1. 건설산업과 탄소중립

탄소중립을 위한 노력은 전 세계적으로 전력의 탈탄소화, 건물·산업·교통 청정연료 전환, 에너지 절약, CO₂ 제거 등을 위한 저감플랜 협약들을 체결하였고 실행전략을 통한 구체적인 노력들을 전개하고 있습니다. 특히 2015년 11월 30일 개최된 제21차 유엔기후변화협약 당사국총회(COP21) 결정문에는 모든 당사국이 2050년까지의 장기 저탄소 발전전략을 수립하여 2020년까지 제출할 것을 명시하였습니다. 이에 따라 우리나라 정부도 2050 탄소중립 시나리오와 더불어 국가 온실가스 감축목표(NDC)도 새롭게 설정하여 발표했으며, 2021년 10월 2050 탄소중립 시나리오를 발표하면서 2030년 국가 온실가스 감축목표를 대폭 상향하였습니다. 2050 탄소중립 시나리오와 2030 NDC의 주요 내용을 살펴보면, 건설산업과 직접적 연관성이 있는 부문은 건물 부문인데, 건물 부문의 경우 2030년까지 탄소배출량을 32.8% 감축해야 하며, 2050년까지는 88%나 감축해야 하는 상황으로 향후 탄소중립 추진은 어렵겠지만 도전적으로 실행해야 할 과제로 판단됩니다.

2. 국내 탄소중립과 수소경제 생태계 연계 활성화 

  이렇듯 에너지소비 건축물들이 집적되어 있는 도시의 탄소중립 실현을 위해서는 신재생  설치의무제도 활성화, 관련 기술 개발, 수소인프라 확충 등의 연관 산업 및 제도의 뒷받침이 필수적이라 볼 수 있습니다. 이는 정부의 수소경제 활성화 로드맵과 유기적 관계가 이루어 질 수밖에 없으며 2050년 대한민국이 수소경제로 성장할 경우 교통, 에너지, 연료 생산에서부터 공급, 충전에 이르는 다양한 부분에서 수소를 적극 사용하게 될 것으로 예상됩니다. 

그림 1 - 수소경제 활성화 로드맵 (산업통상자원부)

 이러한 정부정책에 발맞추어 업계에서도 수소산업 성과창출을 위해 2030년 탄소배출 감축량의 10% 이상, 2050년 탄소배출 감축량의 25%를 수소를 통해 달성하겠다는 목표를 자체적으로 제시하였고, 수소전기차 개발과 더불어 여러 기업과 함께 수소사업투자 다각화 추진, 수소생산과 유통 등 벨류체인 구축, 수소차 확대 및 충전소건립, 관련 소재, 부품, 장비 연구개발 사업 등이 포함된 사업들을 적극적으로 추진하고 있습니다. 또한 연계다각화로 음식물 쓰레기로부터 청정수소를 생산해 친환경적인 자원순환구조 추진, 액화수소 플랜트 및 액화수소 충전소 건립, 수소드론 모빌리티 등도 추진하여 산업과 도시 전반에 수소 생태계가 구축되어 가고 있는 상황입니다.

3. 국내 수소도시 추진 현황

  따라서 앞으로는 탄소중립의 거시적 측면에서는 수소경제 생태계의 골격을 형성하는데 있어 수소산업의 전주기인 생산, 저장, 운송, 활용이 한데 어우러져 있는 수소도시의 역할이 그만큼 중요해 졌고, 도시 내 수소생태계가 구축되어 수소가 도시의 주된 미래 에너지원으로 사용되어 근본적인 변화를 이끌어 낼 것으로 확신합니다.  수소도시는 도시 내 수소 생태계가 구축돼 수소 에너지원이 공동주택, 건축물, 교통시설 등에 활용될 수 있도록 수소생산시설, 이송시설(파이프라인, 튜브트레일러), 활용시설(수소연료전지) 등의 도시 기반시설을 구축하는 사업으로 이를 통해 온실가스 감축 등 탄소중립 실현에 기여할 뿐 아니라 일자리 창출을 통한 지역경제 활성화에도 긍정적인 영향을 줄 수 있어 지방자치단체의 새로운 성장 동력으로 주목받고 있습니다. 

