (단위: 십억 원) 구분 13 14 15 16 17 평균 비중(%) SOC 분야 24,302 23,262 21,991 20,538 19,222 21,863 100% 도로 8,645 8,371 7,690 6,914 6,167 7,557 34.6% 철도 도시철도 6,859 6,591 6,274 5,847 5,324 6,179 28.3% 해운 항만 1,509 1,489 1,522 1,533 1,535 1,518 6.9% 항공 공항 82 100 150 199 366 179 0.8% 물류 등 기타 1,917 1,980 1,888 1,965 1,984 1,947 8.9% 수자원 2,731 2,351 2,165 2,057 1,921 2,245 10.3% 지역 및 도시 1,630 1,483 1,409 1,344 1,261 1,425 6.5% 산업단지 929 896 891 678 664 812 3.7% (자료: 2013~2017년 국가재정운용계획(2013), 기획재정부) 국토교통통계누리(http://stat.mltm.go.kr)의 2008년부터 2013년간 도로 투자 실적 현황에 따르면 도로 신설 및 확충에 투자비중이 높음. [표 12] 도로 투자 실적 현황 (단위: 억 원, %) 구분 2008 2009 2010 2011 2012 2013 금액 비중 계 79,259 94,069 77,817 72,638 76,896 90,691 81,895 100.0% 고속도로건설 9,293 14,544 11,405 11,474 14,469 16,234 12,903 15.8% 국도건설 36,642 48,368 42,712 39,575 37,970 42,347 41,269 50.4% 도로관리 7,652 10,075 8,452 9,071 9,782 11,164 9,366 11.4% 민자도로건설및관리 16,464 12,266 5,956 4,151 5,899 11,058 9,299 11.4% 지자체도로건설지원 9,105 8,170 8,757 7,762 7,555 8,541 8,315 10.2% 기타 103 646 535 605 1,221 1,347 743 0.9% - 26 -
신규 건설 및 유지관리 분야 시장 현황 2010년 국내 SOC 중 교통분야의 유지 및 보수 투자액의 추정치를 살펴보면, GDP의 약 0.85%를 신규투자, 0.26%를 교통분야 유지보수에 투자하는 것으 로 추정. 구분 GDP [표 13] 국내 SOC(교통) 유지 보수 투자 추정(2010년) 신규 건설 도로 철도 합계 유지 신규 유지 신규 유지 전체 전체 보수 건설 보수 건설 보수 투자액 (조원) 1,173 5.60 2.21 7.81 4.40 0.81 5.21 10.00 3.02 13.02 GDP 의 % 100.00 0.48 0.19 0.67 0.38 0.07 0.44 0.85 0.26 1.11 전 체 : 2010년도 SOC 예산 및 국가재정운용계획(안) 참조 유지보수 : 국토교통부의 2010 도로보수현황, 한국철도공사 연도별 시설업무자료(고속철 포함), 서울메트로, 서울도시철도공사, 대전 대구 광주 부산 도시철도공사 경영공시 자 료 참조 신규건설 : 전체 투자액에서 유지 보수 투자액을 차감한 금액 (자료: 시설물의 안전 및 유지관리 기본계획(2013~2017년)) 전체 1970년대 중반 이후부터 1990년대까지 교통시설을 중심으로 SOC시설을 지 속적으로 확충하여 도로, 도시철도, 항만시설 등 SOC시설의 스톡(Stock)이 상당량 증가함. 도로는 2005년 기준으로 1962년 대비 3.77배로 증가하였으며, 철도는 1.11 배로 증가 1970년대 중반부터 도로, 교량을 비롯한 교통시설이 집중적으로 건설되었기 때문에 20년 이상 된 노후교량을 비롯해 안전 및 유지관리의 대상이 되는 시설이 점점 증가할 것으로 예상됨 5) 5) 제2차 시설물의 안전 및 유지관리 기본계획(2007), 건설교통부 - 27 -
구분 [표 14] 교통부문별 시설스톡 추이 도로연장 철도연장 도시철도연장 상수도 보급률 (km) 대비 증감률 (km) 대비 증감률 (km) 대비 증감률 (%) 대비 증감률 1962 27,169 1-3,032 1 - - - - - - - 1970 40,244 1.48 48.1% 3,193 1.05 5.3% - - - 32.4 1.55-1980 46,951 1.73 16.7% 3,135 1.03-1.8% 68.6 7.23-54.6 2.61 68.5% 1990 56,715 2.09 20.8% 3,091 1.02-1.4% 123.0 12.95 79.3% 78.5 3.76 43.8% 1993 61,301 2.26 8.1% 3,098 1.02 0.2% 161.5 17.02 31.3% 81.1 3.88 3.3% 1995 74,237 2.72 21.1% 3,101 1.02 0.1% 194.6 20.51 20.5% 82.9 3.97 2.2% 1997 84,968 3.13 14.5% 3,118 1.03 0.5% 250.9 26.45 28.9% 84.5 4.04 1.9% 1999 87,534 3.22 3.0% 3,119 1.03 0.0% 362.4 38.20 44.4% 86.1 4.12 1.9% 2001 91,396 3.36 4.4% 3,125 1.03 0.2% 401.4 42.31 10.8% 87.8 4.20 2.0% 2002 96,037 3.53 5.1% 3,129 1.03 0.1% 411.5 43.38 2.5% 88.7 4.24 1.0% 2003 97,252 3.58 1.3% 3,140 1.04 0.4% 411.5 43.38 0.0% 89.4 4.28 0.8% 2004 100,278 3.69 3.1% 3,374 1.11 7.5% 423.5 44.60 2.9% 90.1 4.31 0.8% 2005 102,293 3.77 2.0% 3,374 1.11 7.5% 470.8 49.56 11.2% 90.7 4.34 0.7% 주: 도시철도연장은 1974=1.0, 상수도 보급률은 1965=1.0으로 할 때 지수 (자료 : 제2차 시설물의 안전 및 유지관리 기본계획(2007), 건설교통부) 해외 선진국의 경우 대부분의 기반 시설물은 50~60년대에 건설되어 90년대 이후 노후화에 따른 유지관리의 투자가 증가하고 있음. 국내 대부분의 기반 시설물들은 70~80년대에 건설되어 선진국들과 비슷한 경로를 따라간다면 2010년경 이후부터 유지관리에 많은 투자가 이루어질 것으로 전망. 국내 시설물 유지관리 시장동향을 살펴보면, 시설물 유지 보수공사 연간 건 수, 시장규모(계약금액) 및 유지관리업체수가 지속적으로 증가하고 있음. - 28 -
