건물부문 국가 온실가스 감축시나리오 개발을 위한 Baseline 및 감축량 산정 모델 구축에 관한 연구

Abstract

전 세계적으로 경제가 성장함에 따라 화석 에너지 사용량 증가로 기후재해가 동시 다발적으로 발생하고 있다. 과학자들은 1880∼2012년 사이 지구 표면 온도가 0.65∼1.06℃ 증가가 기후재해의 발생 원인으로 보고 있으며, 온도 증가의 주범 으로 온실가스(GHG, Greenhouse Gas)를 지목하고 있다. 이에, 온실가스 저감을 목적으로 2015년에 제21차 UN 기후변화협약(UNFCCC, United Nationals Framework Convention on Climate Change) 당사국총회(COP, Conference of Parties)에서 자발적으로 온실가스 감축을 위한 파리 신(新) 기후체제 협약을 완료하였다. 한국은 2030년 배출전망치(BAU, Business As Usual) 대비 37% 온실가스 감축목표를 발표하고, 감축목표 달성을 위한 ‘2030 온실가스 감축로드맵’을 발표하였다. 그러나 Baseline(배출전망) 산정을 위한 에너지 수요전망 모델 부재, 국제기준에 부합하는 온실가스 배출계수 부재, 감축수단별 감축량 산정 모델 부재, 감축목표 달성을 위한 시나리오가 부재하여 지속적으로 관련 연구가 요구되고 있는 실정이다. 이에, 본 연구에서는 건물부문 국가 온실가스 감축시나리오 개발을 위한 Baseline 산정 및 온실가스 감축량 산정 모델 구축 관한 연구를 목적으로 한다. 본 논문은 총 6장으로 구성되어 있으며, 각 장의 내용은 다음과 같다. 제 1장에서는 연구의 배경 및 필요성, 연구의 목적에 대하여 기술하였다. 제 2장에서는 기존문헌 분석을 수행하였다. 첫째, 연도별 Baseline 산정을 위한 국내·외 에너지 수요전망 모델 분석을 통해 기존 모델의 한계점 분석, 국가별 Baseline 산정 방법론에 대한 고찰을 하였다. 둘째, 국·내외 온실가스 감축 로드맵 분석을 통해 감축수단을 분석하고 한계점에 대한 고찰을 하였다. 또한 감축량 산정을 위한 감축모델에 대한 분석을 하였다. 셋째는, 국외 온실가스 감축시나리오 분석을 통해 국내 적용 방안에 대한 고찰을 하였다. 제 3장에서는 건물부문 에너지 수요전망 모델 구축을 통한 Baseline 도출을 하였다. 에너지 수요전망은 상향식(Bottom-Up)과 하향식(Top-Down)을 조합한 Hybrid형 모델을 제안하여, 에너지원별(석유, 전력, 도시가스, 열, 신재생) 수요 전망 모델을 각각 구축하였다. 또한, ‘IPCC 06 GL’에 부합하는 배출계수 구축을 통해 2030년까지 연도별 Baseline 구축을 하였다. 제 4장에서 건물부문 감축량 산정을 위한 모델 구축을 위해 국내·외 정책을 분석하여 건물부문 온실가스 감축수단을 도출하고, 국내 기술 데이터 및 수단별 특성을 반영하였다. 냉·난방부문은 건물 Stock 구분을 하고, 건축된 시기 반영, 리모델링, 멸실률을 반영하여 배출량 산정의 정확성을 제고하였다. 조명 부문은 국내 조명별 보급현황 데이터 부재로 총 필요밝기(lm/m2)를 적용한 모델 구축을 하였으며, 사무기기는 고효율 사무기기, 대기전력 저감을 통한 감축량 산정 모델 구축을 하였다. BEMS 는 보급률 및 보급효율을 적용 가능한 모델을 제안하고, 신재생은 1차에너지 대체 효과에 따른 산정 모델을 구축 하였다. 제 5장에서 국내 정책을 반영하여 감축수단별 소극적·적극적 시나리오를 제안 하고, 감축수단별 정량적인 감축량 산정을 하였다. 소극적 시나리오는 국내 현재의 정책 수준으로 산정하고, 적극적 시나리오는 현재 정책수준 상향 수준에서 제안을 하였다. 또한 감축량 산정을 위해 건물용도별 에너지원 사용량 비중을 구축하였다. 제 6장은 각 장의 소결을 종합하여 다음과 같은 종합 결론을 얻었다. 1. 건물부문 에너지는 연면적과 상관관계가 높은 것으로 분석됨에 따라, 연면적 전망 모델 구축을 통해 2030년의 연면적은 1,279 백만m2 로 전망 하였다. 2. 온실가스 Baseline(배출전망) 산정을 위한 에너지원별(석유, 전력, 도시 가스, 열, 신재생) 수요전망 모델 구축을 통해 2030년의 에너지 사용량은 21,566 ktoe로 전망하였다. 3. Baseline 산정을 위해 ‘IPCC 2006 GL’ 및 ‘AR5’ 기준 적용하여 에너지원별 배출계수를 구축하고, 2030년 Baseline은 91,162 천톤 CO2eq로 산정 되었다. 4. 냉·난방 부문은 Zero Energy 건물, 리모델링 추진에 따른 소극적·적극적 시나리오를 제안하였다. 조명부문은 LED 조명보급에 따른 시나리오 적용, 사무기기는 고효율 기기 보급 및 대기전력 감소에 따른 시나리오, BEMS는 보급 활성화 및 감축효율 반영, 신재생은 1차에너지 상쇄효과에 따른 시나리오를 제안 하였다. 5. 소극적 시나리오 적용 시 감축 후 배출량 78,997 천톤 CO2eq로 한국의 감축목표 달성 불가하며, 감축량 비중은 냉·난방 43%, 조명 28.9%, 사무 기기 8.6%, BEMS 10.7%, 신재생 8.8% 로 분석되었다. 6. 적극적 시나리오 적용 시 감축 후 배출량 73,157 천톤 CO2eq로 한국의 감축목표 달성 가능하며, 감축량 비중은 냉·난방 50.5%, 조명 21%, 사무기기 7%, BEMS 10.7%, 신재생 8.8% 로 분석되었다.