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그린빌딩 리모델링 방법론

‘돈 먹는 하마’ 노후 빌딩에 녹색 옷을 입혀라

산다 헤르덴(Dr.Sander Herden) | 90호 (2011년 10월 Issue 1)



일반적으로 자동차가 가장 많은 양의 이산화탄소를 배출하는 것으로 알려져 있다. 실제로는 건물이 전 세계 에너지 소비의 40%, 온실가스의 21%를 배출한다. 건물의 운영 비용 중 약 50%는 에너지 관련 비용으로 알려져 있다. 특히 노후된 건물일수록 에너지 손실과 오염물질 배출이 증가하기 때문에 노후건물에 대한 리노베이션 작업은 지속 가능한 도시개발을 위해 가장 긴급한 과제다. 기존 건물을 에너지를 적게 쓰고 온실가스 배출도 적은 친환경 건물로 만든다면 에너지 비용을 크게 줄이고 기후변화 대응 역량도 높일 수 있다. 친환경 빌딩 솔루션만으로도 빌딩 내 소모되는 에너지 비용의 약 20∼30%를 줄일 수 있다. 이는 건물을 소유하고 있는 기업의 비용 절감과 친환경 기업이라는 브랜드 이미지를 강화하는 데 도움이 될 것이다.


그린빌딩을 향한 국가 차원의 노력

선진국들은 발 빠르게 해결책을 모색하고 있다. 독일의 베를린시는 베를린 에너지회사를 설립해 공공건물을 중심으로 에너지 절약 파트너십 프로그램을 운영하고 있다. 이를 통해 학교, 대학, 청사 등 공공건물의 에너지 비용을 약 25% 줄여 연간 약 240만 유로의 예산을 절감하고 배출되는 온실가스를 감축했다. 미국 델라웨어주는 가정과 기업의 에너지효율 향상을 위한 솔루션과 신재생에너지를 종합적으로 제공하는 지속가능에너지기구(Sustainable Energy Utilities)를 설립했다. 이 기구는 다양한 수익 모델을 개발하고 기금을 마련하고 건물주가 초기 투자비용에 대한 재정적인 부담을 줄일 수 있도록 지원하고 있다. 에너지효율 향상과 신재생에너지 제공을 위한 기기를 설치하고 이를 통해 획득된 에너지 비용 절감액으로 일정 기간 투자비용을 지불하는 공익서비스를 제공하고 있는 것이다. 캐나다의 토론토에서는 10년 동안 700여 개의더 좋은 빌딩 프로그램(Better Building Program)’을 시행해 연간 5000만㎡에 해당하는 건물에 친환경 솔루션을 적용하고 지금까지 250 t의 이산화탄소를 감축했다. 이 프로그램에 통해 매년 200여 개의 건물에 에너지 효율 개선사업을 추진할 계획이다.

유엔개발계획(UNDP)이 발표한 ‘2007/2008 인간개발보고서에 따르면 한국의 2004년 이산화탄소 배출량은 46500 t으로 세계 9위다. 이는 1인당 9.7t의 이산화탄소를 배출한 셈으로 세계 배출량의 1.8%에 해당된다. 1990년과 비교할 때 무려 93%가량 증가했다. 최근 한국 정부도 최근 녹색성장법과 ESCO 기금 등 정부차원의 지원을 통해 녹색성장을 위해 노력하고 있다. 정부의 정책적 노력과 더불어 건물 소유주의 그린빌딩 개발을 위한 노력도 필요하다. 이를 위해서는 다음과 같은 점을 고려해야 한다.


그린빌딩을 위한 전략적 고려요인

효율적인 기반구조

그린빌딩을 위한 첫 번째 고려요인은 시스템 개선이다. 효율성은 그린빌딩의 핵심요소 중 하나이며 이를 위해 효율적인 기반구조는 필수적이다. 노후된 건물은 조명, 냉난방 시스템, 냉난방 공조(HVCA) 및 설비, 수자원 관리 시스템 등의 개선을 통해 효율성을 증가시킬 수 있다. 또한 효율성을 높이는 에너지 관리 프로그램들은 에너지 소비를 최소화시키고 더 나은 실내 환경을 제공함과 동시에 온실가스 배출을 낮춰준다. 신재생에너지를 생산하는 시스템도 대안이 될 수 있다. 예를 들어, 중앙 통제장치 시스템 등을 통해 낮 시간엔 태양광을 비축하며 빗물을 보관하는 등 재생 가능한 에너지의 통합적인 시스템을 운영하고 감시할 수도 있다.