[그림 9] 시설물 유지 보수공사 연간 건수 (자료: 시설물의 안전 및 유지관리 기본계획(2013~2017년)) [그림 10 ] 시설물 유지 보수공사 연간 시장규모(계약금액) (자료: 시설물의 안전 및 유지관리 기본계획(2013~2017년)) - 29 -
[그림 11] 시설물 유지관리업체 등록 수 (자료: 시설물의 안전 및 유지관리 기본계획(2013~2017년)) 국토교통부가 2012년 12월에 고시한 제3차 시설물의 안전 및 유지관리에 관한 기본계획(2013~2017) 에 따르면, 국민 안전을 확보하기 위해 3S(Safe, Sustainable, Smart) 시설물로의 전환을 통한 종합적인 시설안전의 구현을 추구하고 있음. - Sustainable 은 자연과 함께 하는 시설물 을 의미하며, 안전 및 유지관리 가 저탄소 친환경적으로 이루어지고 이상기후 등 자연재해에 적극 대응할 수 있는 시설물을 목표로 하고 있음. - 향후 10년 시설안전 분야에 영향을 미칠 주요 메가트렌드 중 기후변화 에 대한 시설안전 관련 이슈로 저탄소 친환경형 보수 보강재료 및 신공법 개 발이 요구되고 있음. 선진국의 유지관리 분야의 투자가 확대되고 있으며, 국내 유지관리 시장 또 한 점차 증가하는 추세이고 특히 시설물의 안전 및 유지관리의 정책적 방향 이 저탄소 친환경적인 기술을 요구함에 따라 관련 기술의 수요가 증가할 것 으로 전망됨. - 30 -
2) 국외 SOC 시장현황 세계 플랜트 시장은 08년 6조 5천억 달러에서 13년 8조 4천억 달러 규모로 연평균 5.3% 성장하였으며 6), 이 중 해외 플랜트 및 SOC 시장 규모는 08년 기준 4,050억 달러 수준 7) 으로 지속적으로 증가하고 있는 것으로 분석됨. 또한 기존의 서유럽과 아시아 외에 중남미의 시장 비중이 점차 증가하고 있는 것으로 나타남. 기존 연평균 성장률을 바탕으로 2030까지의 세계 플랜트 및 SOC 시장의 규모를 전망하면 다음의 그림과 같음. [그림 12 ] 세계 플랜트 및 SOC 시장 규모와 동향 (자료 : 해외건설시장 동향(2009), Global Insight) 세계 경제 및 산업 분석기관인 Global Insight에서 2009년부터 2019년까지 세계 건설시장은 연평균 3.9%의 실질성장률을 보일 것으로 전망하였으며, 2009년 6조 3천억 달러의 규모를 보였던 세계 건설시장이 2014년 9조 달러, 2019년 13조 달러에 이를 것으로 전망함. 신규 건설 및 유지관리 분야 시장현황 신규 건설 및 유지관리 분야의 해외 현황을 살펴보면, OECD 회원국은 GDP 의 약 1%를 SOC(교통)에 투자하는 것으로 나타났으며, 그 중 신규건설은 0.7%, 유지 보수에는 0.3%를 투자하는 것으로 나타남 8). 6) 해외건설시장 동향, Global Insight, 2009 7) 해외건설시장 동향, Engineering New Record 각호 8) 제3차 시설물의 안전 및 유지관리 기본계획(2013~2017년), 국토교통부 - 31 -
[그림 13] OECD 회원국의 SOC(교통) 유지 보수 투자 추이(1995~2010년) (자료: 시설물의 안전 및 유지관리 기본계획(2013~2017년)) 2.2.2. 국내 외 환경 시장현황 1) 국내 환경 시장현황 산업자원부 등의 자료에 따르면 건설 산업 단독의 에너지소비는 2007년 418.1천 TOE로 우리나라 최종 에너지의 0.2%를 차지하고 있고, 2001년 이 후 연평균 9.6% 감소하였으며, 건물용으로 43.7%, 수송용 29.8%, 건설기계 용 14.5%, 기타 11.9%로 분류됨.(에너지경제연구원, 에너지총조사보고서, 2002-2008(제 8-10호) [표 15] 건설업 용도별 에너지 소비 (단위 : TOE, %) 구 분 2001 2004 2007 증가율(%) 01 ~ 07 건설기계 461,153.6 34,701.0 60,698.8-25.2 수 송 247,947.6 111,222.8 124,717.5-9.4 건 물 46,674.3 149,241.9 182,872.8 21.5 기 타 149,525.5 92,514.9 49,800.7-14.5 합 계 905,301 387,680.6 418,089.8-10.5-32 -
미국에서 개발되어 전 세계 150개국 이상에서 사용되고 있는 온실가스 감축정 책의 분석 모형 중 하나인 LEAP 시스템 9) 을 이용하여 우리나라 산업부문의 에너지소비 현황 및 추세를 파악하고 이를 바탕으로 산업부문에 이용 가능한 에너지관련 정책 및 기술옵션을 통해 저감 잠재량을 파악할 수 있음. 각 산업 부분의 활동도, 부가가치 등을 토대로 2030년까지의 산업 부문별 온실가스 배 출량을 전망한 결과는 다음의 표와 같음. [표 16] 산업부문 온실가스 배출량 전망(BAU, 2007~2030) (단위 : 천tCO 2, %) 구 분 2007 2013 2020 2030 증가율(%) 07 ~ 30 농립어업 10,348.4 11,593.2 12,675.1 15,514.7 1.7 광 업 234.8 269.7 277.3 338.8 1.5 제 조 업 114,137.5 149,770.4 203,452.5 300,020.0 4.1 건 설 업 952.3 1,058.3 1,227.5 1,618.5 2.2 합 계 125,673 162,691.6 217,632.4 317,492 3.9 2006년 한국건설기술연구원에서 수행한 건설부문 온실가스 배출분석 연구 에 서 건설부문별 총 CO 2 배출량을 분석한 결과, 도로시설이 가장 큰 것으로 나 타남 10). 총 CO₂ 배출량은 건축건설 및 토목건설 과정에서 직접적으로 소비된 에너지 에 의해 발생된 CO₂를 뜻하며, 도로시설부문이 1,135천Ton-CO₂ (17.8%), 철근철골조비주택부문이 961천Ton-CO₂ (15.0%), 철근철골조주택부문이 824천Ton-CO₂ (12.9%)의 순으로 나타남. 9) 이지환, 저탄소 녹색성장을 위한 우리나라 산업부문 온실가스 배출 현황 및 전망, 계명대학교 석사학위논문, 2010 10) 에너지투입량에 에너지의 탄소함유량을 이용하여 추정하였으며, 대체적으로 많은 국가들이 자국의 온실가스를 추정할 때에 사용하고 있는 IPCC 탄소배출계수(IPCC carbon emission factor)를 인용하여 사용하였음. - 33 -
