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그린 리모델링과 친환경 건축자재를 통한 건축 부문 이산화탄소 저감 전략
Abstract
This study analyzes green remodeling and reconstruction in terms of carbon emissions, economic feasibility, and energy savings. It also evaluates the carbon reduction potential of sustainable building materials. Furthermore, global policy trends are comprehensively reviewed through literature-based quantitative analysis and comparative case studies. Key findings are as follows: 1) Green remodeling achieves up to a 46% reduction in carbon emissions compared to reconstruction, with 20–50% higher cost effectiveness, 2) Low-carbon concrete reduces production-phase carbon emissions by up to 40%, 3) Timber structures can sequester approximately 1.8 tons of carbon per ton of material over the long term, 4) The use of sustainable building materials is pivotal for overall carbon mitigation in buildings, 5) Several European countries employ certification schemes, financial incentives, and mandatory regulations to promote green construction, 6) With sufficient measures to alleviate initial investment costs, align stakeholder interests, and provide tax and financial support, the green remodeling market in South Korea has strong growth potential. Based on this analysis, the study offers four strategic recommendations to inform sustainable development strategies in the building sector and support the design of a national, long-term carbon-neutral roadmap: 1) Systematic expansion of green remodeling initiatives, 2) Provision of fiscal incentives and strengthened financial support, 3) Development and large-scale demonstration of sustainable new materials, 4) Promotion of green construction through integrated certification systems and regulatory frameworks. These strategies collectively contribute to maximizing carbon reduction across the construction industry.
Key words: Green remodeling, Reconstruction, Eco-friendly construction materials, Carbon reduction, Green building certification
요약
건축 산업은 전 세계 이산화탄소 배출량의 약 37%를 차지하며, 2030년까지 45% 감축이 요구되는 핵심 분야이다. 에너지 다소비 구조의 노후 건축물 개선과 건축 자재의 친환경 전환은 장기간 탄소 감축 효과를 유지할 수 있어 시급히 추진되어야 한다. 본 연구에서는 그린 리모델링과 재건축을 탄소 배출량, 경제성, 에너지 절감 효과 관점에서 분석하였다. 또한 친환경 건축 자재의 탄소 감축 효과도 함께 분석하였다. 나아가 글로벌 정책 동향을 문헌 기반 정량 분석과 사례 비교 평가를 통해 종합적으로 검토했다. 분석 결과는 다음과 같다: 1) 그린 리모델링은 재건축 대비 최대 46%의 탄소 감축 효과와 20~50% 높은 경제성을 보였다, 2) 저탄소 콘크리트는 생산 시 탄소 배출을 최대 40% 감축하였다, 3) 목재는 구조체 1톤당 약 1.8톤의 탄소를 장기 저장할 수 있다, 4) 친환경 건축 자재 사용은 탄소 저감에 핵심이다, 5) 몇몇 유럽 국가들은 친환경 건축을 촉진하기 위해 인증 제도, 재정 인센티브, 의무 규정을 사용하고 있다. 6) 초기 투자비 완화와 이해관계 조정, 세제 및 금융 지원 정책 지원이 충분하면 대한민국 그린 리모델링 시장 확대 가능성이 있다. 그린 리모델링의 확대를 위해서는 재건축보다 환경적･경제적 측면에서 우수한 제도적･기술적 정비가 필요하며, 탄소 저감을 위해 친환경 자재 사용을 독려할 필요가 있다. 이 분석을 바탕으로 건축 부문의 지속가능 발전 전략 수립과 국가 차원의 장기 탄소중립 로드맵 설계에 필요한 다음의 4가지 전략을 제안한다. 1) 그린 리모델링의 체계적 확대, 2) 재정 인센티브 제공 및 금융 지원 강화, 3) 친환경 신소재 개발 및 실증 확대, 4) 인증 제도 및 규제 연계를 통한 친환경 건축 확산 촉진. 이와 같은 전략은 건축 산업 전반에서 탄소 감축 효과를 극대화하는 데 기여할 것이다.
주제어: 그린 리모델링, 재건축, 친환경 건축 자재, 탄소 감축, 친환경 자재 사용 건물 인증 제도
1. 서 론
산업화 이후 인간 활동의 영향으로 막대한 양의 온실가스가 대기 중으로 배출되고 있다. 그 중에서 에너지 및 전력 생산을 위한 화석 연료의 사용은 다량의 온실가스를 발생시키며, 대한민국 기준 전체 이산화탄소 발생량의 약 78%가 에너지 부분에서 발생한다[ 1- 4]. 이렇게 대기 속 축적된 온실가스는 온실효과를 발생시키고 결과적으로 지구 온난화라는 심각한 환경 문제를 만들어낸다[ 5- 8]. 전 세계는 대기 중 이산화탄소 농도를 줄이기 위해 재생에너지 확대와 더불어 탄소 저장 및 활용(CCUS) 기술 개발에 집중하고 있다[ 9- 12]. 특히, 급변하는 기후 위기에 대응하기 위해 이산화탄소를 효과적으로 저감할 수 있는 지속가능한 기술의 개발이 꾸준히 이어지고 있다[ 13- 19]. 현재 전 세계의 이산화탄소 배출량은 2023년에 전년도 대비 1.7% 증가했다. 또한, 수력 발전 가용성이 낮아지면서 석탄 소비가 증가하여 중국(5.3%) 및 인도(7.2%)의 이산화탄소 배출량이 역시 증가했다. 역동적인 경제 성장으로 인하여 베트남, 이란, 멕시코, 브라질, 러시아에서도 이산화탄소 배출량이 증가하였고, 러시아(17%), 브라질(16%), 중동(31%)과 아프리카(16%)의 배출량도 2010년 이후 꾸준히 증가했다[ 20]. 또한 미국립해양대기관리국(NOAA)에서 발표한 보고서에 의하면 2023년 대기 중 이산화탄소 평균 농도가 419.2ppm으로 분석됐으며, 이는 산업화 이전보다 51% 증가한 수치이다[ 21]. 이러한 증가 추세를 억제하기 위해 각국은 다양한 정책을 수립･시행하고 있으며, 재생에너지 사용 확대를 위해 RE100과 같은 글로벌 이니셔티브를 추진하고 있다[ 22- 26]. 더 나아가, 하·폐수와 같이 버려지는 에너지원을 활용해 전력이나 수소를 생산하는 새로운 기술 개발도 활발히 이루어지고 있어, 이산화탄소 저감과 에너지 순환을 동시에 달성하려는 노력이 전 세계적으로 이어지고 있다[ 27- 31]. 또한, 일부 차세대 기술은 미생물을 이용하여 유기물에서 전기와 수소를 직접 생산함으로써, 폐자원을 활용한 탄소 저감과 청정에너지 생산을 동시에 가능하게 하고 있다[ 32- 36]. 본 고에서는 그중에서도 전 세계적으로 높은 관심을 받고 있는 ‘건축 및 건설’ 부문을 중심으로 현황과 향후 대응 방안을 다루고자 한다.