정확한 정보 관리

정확한 에너지 소비량을 모니터링을 통해 확인하고 관리해야 한다. 원격 알림 장치, 빌딩 성능 대시보드 등의 프로그램을 사용해 실시간으로 건물을 효과적으로 관리하며 언제 어디서나 건물 운영과 관련한 의사결정을 할 수 있어야 한다. 에너지를 얼마나 줄이고 있는지를 정보 관리 및 측정을 통해 확인할 필요도 있다. 절감된 에너지를 정확히 측정할 수 있어야 건물의 에너지 사용에 대한 보다 넓은 범위의 통제가 가능하다. 모니터링을 통해 에너지 소비에 대한 객관적이고 명확한 정보를 얻고 에너지 사용을 억제할 수 있는 것이다. 건물 운영자는 이를 통해 에너지 소비를 줄이고 필요하다면 즉각적인 조치를 할 수 있다

한편, 빌딩 이용자들과 건물주가 친환경 성과를 가시적으로 확인할 수 있도록 하는 방법도 목표 달성에 도움이 된다. ‘그린 스크린’, 혹은그린빌딩 모니터/키오스크(kiosk)’를 건물의 로비에 설치해 건물의 효율성 개선과 지속가능성 측면의 성과를 확인하게 하는 방법이다. 에너지 사용을 이미지화한 그린 스크린은 건축물의 친환경적 특징을 강조하며 전기, 가스, 물 사용량, 이산화탄소 배출량 등의 친환경 정보를 보여주는 것이다. 빌딩 이용자들 사이에서 형성된 친환경 빌딩에 대한 인식이 향후 에너지 절감 목표를 달성하는 데 도움이 될 수 있다.


지속적인 서비스와 유지 및 개선

서비스와 빌딩의 유지 및 개선은 친환경 목표를 달성하면서 그린빌딩을 지속적으로 운영하기 위해 매우 중요한 요소다. 에너지 소비를 추적하고 시설의 에너지 사용에 대한 정보를 통합하는 모니터링을 통해 분석된 정보를 활용해 빌딩의 에너지 소비 패턴을 진단하고 그 결과를 통해 에너지 효율을 높일 방안을 찾는다. 이를 통해 구체적인 개선방안을 확인하고 에너지 최적화 계획을 마련해 온실가스 배출량과 에너지 소비를 지속적으로 줄여나간다. 또한 빌딩을 관리하는 인력에 대한 정기적인 교육도 장기적으로 볼 때 건물을 보다 효율적이고 경제적으로 운영하는 데 도움이 된다.




빌딩의수명 주기를 고려한 그린빌딩 솔루션 필요

앞서 설명한 전략적 고려요인과 빌딩의제품수명주기(Life Cycle Cost)’를 고려해 최적화된 결과를 내는 솔루션이 필요하다. 건물 설계, 건축, 지속적인 운영과 보수, 철거 및 신설로 이어지는수명주기단계별로 필요한 일이 무엇인지 파악하고 가장 효과적인 시스템과 기반시설을 마련해야 한다. 이를 바탕으로 현재와 미래의 잠재적인 수요를 만족시킬 수 있다.

건물을 신축한다면 비교적 초기 단계에서부터 그린빌딩을 종합적으로 구상하고 접근할 수 있다. 2008 5월에 문을 연 지멘스 중국 베이징 사옥은 센서를 적용한 통합적인 빌딩 관리 시스템을 설계 단계부터 반영했다. 실내 조명을 건물 바깥의 일광에 맞게 조정할 수 있다. 지붕에 탑재된 기후센터는 건물 내 적외선 센서를 통해 직원들의 움직임을 감지하고 조명 장치를 필요한 만큼 작동한다. 자동적으로 사무실 차양을 조절하는 기능도 있다. 또한 열 복구 시스템은 추운 겨울에 외부 공기를 내부로 들여보내기 전에 내부에서 나가는 뜨거운 열로 외부의 차가운 공기를 데운다. 여름에는 외부 공기를 미리 식힌다. 이런 식으로 연간 15∼20%의 에너지 소비를 줄였다. 지멘스 베이징 사옥은 개별 에너지 감소장치 없이 다른 유사 건물의 에너지 소비의 28% 6백만 ㎾h를 절약하고 있으며 매년 1200∼1600t CO2 배출을 줄이고 있다. 또한 물을 사용하지 않는 소변기와 생활폐수 시스템을 도입해 폐수를 재활용한다. 이렇게 해서 물 소비를 20∼30% 정도 줄일 수 있었다.

건물의 운영단계에서는 차별화된 접근이 필요하다. 현존하는 건물은 각각 고유의 문제를 갖고 있기 때문이다. 수리 및 재활성화가 필요한 시기에는 시설의 주요한 에너지 시스템 및 기반시설을 보완하고 교체가 필요할 때는 개선 및 보수의 성과를 극대화하는 해결책이 필요하다. 건물 친환경 리모델링 사업의 대표적인 솔루션이 에너지절약전문기업(ESCO, Energy Service Company)을 통한 리모델링 대안이 될 수 있다.