[그림 14] 건설부문별 총CO 2 배출량(T-CO 2 ) (자료 : 건설부문 온실가스 배출 분석 연구(2006), 한국건설기술연구원) 녹색건설 관련 국내 시장의 경우 2012년 건설수주는 103조원으로 전망되고 있으며 부문별로 공공부문 건설수주가 29조원 정도에 이를 것으로 전망한 바 있음. 그리고 국내 녹색건설시장 규모는 2015년까지 25조에 달할 것으로 추 정되었음. 주요 녹색건설 상품으로는 건물 도시 리모델링, SOC시설물 녹색건설화, 폐기 물 및 폐수처리시설, 노후화된 시설물 개선 시장 등이 부상할 것으로 전망하 였음 11). 또한 한국건설산업연구원은 2020년 한국 건설 산업의 주요 이슈 및 트렌드 예측 보고서(2011)를 통하여 향후 파급효과가 클 건설상품으로 녹색인프라 구축, 건물 배출가스 제로도시, 한중 해저터널, 한일 해저터널 등으로 조사되 었다고 함. 특히 녹색인프라는 국제화, 수출기여도, 국가경쟁 기여도, 국가경 쟁력 제고 등의 측면에서 매우 중요하다고 언급한 바 있음. 한편 국내 환경산업 시장규모는 1999년 9조원, 2005년 19조원, 2010년 32조 원에 달할 것으로 전망되었음. 국내 환경 시장규모는 1999년 기준으로 세계 환경산업 시장의 약 2%에 해당되는 미미한 수준으로 부문별로는 환경서비스 업 43%, 환경자원이용업 32%, 환경설비업 25%의 비중을 나타내고 있음. 12) 11) 건설 산업연구원, 녹색건설세미나 자료, 2010 12) 국립환경연구원, 산업연구원 등의 자료를 근거로 삼성지구환경연구소에서 추정 - 34 -
[표 17] 국내 환경산업의 시장규모 전망 (단위: 억 달러) 구 분 1999년 2005년 2010년 환경서비스업 38,980 78,850 136,390 환경자원이용업 28,380 62,770 118,540 환경설비업 22,610 46,350 62,620 연평균 성장률(%) 1999년 ~2005년 2005년 ~2020년 12.5 11.6 14.1 13.6 12.7 6.2 합 계 89,970 187,970 317,550 13.1 11.1 시장성장률로 보면 1999년 2005년 13.1%, 2005년 2010년 11.1%의 비교 적 높은 편으로, 특히 환경자원이용업의 시장성장률이 높아지는 반면 환경설 비업은 국내 환경기초시설의 투자가 어느 정도 마무리되어 가고 있어 시장성 장률이 급격하게 낮아 질 전망임. 특히 국내 환경산업 시장은 민자유치 방식의 확대, 소프트웨어 분야의 비중 증대 등 구조적 변화가 나타나기 시작할 것으로 전망됨. 즉 정부, 특히 지방자 치단체의 재원 부족으로 환경기초시설에 대한 민자유치가 활발하게 수행될 것 이며, 환경산업에 있어 건설, 설비제작 등 하드웨어 비중은 감소하고 진단 및 컨설팅, 운영사업 등 소프트웨어 분야에서 시장기회가 증가할 것으로 예측된 바 있음. 환경관련 시장의 부문별 규모를 살펴보면 2000년 기준 우리나라의 환경오염 방지지출 총규모는 7조 9,690억 원으로 이중 정부 부분이 약 4조 1천억 원, 민간부분이 3조 5천억 원, 가계 부분이 3천억 가량을 차지하고 있음. 오염매 체별로는 수질/토양 오염이 약 3조 7천억 원으로 가장 많고 폐기물이 2조 7 천억 원, 대기 부분이 1조 2천억 원 순으로 나타났음. 환경오염방지지출 통계를 주요 선진국과 비교해 보면 편제기준이 달라 일률적 인 국제비교는 어려우나 선진국 기준에 맞추어 조정해 볼 경우, 우리나라의 환경오염방지지출 수준은 미국, 독일, 일본에 비해 여전히 낮게 나타나고 있 음. - 35 -
[표 18] 환경오염방지지출의 대GDP비율 (%) 선진국 한국2) 75 80 85 90 94 98r 99 00p 미 국 1.74 1.82 1.71 1.65 1.75 1.62 1.65 1.53 독 일 1.32 1.39 1.46 1.58 1.653) 1.25 1.31 1.21 일 본 0.96 1.59 1.16 0.96.. 0.91 0.91 0.80 주: 1) 각국의 포괄범위 차이로 단순비교는 어려움 미국 : 정부, 기업(금융보험부동산, 개인서비스업 제외), 가계 포함 독일 : 정부(하수도배관시설 제외), 기업(광공업, 전기가스수도업, 건설업)포함, 가계 제외 일본 : 정부부문만 포함 2) 비교대상국가 기준으로 조정한 수치임 3) 92년 수치임 자료 : 미상무성 경제분석국, Survey of Current Business, 1996. 9월 (%) 5.0 4.0 3.73 3.25 3.0 2.50 2.0 1.85 1.0 1.39 1.34 1.19 0.81 0.80 0.57 0.47 전산업 : 0.78 0.45 0.39 0.33 0.27 0.0 제1차 금속 종이 인쇄 출판 섬유 의복 가죽 석유 화학 제품 전기 가스 수도 비금속 광물 음식 료품 수송 장비 가구 및 기타 제조업 기계 및 전자 농림 어업 광업 목재 및 나무 서비 스업 건설업 [그림 15] 업종별 환경지출부담률 (2000년 기준) (자료 : OECD, Pollution Abatement and Control Expenditure in OECD Countries, 1990, 1996) 2000년 기준 업종별 환경지출 부담률은 위의 [그림 15]과 같으며, 전체 산업 평균 0.78%, 이중 건설업은 0.27%로 매우 낮은 것으로 나타났음. 생애주기를 기반으로 한 환경평가를 시행하기 위해서는 기초자료로서 재료의 환경부하를 파악할 필요가 있음. 인벤토리 DB(Inventory DataBase, IDB)는 LCA 평가 시 중요한 기초자료 중 하나로서, 시멘트 1kg을 사용한다고 할 때 CO 2 가 얼마만큼 발생하는지와 같이 재료와 환경영향간의 관계를 결정하는 것 - 36 -