그림 2 - 6개 수소시범도시 조성사업 

  국토교통부는 지난 2019년부터 세계 최초로 주거와 교통 분야에서 수소를 에너지원으로 활용하고 지역특화 산업 및 혁신기술육성 등을 접목한 특색 있는 ‘수소시범도시’ 조성사업 로드맵을 마련하고 3개 지역(울산, 안산, 전주·완주)과 국산화 기반의 수소타운 기반시설 기술개발을 위한 실증지인 R&D 특화도시 1개 지역(강원도 삼척시)을 선정, 수소인프라를 구축하고 있습니다. 이어 2023년에는 평택을 비롯해 남양주, 당진, 보령, 광양, 포항 등 6개 지자체를 수소도시로 조성하기로 했으며 2024년에는 경기도 양주시와 전라북도 부안군, 광주광역시 동구에 2기 수소도시를 조성계획 중입니다.

4. 건축물 부문 탄소중립 대안 연료전지

  연료전지는 설치공간이 적은 에너지원으로 발전효율이 높고, 특히 건축면적이 적은 도심지에 적합한 신재생 에너지이며, 계절이나 날씨 등의 자연요건에 영향을 받지 않으며 수소와 도시가스가 공급되는 곳에서는 안정적인 전력을 공급과 발전시 발생되는 폐열을 활용하여 건물 내 급탕수요처에 공급한 장점을 가지고 있어 폐열을 효과적으로 활용할 수 있는 공동주택, 숙박시설, 병원시설 등의 에너지다소비 건축물에 적용하는데 장점이 있어 탄소중립에 매우 효과적인 신재생 에너지원이라 할 수 있습니다. 연료전지 시장은 신재생에너지 개발ㆍ이용ㆍ보급 촉진법에 의거 공공건축물 설치의무화 대상 건축물과 대도시 지자체 조례기준에 따른 민간건축물 설치의무화 건축물 시장으로 구분되어 있습니다. 

그림 3 - 건물용 연료전지 타입별 특징

  특히 민간건축물 연료전지 의무설치시장은 건설경기에 따라 민감하게 변동되는 특징을 가지고 있어 PF(Project Financing)의 어려움이 있는 현 시점에서는 관련업체들의 위기대응이 필요한 시점이라 볼 수 있습니다. 건물용 연료전지는 전해질과 동작온도에 따라 PEMFC(고분자 연료전지)과 SOFC(고체산화물 연료전지)의 두가지 타입으로 구분되며 공공건축물은 ‘신재생에너지 설비의 지원 등에 관한 지침’, 서울시 민간건축물은  ‘서울특별시 신재생에너지 시설의 에너지 생산량 산정 지침’에 고시되어 있는 타입별 단위에너지생산량 및 원별 보정계수 산식에 따라 설치용량이 결정되며 제조사의 제품 용량군에 따라 조합하여 설치하게 됩니다. 

5. 결언 

  현재 우리나라가 세계 최초로 수소법을 제정했음에도 불구하고 수소의 다양한 활용 기준 및 안전 규정, 인허가 규정 등이 미흡하고 관련 소관 부처별 법령들이 일관성 있게 정비되지 않고 있으며, 입지규제 완화, 수소 관련 신기술 지정 지원 등의 특례사항과 재정적 지원 근거, 지원체계 규정 등을 포함한 ‘수소도시 규제 샌드박스’ 해결방안 등이 절실히 필요한 상황입니다. 특히 수소도시 계획 수립, 신속하고 효율적인 개발, 효과적인 지원내용이 담겨있는 ‘수소도시 조성 및 운영에 관한 법률’(수소도시법)이 아직 통과되고 있지 않는 등 제도적 뒷받침이 여전히 시급한 상황으로 볼 수 있습니다. 또한 정부의 건축물 탄소중립 목표달성과 수소경제 정책에 부합된 수소도시 및 수소 생태계 구축을 위해서는 도시 내 건축물의 수소연료전지 적용 의무건축물 범위확대, 경제성 확보운영 의무화 등의 진보된 활성화 방안이 제시되어야 한다고 사료됩니다. 특히 인공지능 시대의 필수적 건물인 데이터센터의 에너지 절감을 위한 ‘분산에너지 활성화 특별법’과 연계한 그린수소 연료전지 분산발전사업 등은 앞으로 국내 탄소중립을 이끌어 갈 수소에너지 성장 동력이자 파급효과가 큰 사업이라 판단됨에 따라 구체적인 실현방안들이 제시되어야 할 것입니다.