①ESCO
사업 리모델링 프로세스

ESCO사업이란 에너지 사용자가 에너지 절약을 위해 기존의 에너지 사용시설을 대체 또는 보완하고자 할 때 기술적 경제적 부담을 최소화할 수 있도록 지원하는 사업이다. ESCO기업은 자체 자금이나 정책 자금으로 에너지 절약시설에 먼저 투자하고 이 투자시설에서 발생하는 에너지 절감비용으로 투자비와 이윤을 회수한다. 국내에서는 2010년 기준으로 약 182개의 회사가 ESCO 사업 분야에서 활동을 하고 있다. 지멘스 빌딩자동화 사업부도 2008 3 ESCO 1종 업체로 등록, 본격적으로 사업을 하고 있다.




②ESCO
사업의 핵심인 에너지 관리 진단(Energy Audit)

ESCO 사업은 에너지 사용자(건물주나 건물관리책임자) ESCO 사업자가 1차로 예비조사 및 상담을 진행한 후 에너지 관리 진단(Energy Audit) 일정과 방법을 논의하는 식으로 진행된다. 두 번째 단계에서 진행되는 에너지 관리 진단이 전체 프로세스 중 가장 중요하다고 볼 수 있다. 이 단계에서 ESCO 사업자는 건물 현황을 파악하고 시스템별, 시간대별로 에너지 사용량을 정확하게 분석하고 에너지 절약이 가능한 부분이 어디인지를 파악하게 된다. 진단이 이뤄지면 이를 분석해 에너지를 절감할 수 있는 최선의 방안을 제안하고 어느 부분을 어떻게 개선할지에 대한 기본적인 프로그램을 계획한다. 이 단계가 사업의 성패에 큰 영향이 미치기 때문에 ESCO 사업자는 길게는 4∼5개월 동안 그 건물에 상주하며 가능한 모든 방안을 파악한다.

 신세계 이마트 사례

지멘스는 신세계 이마트 일부 점포(명일, 성수, 월계)의 에너지 절감 프로젝트를 진행했다. 2개월간의 진단 기간을 통해 최적의 에너지 절감 방안을 파악할 수 있었다. 노후된 이마트 건물들에서 개선이 가능한 부분을 확인하고 이들을 대상으로 에너지 컨설팅, 시설 설비 감축 등 에너지 효율성을 높이기 위한 서비스를 제공하고 있다. 냉방 최적화, 고효율 인버터, 고효율 조명, LED 조명, LED 비상계단 조명 등의 친환경적인 솔루션 등을 적용해 에너지 사용량의 20∼25% (TOE 기준)를 줄였다.


ESCO 사업 자금 조달

ESCO프로젝트 계약이 체결되면 지식경제부 산하의 에너지관리공단에 관련 서류를 제출해 자금을 신청해야 한다. 에너지관리공단은1993년부터 2008년까지 17년간 3158건의 ESCO투자사업에 약 12922억 원을 지원했으며 그 지원 금액의 규모가 매년 증가하고 있다. 특히 ESCO 사업을 본격적으로 육성하기 시작한 2011년에는 ESCO 정책자금을2010년의 1350억 원에서 3900억 원으로 크게 늘리고 ESCO 펀드 1500억 원도 신규로 개설했다.


③ESCO 사업의 계약 방식에 따른 사업 진행방향

ESCO 사업을 진행하면서 고려해야 할 부분 중 하나가 자금의 계약방식이다. 크게성과배분방식과성과보증방식으로 나눠 볼 수 있는데 국내에서는 주로 성과배분 방식이 적용되고 있다. 성과배분 방식은 ESCO 사업자가 에너지사용자(고객)를 대신해 설비비용을 조달하고 이렇게 해서 발생하는 에너지 절감 금액을 계약에 따라 가져가는 식이다. ESCO 사업자의 투자비가 모두 회수되면 이후 에너지 절감 비용의 이익은 에너지 사용자가 얻게 되는 방식이다. 성과배분 방식의 장점은 에너지 사용자의 초기 투자비 부담이 없다는 것이다. 대부분의 에너지 사용자가 이를 선호하지만 중소 ESCO 사업자들에는 부담이 될 수밖에 없다. 또한 이 방식을 따르면 에너지 절감 성과에 대한 모니터링 인식이 약하고 특히 정책자금으로 운영되는 경우 에너지 사용자와 사업자의 도덕적 해이가 발생할 수 있다.