임. 13) 그러나 현재 우리나라의 국가 LCI DB는 1998 2003년까지 기초소재 및 부 품제조, 수송 등의 분야에 대한 총 318개로 구축되어 있으나 (지식경제부, 환 경부), 이는 주로 제조업 중심으로 건설 환경이 고려되지 않아 실제 건설 분 야에 적용 가능한 DB는 불과 60여개로 신뢰성 있는 탄소배출량 산정에는 미 흡함. 따라서 DB의 한계로 인해 해외 DB를 활용하거나 분석 범위를 제한하고 있는 실정임. 뿐만 아니라 기존의 DB는 제조업 중심으로 산업특성에 따른 개별 옵션 선택 이 불가능하고, 무엇보다 신소재 및 신기술 개발에 따른 탄소저감량 및 환경 영향 등을 고려할 수 없어 이에 대한 보정이 필요한 실정임. 각 산업계에서는 가격경쟁 품질경쟁, 디자인 경쟁 이후 녹색 시장에 대한 경 쟁이 매우 치열하며, 각 사별 로드맵, 목표 수립 및 연구개발이 진행 중임. 사 회기반시설물을 비롯한 토목/건설공사 시 발생하는 환경부하와 온실가스 배출 량에 대해서는 현재 LCI DB 및 탄소인벤토리 구축 등이 활성화 되고 있으나, 이를 활용하여 환경성을 종합적이고 정량적으로 평가하는 도구는 미비한 실정 임. 국내외에서는 PASS(지식경제부), TOTAL(환경부) 외에도 Gabi(IKP), SimaPro(PRe-Consultant) 등의 소프트웨어가 다수 개발된 상황이나, 초보자 및 사용자들의 접근이 어렵고, 제조업 중심의 시스템 구성으로 건설 환경이 고려되지 않았다는 문제점이 있음. 이중 정부에서 개발한 PASS, TOTAL 등의 프로그램은 지식경제부와 환경부 에서 주도적으로 개발하여 환경성적표지 등에 사용되고 있으나, 초보자의 접 근이 어렵고, 제조업 중심으로 한정되어 있어 건설 단계에 전반적으로 사용하 기에는 제한적임. 그 외, 건축물의 에너지 절약측면의 평가 tool과 친환경적 설계 등을 평가할 수 있는 software 들이 개발되어 있음. 그 외 건설단계 건설공종 별 전체 건축자재 입력을 통한 상세 평가가 가능한 한국건설기술연구원의 K-LCA, 추계모델식과 에너지 사용량 및 건축자재 직 접입력방식을 통해 공동주택 평가를 위한 S-건설의 ECO-pia, 건축물의 CO 2 배출량 평가를 위한 L-건설의 LOCAS 등이 개발되어 있으나, CO₂부분에 한 13) 이유화, 일본 도로 인프라 건설 LCA 평가기술 개발, 도로정책, 제 52호, pp5-6, 2012-37 -
정되어 있거나 건축물 에너지 효율 등 일부 범위에만 적용되고 있는 실정임. 2) 국외 환경 시장현황 녹색 건설 관련 세계시장의 규모는 2007년 기준으로 약 4.6조 달러로 추산되 며, 연평균 3.4% 정도씩 성장하여 2012년에는 5.5조 달러에 이를 것으로 추 정하고 있음. 플랜트 및 SOC 시장규모는 연평균 5.3%씩 증가하여 2013년 8 조 4천억 달러에 이를 것으로 전망되었음. EU 시장의 경우에는 2020년까지 에너지 소비의 20%를 줄여 매년 600억 유 로를 절감할 수 있을 것으로 예측하고 있으며, 지속가능한 건설시장 규모도 790억 유로로 전망하고 있음. 특히 2020년 녹색건설시장 규모는 126억 유로 에 이를 것으로 전망하고 있음. 또한 법적 구속력이 발생하는 2020년까지 목 표로 온실가스를 1990년 대비 20% 삭감과 재생에너지 비율 20% 증가를 목 표로 설정하고 있음. 미국의 건설투자는 2005년 1조 5천억 달러에서 계속 감소하여 2010년 기준 으로 9,830억 달러로 시장이 축소됨. 하지만 건설시장은 축소되고 있지만 전 체 건설시장에서 그린건설의 규모는 매년 늘어나고 있는 추세이며 2013년 그 린빌딩 시장규모는 1400억 달러에 이를 예정임. 2008년에 세계금융위기로 경 기가 침체되자 오바마 대통령은 이른 바 그린뉴딜정책(Green New Deal)'을 통해 청정에너지 산업 부문에 향후 10년간 1500억 달러를 투자하여 5백만개 의 그린일자리 창출을 목표로 하여 친환경적 경제체제로의 전환을 계획하여 추진하였음. 또한 저탄소 경제 구축 기반을 위해 탄소배출을 2050년까지 80% 감축 및 연간 에너지 고효율 주택 100만 채 건설 등의 비전을 제시하였 음. 국제금융위기로 인프라 투자가 위축된 상황이지만 그린건설 시장은 지속적 으로 커지는 것으로 나타남. 그린건설시장을 주도하는 시장이 기존에는 유럽 (EU)이였으나 점차 녹색시장에 무관심했던 미국, 캐나다, UAE 및 필리핀과 인도 등과 같은 개발도상국에 의하여 형성되고 있음. 특히 미국의 경우에는 친환경 건설기술 개발 및 자재, 시공법 변화에 R&D 투자를 꾸준히 하고 있는 것으로 조사됨. 한편 세계 환경산업 시장의 성장 추이를 살펴보면 2006년에서 2010년 까지 - 38 -
연평균 3.4%로 꾸준한 증가율을 유지하며 2010년에는 총 8,028억 달러를 기 록했음. 미국은 가장 큰 환경시장 규모를 기록하였으나, 미국 등 선진국은 상 대적으로 성장 정체기를 맞은 내수시장으로 인해 해외진출에 초점을 맞출 것 이며 특히 개발도상국, 중동, 동유럽 국가들이 대상이 될 것으로 예상됨. 이러한 개발도상국 시장은 선진국에 비하여 덜 발달되었기에 지난 10년 동안 1993년 8%대에서 2003년 12%로 상당히 빠르게 성장해 왔으며, 앞으로도 성 장률이 가속화되어 2010년 이후 세계 환경 시장 규모의 18%에 이를 것으로 예상된 바 있음. 14) [표 19] 세계 환경시장 성장 추이 (2006 2010년) 국가 2006년 2007년 2008년 2009년 2010년 연평균성장률 미국 257.2 277.3 293.6 292.1 298.5 3.8 독일 55.0 58.1 60.5 60.6 62.5 3.2 영국 33.5 35.2 36.4 35.7 36.2 2.0 프랑스 30.1 31.1 31.5 31.2 31.6 1.2 일본 98.4 101.2 100.5 95.8 97.6-0.2 중국 18.8 21.7 25.2 27.8 32.0 14.2 한국 15) 8.5 9.1 9.5 9.7 10.3 4.9 전 세계 703.5 749.7 781.8 776.1 802.8 3.4 주요국의 분야별 환경시장을 EBI의 분류체계 기준으로 살펴보면 환경 선진국 과 비교하여 상대적으로 우리나라가 취약한 환경 분야는 설비 및 정보시스템, 폐기물관리장비, 컨설팅 및 엔지니어링, 복원/산업 서비스, 수처리서비스, 수자 원, 자원회수 분야를 들 수 있으며, 이와 관련한 시장 확대를 위하여 정부의 지원책 마련이 요구됨. 14) EBI(Environmental Business Internation, Inc., San Diego, Califonia) 15) 주) 환경산업 통계조사의 분류체계 차이로 인해 과소평가 되어있음. 한국환경산업기술원, 환경산업 현황과 통 계 인프라 개선방향, 2012.8-39 -
2.3. 기술동향 분석 2.3.1. 관련 기술개발 동향 1) 국내 기술개발 동향 국내 관련 기술개발 동향은 1 친환경 건설 관련 연구, 2 건설 분야 환경부 하 평가기술 관련 연구, 3 LCI DB 구축 및 지원 관련 연구로 구분하여 조사 하였음. 1 친환경 건설 부문 연구개발 동향 친환경 건설 부문의 기술동향은 다음과 같음. 전 세계적으로 기후 변화 및 에너지 위기가 범국가적인 화두로 떠오르면서 온실가스 저감을 위한 그린에너지 산업 혁신이 관심사가 되고 있으며, 탄소 저감 기술을 이용한 다양한 신기술들이 개발되고 있음. 국내에서도 에너지 소비 및 탄소배출 저감을 위해 여러 산업 분야에서 친환 경 재료 및 기술들을 개발하고 있으며, 건설 산업 분야에서는 환경오염저감, 에너지효율성 향상 및 온실가스 저감을 목표로 신재생 청정에너지, 친환경 기 술, IT기술 등을 활용한 녹색건설기술들에 대한 연구개발이 진행되고 있음. 최근 5년간 건설 분야 친환경 및 저탄소 관련 국내 연구 현황을 공법 및 기 법, 장비, 자재 및 재료, S/W 및 시스템 개발 분야로 분류하여 요약하면 다음 과 같음. 공법 및 기법 개발 - 공법 및 기법 개발 분야에서는 주로 건축물의 이산화탄소 배출량 산정 및 평가, 저감 기술 등에 관한 연구들이 진행되고 있음. 토목분야에서는 시공 단계에서 이산화탄소 저감을 위한 공법 개발 연구 등이 진행되어 옴. - 40 -
연구자 소속 연구기관 내용 연도 노상영 외 한양대학교 한양대학교 친환 공동주택 개보수에 따른 건축자재의 에너 경건축 연구센터 지 소비량과 이산화탄소 배출량 분석 2007 김정용 외 한양대학교 에너지소비량 및 이산화탄소 배출량 분석 한양대학교 친환 을 통한 건축 바닥 컴포넌트의 친환경 성 경건축 연구센터 능 평가에 관한 연구 2008 신동우 아주대학교 한국연구재단 친환경건축 폐기물 처리 및 재활용 시스 템 기술 개발 2009 신성우외 한양대학교 에리카캠퍼스 한국연구재단 자원절감형 친환경건축 구법시스템 개발 2009 신은철 인천대학교 한국산학연협회 저탄소 녹생성장을 위한 친환경 도로 연 (한국산업기술평 약지반 처리공법 개발 가관리원) 2009 강성중 외 건국대학교 한국연구재단 사용자 인터랙션을 통한 탄소 배출량 산 정을 위한 정보디자인 2010 박효선 연세대학교 한국연구재단 시공단계에서의 건축물 CO 2 배출량 평가 및 절감 기술 개발 2010 이재용 외 경운대학교 에너지자원 : 탄소 배출량 산정을 위한 2010 GIS 적용연구 홍태훈 연세대학교 한국연구재단 교육시설물의 CO 2 저감을 위한 유지관리 2010 프로세스 개발 김병수 경북대학교 한국연구재단 토공장비조합에 따른 공사기간 및 이산화 탄소 배출량의 상관성 분석 2011 노관섭 한국건설기술 국토교통과학기 연구원 술진흥원 탄소중립형 도로 기술 개발 2011 손병훈 대구공업대학 도시 내 노후건축물의 라이프사이클 단계 한국연구재단 교 별 CO 2 저감 계획기법 개발 2011 정영선 외 한국건설기술 건축환경 및 친환 건축물 생애과정에서의 이산화탄소 배출 경 자재기술 표준 연구원 외 량 계산 프로세스에 관한 연구 화 사업의 지원 2011 조윤호 중앙대학교 국토교통과학기 저탄소 녹색공항 포장 시공 및 유지관리 술진흥원 기법 개발 2011 한승원 서울시립대학 시공단계 공법에 따른 투입자원과 이산화 한국연구재단 교 탄소 배출량에 관한 연구 2011 김인한 외 경희대학교 개방형 BIM기반 저탄소 설계 및 거대구조 한국연구재단 국제캠퍼스 물 유지관리 건설기술 개발 2012 김재준 한양대학교 한국연구재단 친환경 지능형 건축 Component 시스템 개발 2012 손영환 서울대학교 한국연구재단 CO 2 배출량 분석을 통한 산업부산물과 준설토의 경제성 평가 및 지속가능한 재활용 방안 연구 2012 태성호 한양대학교 국토교통부 CO 2 배출량 절감을 위한 콘크리트 배합설 계 기술개발 2012 황성도 한국건설기술 한국건설기술연구원 연구원 (산업기술연구회) 저비용 저탄소 아스팔트 포장공법 개발 2012-41 -
장비 관련 분야 - 장비 관련 분야에서는 시공단계에서 환경부하 저감을 위한 건설 현장에서 의 자동화 장비에 관한 연구와 토공사, 포장공사 등에서 많은 비중을 차지 하고 있는 건설 기계장비의 운영 및 작업을 지능화 및 효율화하여 에너지 소모를 줄이고 온실가스의 배출을 감소시키고자 하는 연구가 진행되어 옴. 연구자 소속 연구기관 내용 연도 신성우 한양대학교 한국연구재단 친환경 지향 건설 자동화 시스템 개발 2009 서종원외 한양대학교 국토교통과학기 술진흥원 탄소저감형 건설장비 운영기반 스마트 시 공 시스템 기획 2012 자재 및 재료 개발 분야 - 자재 및 재료 개발 분야에서는 다양한 재료들을 활용한 친환경 자재 개발 에 관한 연구들이 다수 진행되고 있으며, 이산화탄소 배출을 최소화하는 콘 크리트 생산기술 등도 활발히 연구되고 있음. 연구자 소속 연구기관 내용 연도 이광호 한국도로공 국토교통과학기 장수명 친환경 도로포장 재료 및 설계시 사 술진흥원 공기술 개발 2009 순환형 폐기물을 이용한 친환경, 고내구 김윤용 충남대학교 한국연구재단 성 섬유복합재 Eco-ECC의개발 및 내진구 2010 조 적용에 대한 연구 양승현 한국산학연협회 전북대학교 친환경 기능성 마그네슘계를 이용한 저알 (한국산업기술평 익산캠퍼스 칼리 몰탈 콘크리트 결합재 가관리원) 2010 이장화 한국건설기 한국산업기술평 바텀애시를 다량 활용한 CO 2 배출 저감형 술연구원 가관리원 콘크리트 기술 개발 2010 한국산학연협회 이병호 경상대학교 (한국산업기술평 가관리원) 매립회를 활용한 친환경 건축내장재 개발 2010 차철용 실크로드시 앤티 한국산업기술평 가관리원 유/무기 융합재료를 활용한 LCCO2저감형 고내구성 콘크리트 배합설계기술 개발 2010 박상순 한양대학교 에리카캠퍼 스 한국산학연협회 (한국산업기술평 가관리원) 박성식 경북대학교 한국산업기술평 가관리원 순환골재와 FRP rebar를 이용한 저탄소 프리캐스트 콘크리트 생산기술 개발 미생물을 이용한 친환경 바이오그라우팅 개발 2011 2011-42 -