이에 따라 현재 시장에서는 성과배분방식을 성과보증방식으로 전환하려는 움직임이 활발해지고 있다. 성과보증 방식은 에너지 사용자가 투자재원을 조달하고 ESCO사업자는 사업의 성과에 대해서 책임을 지는 형태다. ESCO 사업자가 에너지 관리 진단과 기술검토를 통해 에너지 절감기준을 설정하고 이를 보증한다. 합의한 최소한의 에너지 절약의 성과가 이뤄지지 않을 경우 ESCO사업자가 차액을 에너지 사용자에게 현금으로 지불하는 형태로 성과를 보장하는 방식이다. 이 방식은 ESCO 사업자의 초기 투자 부담이 적고 절감액 보증과 검증을 통해 에너지 사용자와의 신뢰를 확보할 수 있는 보다 선진화된 방식이다. 하지만 에너지 사용자가 경제적 부담을 안게 된다는 게 약점이다.

현재 한국에는 경제적인 부담을 지면서 ESCO사업을 추진하고자 하는 에너지 사용자가 많지 않다. 그러나 많은 전문가들이 성과보증 방식이 활성화되면 ESCO 사업의 위험이 줄고 사업 아이템이 다양해질 것으로 기대하고 있다. 이를 위해서는 정확한 에너지 측정과 기술 검토(M&V, Measurement & Verification)가 전제돼야 한다. 에너지 절감량 측정이 가능해야 ESCO 사업자가 에너지 사용자에게 성과를 보증하고 사용자의 투자를 유인할 수 있기 때문이다.

2011년 한국 정부는 ESCO 사업을 보다 장려하기 위해 성과보증과 성과배분 방식의 장점을 모아 절충한 신성과배분방식을 내놓았다. 이는 ESCO사업자가 투자 비용을 부담하는 대신 에너지 절감액을 에너지 사용자에게 보증하는 방식으로, 배분방식에서 성과보증 방식으로 전환하기 위한 과도기적 형태다. 정부는 내년까지 성과배분방식과 성과보증방식을 병행하다가 2013년에 성과배분방식을 폐지할 계획이다.


④ESCO
사업의 마지막, ‘사후관리 및 성과보증단계

에너지 관리 진단 과정과 더불어 사후관리 및 성과보증 단계가 ESCO 사업에서 가장 중요하다. 성과보증 방식의 경우 프로젝트가 완료되면 계약서에 명시된 바에 따라 아이템별, 월별 에너지 절감을 측정하고 분석한다. 이를 통해 성과를 초과 달성했는지, 미흡했는지를 평가하고 만일 성과에 도달하지 못하면 제3의 진단기관에 정밀 진단을 의뢰하게 된다. 만약 ESCO사업자에 책임이 있다면 프로젝트 수행 사업자가 에너지 사용자에게 보상해야 한다.


장기적인 안목이 필요한그린빌딩솔루션

앞에서 설명한 것처럼 대부분의 한국 건축물들은 여전히 불필요한 에너지와 그에 따른 불필요한 비용을 낭비하고 있다. 이는 한국의 전기료(실질구매율 및 GDP를 고려해서 계산한 전기비용)가 독일 등 유럽 국가보다 매우 낮기 때문이라고도 생각된다. 친환경 리모델링을비용으로만 인식하는 건물주도 많다. 건물의 수명주기비용(life cycle cost)을 고려할 때 초기 건설비용은 10% 정도에 불과하며운영비용이 60%를 차지하는데도 말이다. 대부분의 친환경 리모델링의 경우 건물의 에너지 비용을 크게 줄여 빠르게는 4∼5, 길게는 10년 정도면 초기 투자비용을 모두 회수할 수 있다.

그린빌딩을 위한 전략적 고려요인을 인식하고 보다 장기적인 안목에서 투자를 한다면 건물 내외부 환경의 질을 개선할 수 있으며 건물의수명을 늘려 2차 가치(건물 환경을 쾌적하게 함으로써 그 빌딩에 대한 선호도가 증가하고 궁극적으로 건물 가치가 높아지는 것)도 끌어올릴 수 있을 것이다. 앞으로도 한국 정부 및 여러 기업들, 그리고 건물주들이그린 빌딩의 중요성을 인식하고 지속적으로 투자해 친환경, 저에너지 건물을 만들어나갈 수 있기를 기대해본다.


산다 헤르덴(Dr. Sander Herden) 한국지멘스 빌딩자동화사업본부 부사장 sander.herden@siemens.com


필자는 네덜란드 앤트워프 유럽대학교를 졸업(경영학 및 정보시스템 전공)했다. 동 대학원에서 경영학 석사 학위, 케네디 웨스턴대 및 싱가포르 국립대학교에서 경영학 박사 학위를 받았다. 1999년 독일 지멘스에 입사했으며 한국에 부임하기 전까지는 스위스 지멘스 부사장으로 일하며 글로벌 사업 경영 총괄, 빌딩 기술 사업본부, 빌딩 자동화 서비스 사업을 담당했다.

  • 산다 헤르덴(Dr.Sander Herden) | - (현) 한국지멘스 빌딩자동차사업본부 부사장
    - 스위스 지멘스 부사장 역임
    sander.herden@siemens.com
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