연구자 소속 연구기관 내용 연도 서정인 우석대학교 한국산학연합회 (한국산업기술평 비소성시멘트를 활용한 친환경 맨홀 개발 2011 가관리원) 이광준 서남대학교 한국산학연합회 (한국산업기술평 붕괴사면복구용 친환경 식생매트 개발 2011 가관리원) 장영일 충남대학교 한국산학연협회 2차 코팅된 순환골재를 이용한 자원순환 (한국산업기술평 형 저탄소 투수성콘크리트 제품의 개발 가관리원) 2011 정상진 한국산학연합회 단국대학교 친환경성 및 에너지 저감형 단열 시스템 (한국산업기술평 (죽전) 거푸집 개발 가관리원) 2011 하기주 경일대학교 한국산학연합회 (한국산업기술평 건설산업부산물을 이용한 CO2 저감형 친 환경 지오폴리머 섬유복합재 및 콘크리트 2011 가관리원) 제품 개발 홍원기 경희대학교 한국연구재단 저탄소 장수명 공동주택용 합성 라멘 프 레임 개발 2011 김병우외 성균관대학교 국토교통과학기 술진흥원 바이오 기술 적용 친환경 마감재 개발 2012 김화중외 경북대학교 국토교통과학기 해양설치용 인공리프 블록의 친환경재료 술진흥원 개발 2012 박동천외 한국해양대 국토교통과학기 폐콘크리트를 원료기반으로 하는 저탄소 학교 술진흥원 형 재생시멘트 개발 2012 박성기외 (주)에스에 국토교통과학기 저탄소 콘크리트를 적용한 고성능 콘크리 이치투 술진흥원 트 폰툰 제조 기술 개발 2012 송하영 한밭대학교 한국연구재단 저탄소 무기결합재를 활용한 친환경 내 외장재 인조석재 개발에 관한 연구 2012 안기용 한양대학교 친환경형 CO2 저감형 무시멘트 콘크리트 에리카캠퍼 한국연구재단 개발 및 건축, 토목현장적용 스 2012 안남식 세종대학교 한국연구재단 친환경 geopolymer 플라이애쉬 콘크리트 에 관한 실험적 연구 2012 이동렬 건설/산업 폐기물을 이용한 친환경 고인 건설기술정 한국연구재단 성 고내구성 섬유복합재료(ECO-ECC) 개발 책연구원 및 내진구조 적용 연구 2012 이세현외 한국건설기 국토교통과학기 술연구원 술진흥원 환경부하 저감형 건축재료 개발 2012 이승언 한국건설기 국토교통과학기 순환자원을 이용한 탄소저감형 건축자재 술연구원 술진흥원 실용화 2012 광산지역 지반침하 및 오염방지를 위한 형원길 영남대학교 한국연구재단 환경부하 저감형 무기결합재 및 충전재 개발 2012-43 -
S/W 및 시스템 개발 - S/W 및 시스템 개발 분야에서는 건축물 위주의 환경부하량 및 이산화탄소 배출량 모니터링 및 평가를 위한 시스템 개발 연구가 진행되어 오고 있으 며, 토목분야에서는 시공단계에서의 공정 및 장비 운영에 따른 이산화탄소 배출량 평가 위주의 제한적인 연구가 선행되어 옴. 연구자 소속 연구기관 내용 연도 이동은 외 경북대학교 한국연구재단 최형림 외 동아대학교 지식경제부 지방 기술혁신사업 태성호 한양대학교 한국연구재단 신성우 김성근 한양대학교 에리카캠퍼 스 서울과학기 술대학교 교육과학기술부 한국연구재단 김세용 고려대학교 국토교통과학기 술진흥원 김형관 연세대학교 한국연구재단 박원준 우세진 한양대학교 에리카 캠퍼 스 울산과학대 학교 한국연구재단 한국산업기술평 가관리원 이동은 외 경북대학교 한국연구재단 최윤기 숭실대학교 한국산업기술평 가관리원 최항 (주)GS건설 국토교통과학기 술진흥원 프로젝트 자원투입 정보를 활용한 탄소 배출량 산출 시스템 Green Port 구현을 위한 물류장비 탄소 배출 모니터링 시스템 콘크리트 산업 환경부하(CO2) 최적 설계 및 예측 시스템 개발 목적지향형 건설구조물 전 과정 CO2 최적 평가 관리 시스템(GB-COAS) 개발 탄소저감과 자동화를 위한 멀티 에이전트 기반 토공시스템 2010 2010 2010 2011 2012 탄소저감 도시계획 시스템 개발 2012 저탄소 도로노선 선정을 위한 실감형 시 뮬레이터 개발 2012 순환자원을 활용한 환경부하저감형 콘크 리트의 최적 성능설계/평가 시스템 개발 2012 BIM기반 건축설계와 CO 2 발생량 예측을 위한 건축설계 툴의 DB 및 Library 개발 2012 건설 프로젝트 일정정보를 활용한 이산화 탄소 배출량 산출 시스템 최적설계 대안 선정을 위한 건축물 생애 주기에 따른 BIM 기반 CO 2 배출량 측정 시스템 개발 탄소저감 스마트 도시에너지관리 시스템 개발 2012 2012 2012-44 -
국내 건설사들의 친환경 기술 개발 동향을 살펴보면, 주로 공동주택 등 건축 물을 대상으로 하여 신재생에너지를 통한 화석에너지 대체에 따른 탄소배출량 저감, IT 융합을 통한 에너지 효율 증대, 친환경 자재 사용 등 친환경 기술 적용 상품 개발에 주력하고 있음. 건설사 롯데건설 두산건설 현대건설 대우건설 삼성물산 대림산업 주요 내용 축물의 전 생애 기간 동안 이산화탄소(CO2) 배출량을 평가하는 프로그램 개발을 추진 건축물의 환경부하 최적화 디자인, 에너지 절감을 위한 친환경 기술 적용 및 친환경 자재, 첨단 IT 적용 시도 신재생에너지와 친환경 저에너지 기술 개발 상품들을 적용한 친환경 녹색 아파트 단지 조성 및 개발 세대 내 냉난방과 전력, 급탕, 취사 등 모든 에너지 소비를 60% 자체 생산 에너지와 40%의 외부 유출을 차단하는 절감에너지로 충당하여 에너지 소비 율 0%인 주택 상품 개발 제로에너지, 제로이미션, 그린 IT 기술 등의 적용을 통해 건축물 에너지 효율 기술 실용화 노력 공사 중 배출되는 이산화탄소 및 건설 폐기물 최소화를 위한 친환경 건축 현장 관리 시스템인 그린 컨스트럭션(Green Construction) 적용 2 건설분야 환경부하 평가 기술 부문 연구개발 동향 건설 분야 환경부하 평가 관련 연구 동향을 살펴보면, 국내에서는 LCA(Life Cycle Assessment)의 방법론과 이를 적용하는 측면에서 많은 연구가 이루어 지고 있으며, LCA 방법론에 대한 연구는 일찍이 1995년부터 시작되어 LCA 의 개론과 외국의 영향평가 방법론에 대한 사례들을 분석한 연구 자료들이 국 내에 발간되기 시작하였음. 건설 산업에서 환경부하 측정 및 평가와 관련된 방법론은 두 가지가 있으며, 첫째는 전과정을 대상으로 산업연관분석을 사용하는 간접적인 환경부하 추정 방식이고, 둘째는 건설단계(혹은 해체단계)에서 건설자원을 사용한 직접적인 환경부하 추정방식임. 산업연관분석을 사용하여 환경부하를 측정 및 분석한 주요 연구들은 다음과 같음. 송두삼과 이승복(1997)은 건설 전과정에서 발생되는 환경부하를 평가하기 - 45 -
위해 전과정평가(LCA)를 수행하였으며, 시공단계까지(재료 제조, 운송, 시 공)는 산업연관분석(Input-Output Analysis)을 사용하고, 운영단계는 직접에 너지(난방, 취사, 가전)비용과 장기수선비용을 생애비용(LCC: Life Cycle Cost)분석을 실행하여 에너지비용을 산출하였음. 전과정에서 각 단계별 에너 지 소요비용은 단위가격(원/L), 단위열량(Mcal/L), CO 2 배출량원단위 (kg-c/mcal)를 참조하여 환경부하를 정량화하였으며, 특히 시공단계에서 에 너지소요비용은 양중, 조명, 가공, 냉방 을 대상으로 함. 서성원 외 2인(1998)은 건설공종(건축공사, 기계공사, 전기공사 등)을 분류 하고, 각 공종별로 요구되는 주요자재를 정의함으로써 공종별 자재별 CO 2 배출량에 대한 기여도를 분석하였음. 서성원과 황용우(1998)는 주택을 형태별(단독주택, 아파트, 연립주택, 다세대 주택)로 구분하고, 건설 전과정평가(LCA)를 수행하여 단계별(건설, 사용, 해 체 및 수송) CO2배출의 주요 요인을 도출하였음. 특히, 건설단계에서 CO2배 출량은 자재사용량에 산업연관표로부터 획득된 자재별 탄소배출원단위 (kg-c/kg)를 곱하여 추정하였음. 김종엽 외 2인(2003)은 건축물 전과정에서 환경부하를 평가하기 위한 기초 자료로써 산업연관분석을 통한 국내 실정에 적합한 건설자재 별 CO2배출량 원단위를 제시하였음. 권석현(2006)은 공공건설을 대상으로 건설, 운영 및 유지보수, 그리고 해체 과정에서 발생하는 환경부하량을 전과정평가(LCA)를 적용하여 산출하고, 환 경오염원의 화폐가치 환산을 통한 건설사업의 환경경제성 평가모델을 제시함. 정근주(2008)는 공동주택을 대상으로 탄소세가 공사원가 및 운영에너지비용 에 끼치는 영향정도를 분석하였음. 정영철 외 3인(2010)은 지붕방수공사를 대상으로 공법별(아스팔트방수, 비노출형 시트방수, 도막방수, 노출형 시트방 수)로 CO2배출량을 산출하여 비교분석하였음. 이병윤 외 2인(2010)은 조적 벽을 대상으로 벽체유형별(예, 시멘트 벽돌벽, 블록벽, 점토벽돌벽)로 CO2배 출비용을 포함한 건설원가를 비교분석함. 건설단계(혹은 해체단계)에서 건설 자원에 의해 현장에서 직접 발생되는 환경 부하를 측정 및 분석하는 연구들은 다음과 같음. 권석현(2006)은 건설, 해체 및 폐기단계에서 장비유형별 사용시간과 에너지 소비량을 산출하여 CO2배출량을 환산하는 연구를 수행하였음. - 46 -
정종석외 5인(2008)은 폐콘크리트 재활용을 위해 구조물 해체와 골재생산과 정에서 장비사용으로 인한 CO2배출량을 산출함. 황용우 외 2인(2000)과 Kim et al.(2010)은 도로공사를 대상으로 온실가스 배출에 주요 영향을 주는 공정과 장비를 도출하기 위하여 장비유형별 작업능 력을 고려하여 CO 2 배출량을 정량화하는 연구를 수행함. 위와 같이, 국내 환경부하 평가 기술 관련 연구동향을 살펴보면 건축분야의 연구자들은 시설물의 사용 및 유지 과정에서 상당한 환경부하가 발생되는 건 축프로젝트의 특성에 대응하여 간접적인 접근법인 산업연관분석을 통한 전과 정평가(LCA) 기법을 적용해왔음. 한편, 토목분야의 연구자들은 기계화 시공 이 일반화된 토목 건설(혹은 해체)과정에서 건설장비의 연료소비에 의해 발 생되는 CO 2 배출량을 정량화하는 연구에 비중을 두어왔음. 따라서 기존 연구들은 다양한 분류기준(즉, 재료별, 공종별, 건설 단계별)에 따 라 건설활동으로 인한 환경부하를 정량화함으로써 주요 관리대상을 도출하고, 계획단계에서 환경부하가 적은 대체 재료와 공법을 선정하는데 기여해왔음. 또한, 초기부터 CO 2 배출 등 환경부하량의 정량적 추정 및 평가를 위한 LCA 의 할당방법 영향평가방법, LCA를 이용한 의사결정, 친환경적인 설계(Design for Environment, DfE), 간략화된 LCA, 환경성과 경제성의 비교 등 다양한 방법론들이 제시되어 왔으며, 건축물, 고속도로 등과 같은 인프라시설에 대한 연구도 계속해서 진행되고 있음. 현재 국내 산업자원부와 환경부에서도 에너 지소비에 대한 환경부하량의 DB 작업을 지속적으로 진행하고 있음. 이렇게 국내에서 수행되어진 관련 연구내용을 각 주제별로 분류하여 살펴보면 다음과 같음. [ 주제 1 : LCA 평가방법론 및 적용 ] 연구자/제목 대상 방법론 내용 서성원(1998) / 건설 산업에 따른 CO 2 배출량의 정량적 평가 -건설자재를 중심으로 - 건설자재 산업연관표 분석 국내 405부문의 모든 산업간 재화이동을 기록한 1990년 산업연관표를 이용 이산화 탄소 배출량을 정량화하며, 주거용건물의 공정별 이산화탄소 배출량을 계산 대부분의 건설자재의 주요 이산화탄소 배출원인은 각 자재의 생산공정에서 소비되 는 직접적인 에너지로 인해 야기되는 것으로 판단함 - 47 -
연구자/제목 대상 방법론 내용 연구자/제목 대상 방법론 내용 연구자/제목 대상 방법론 내용 연구자/제목 대상 방법론 내용 연구자/제목 대상 방법론 내용 박광호(2000) / 고속도로의 전과정에 따른 환경부하 평가를 위한 데이터베이스 구축 고속도로 시설물 산업연관법을 활용한 전과정평가의 구체적인 방법론을 제시 고속도로를 대상으로 전과정에서 발생하는 SOX, NOX, CO 2 등의 배출물질들을 정 량화하여 건설분야의 환경부하량을 평가할 수 방안을 제시 황용우(2000) / 도로건설에 따른 CO2 배출량 평가 도로 CO 2 배출량 계산 지구온난 화의 가장 큰 요인이 되고 있는 이산화탄소에 초점을 맞추어, 도로 건설 시 건설장비의 사용에 의해 발생하는 이산화탄소배출량을 공정별로 정량화 건설장비의 경우 덤프트럭, 불도저의 이산화탄소 배출량이 가장 많은 것으로 파악 하였으며, 공정별로는 토공사에서 가장 많은 이산화탄소를 배출하는 것으로 파악 유호천외(2001) / 건축 시공단계에서 LCA방법론에 의한 에너지소비량과 환경부하 량 연구 공항포장 전과정평가기법(LCA) 활용 시공단계에서 에너지소비량과 환경부하량을 산출하기 위해 철근, 시멘트, 유리, 시 멘트벽돌, 레미콘 등 5대요소를 중심으로 운반 및 가공하는데 소요되는 건설기기 와 이에 대한 각각의 에너지 소비량을 분석하여 하나의 데이터체계를 정리하였다. 각 자재별 방법론 정립에 의한 근거와 전과정 공정도에 따라 건축시공부분에 사용 되는 건설기기의 data를 수집, 분석 및 현 APT공사 추세에 따른 보편적인 data를 마련하고 획일된 기준인 자재별 ton당 분석을 적산법에 의해 에너지소비량과 이산 화탄소량을 구체적으로 산출하며 LCA분석 프로그램을 통해 환경부하량을 산출하였음. 이승민(2006) / 친환경건축물 인증평가 프로그램 개발에 관한 연구 건축물 사례분석 건축물의 토지이용, 교통, 에너지 등의 평가항목을 기반으로 한 인증평가 작업은 현재 수작업으로 수행되어 자체평가서를 제출 하는 신청인과 그것을 심사하는 심사 위원 등에게 작업의 번거로움 을 주며 많은 작업시간을 소모한다고 지적 이에 외국의 친환경건축물 인증평가 프로그램을 검토하여 인증평가작업을 효율적으 로 수행가능한 국내 친환경건축물 인증평가 프로그램을 개발 전해표(2007) / 건설 분야의 환경영향평가를 위한 전과정 평가 적용방법에 관한 연구 토공, 우수공, 연약지반 처리 전과정평가(LCA) 토공, 우수공, 연약지반 처리 등의 전과정 평가 적용과 골재, 알루미늄 표면처리, 그라우팅 등의 전과정 평가 적용을 통하여 환경 부담이 큰 공정 및 원자재를 식별 하여 공사계획의 친환경성을 도모 전과정평가가 건설 분야에 효율적이고 생산적으로 적용되어 건설 활동의 환경영향 을 객관적이고 정량적으로 평가하고 그 결과를 바탕으로 의사결정에 필요한 환경정 보를 제공 - 48 -
연구자/제목 대상 방법론 내용 연구자/제목 대상 방법론 내용 연구자/제목 대상 방법론 내용 손휘림(2012) / LCA기법을 이용한 산업용 철골구조 건물의 환경성평가 및 방법론 개발 철골구조건물 전과정평가기법(LCA) 활용 Simplified LCA방법론 제안 산업용 철골구조 건물을 대상으로 전과정평가기법을 활용하여 건축물의 전과정에 서 발생하는 환경성을 분석 및 평가하여 산업용 철골구조 건물의 환경성 database를 구축하고 건축물 전과정평가의 수행용이성을 위한 방법론을 제안 민성규(2013) / LCA분석을 활용한 공항포장의 환경부하 저감방안 수립을 위한 연 구 공항포장 전과정평가기법(LCA) 활용 일반공항포장과 광역편대포장의 특성을 고려한 LCA분석 후 환경부하 배출량 비교 공항시설물 중 공항포장분야를 대상으로 환경부하를 평가하면서 일반공항포장과 비교. 또한 공항포장의 환경부하량 저감을 위한 방안을 제시하고 제시된 저감방안 의 실제 사례 적용과 LCA분석을 통하여 환경부하 저감효과를 정량적으로 확인 장주환(2013) / 경량콘크리트패널적용을 통한 공동주택의 생산성 및 환경부하 평 가에 관한 연구 건축 경량건식벽체 전과정평가기법(LCA) 활용 생산성 시뮬레이션모델링 기법 공동주택의 경량건식벽체의 요구성능을 분석 및 평가하고 시공계획단계와 시공단 계에서 생산성을 비교분석하고 장비 및 노무자의 최적 자원계획을 도출할 수 있는 시뮬레이션기법을 통해 생산성 시뮬레이션 모델의 개발로 생산성 향상방안을 제 시하였다. 그리고 환경부하인 CO2배출량의 평가를 통하여 친환경적 주택성능공 법임을 확인하고 경량콘크리트 패널의 적용 활성화 기준을 제시하였다. [ 주제 2 : 환경성과 경제성 비교 및 연계 ] 연구자/제목 대상 정종영(2001) / 제품의 전과정을 고려한 환경성과 경제성의 통합평가에 관한 연구- 정유제품시스템에의 적용 정유제품시스템 방법론 내용 환경성 평가는 전과정평가, 경제성 평가는 총비용평가를 활용 환경성과 경제성의 통합평가는 BEES(Building for Environmental and Economic Sustainability) 모델의 방법론을 이용 여러 가지 대안이 될 수 있는 공정이나 제품의 선택에 있어서 의사결정자에게 환경 적, 경제적으로 모두 우수한 제품이나 공정을 선택할 수 있는 방법론을 제공 - 49 -
연구자/제목 대상 방법론 내용 연구자/제목 대상 방법론 내용 연구자/제목 대상 방법론 내용 연구자/제목 대상 방법론 내용 연구자/제목 대상 방법론 내용 박기학(2003) / 염료산업 공정과정의 전과정평가 및 경제성 평가에 관한 연구 염료생산 공정 전과정평가(LCA) 국내 대표적인 염료생산업체를 대상으로 염료생산 공정에 대한 환경성을 전과정 평 가기법으로 산정 유틸리티 비용, 폐기물 관리비용, 규제 준수비, 향후 환경부담금 등을 고려한 경제 성 평가를 동시에 수행하여 사례대상에 적용함으로서 친환경적이고 경제적인 최적 대안 선정을 도모 박광호(2004)/ 건설사업의 환경적, 경제적, 사회적 평가를 위한 TBL(Triple Bottom Line) 통합모델의 개발 건설사업 전과정평가(LCA) 건설사업의 환경적, 경제적, 사회적 평가를 위한 TBL(Triple Bottom Line) 통합모델 을 제안 비용평가를 위해 인간건강에 피해비용 및 생태계 피해에 대한 목적세 형태의 기존 연구결과를 활용하여 한계성을 가짐 박찬혁(2005) / 폐플라스틱 재활용에 대한 전과정평가와 비용편익분석에 관한 연구 폐플라스틱 재활용 공종 전과정평가(LCA)전과정평가, 비용편익분석 다양한 폐플라스틱의 재활용 방법에 대한 환경성과 경제성을 비교하여 폐플라스틱 의 효율적인 재활용 방안을 제시 LCA 기법을 활용하여 환경성을 평가하고 비용-편익분석을 통하여 경제성을 분석하 였으며, 이 분석결과를 통하여 통합 환경성 경제성지수를 산정 권석현, 김경주 등(2009) / 건설사업의 환경경제성 평가 모델 개발 공공시설물(도로, 교량, 터널, 철도, 환경시설물등) 전과정평가(LCA), 조건부가치측정법(CVM) 기존의 연구는 LCI DB 구축에 치중하고 있어 그 활용방안에 대한 연구가 미비하다 고 판단하였으며, 국내의 환경경제성 평가를 수행 하는데 있어 LCA결과와의 연결 이 부족한 문제점을 파악 이에 LCA 결과를 활용하여 산출되는 환경영향범주별 환경 부하량에 대한 환경비용 을 산출하여, 건설사업으로 인한 환경피해에 대한 좀 더 실제적인 환경경제성을 평 가 이를 위하여 환경영향의 화폐가치 환산을 위한 조사 설계를 통해 환경오염원의 환 경비용을 산정하였으며, 구축된 환경경제성 평가모델과 산정된 환경비용을 건설사 업의 지속가능성을 판단할 수 있는 환경경제성 평가모델을 제안 조승연(2009)/ 환경비용을 고려한 GLLCC 분석모형 개발 외부경관조명 LCC, LCA 외부경관조명을 대상으로 LCC 및 지구온난화에 영향을 미치는 이산화탄소에 대한 - 50 -