Fig. 1은 GLOBALABC 보고서에서 발췌한 그림이다. 그 내용에 따르면 2021년 건축 및 건설 부문은 에너지 및 공정 부문에서 전 세계 이산화탄소 생성량의 약 37%를 차지했으며 에너지 수요의 34% 이상을 차지했다. 21년도 건축 부문의 운영 에너지 관련 이산화탄소 배출량은 약 10 GtCO 2로 사상 최고치를 기록했으며, 이는 2020년 수준과 팬데믹 이전 정점인 2019년을 약 5% 초과하는 수치이다. 위 수치가 시사하는 바는 환경 문제 해결을 위한 건축업계에 긴급한 대응이 필요하다는 것이다. 우리나라 역시 건설 부문에서 발생하는 이산화탄소 문제는 심각한 수준이다. 2021년에 조사된 서울특별시 부문별 온실가스 배출 비중에 대한 보고서에선 에너지 부문이 39,230천 톤CO 2eq.로 85.4%를 차지한다. 이중 에너지 부문에서의 세부 배출 비중을 살펴보면 건물 이 66.5%, 수송이 18.1%로 전체 배출량의 84.6%를 차지하면서 언급한 넷제로를 위한 목표 감축량에 맞추기 위해 서둘러 다루어져야 하는 산업 부문으로 여겨진다. 건축 부문은 2030년까지 전체 배출량의 45%를 감축해야 하며, 이는 지속 가능성의 관점에서 매우 중요한 목표이다.
GLOBALABC 보고서에 따르면, 건물 건설에 사용되는 재료, 즉 콘크리트, 강철, 알루미늄, 유리와 벽돌은 전체 에너지 배출량의 약 9%를 차지함을 확인할 수 있다. 이런 자재들은 빠르게 성장하는 개발 도상국에서 수요가 급증하고 있으며 UN 측은 최대 2배 정도로 수요가 증가할 것으로 예상한다[ 37]. 이에 앞으로는 건축에 있어 친환경적인 자재 선택이 더욱 중요해질 것임을 시사한다. 예를 들어, 목재는 역사적으로 가장 오래된 건축 자재 중 하나이며, 최근에는 그 친환경성과 지속 가능성이 재조명되고 있다. 목재는 광합성 과정에서 이산화탄소를 흡수하여 저장이 가능한 본연의 특징을 가지고 있어, 건축 자재로 사용될 경우 장기적인 탄소 저장 역할을 수행할 수 있다. 위와 유사한 특성을 가지는 자재를 사용하는 것은 건축 부문 탄소 배출량 감축에 필수적인 요소이므로, 이에 대한 기술 개발 및 정책 지원이 확장되고 있다[ 38]. 이러한 자재 사용과 더불어 저탄소 건축 방식을 적용한다면, 그 효과는 배가 되어 넷제로 목표 달성이 한층 용이할 것이다. 현재 사용되는 건축 방식은 크게 ‘재건축’과 ‘리모델링’으로 구분되며, 이러한 관점에서 본 저자는 재건축과 리모델링 중에 어떤 것이 더 환경에 유리한 방법인지 역시 연구하고자 한다.
궁극적으로 본 저자는 친환경 건축 자재 연구 및 사용 현황과, 건축 공법의 환경적 영향 비교, 그리고 위 연구에 기반하여 학술적이고 실용적인 정책 제시를 통해 건축 부문의 탄소 배출량 감축에 탄력을 더하고자 한다.
2. 재건축과 리모델링
2.1. 그린 리모델링과 재건축 기술 비교
우리나라의 건물 수명은 대략 30년으로 평가되며, 전체 건축물의 52%가 이에 해당한다. 따라서 우리나라 건물의 절반 이상이 재건축 또는 리모델링 대상이며, 이에 대한 반동으로 온실가스 배출은 급증할 것으로 보인다. 서론에서 언급한 것과 같이 우리나라는 50년까지 목표 저감을 이룩해야 하므로 정책 수립과 기업 지원이 필수적이며 이에 대응하기 위해 정부는 ‘그린 리모델링(Green Remodeling)사업’을 추진하고 있다.
노후 건물은 신축 건물 대비 에너지 효율이 낮고 이에 따라 탄소 배출량이 높기 때문에, 기존의 건물을 다시 짓거나 리모델링하는 방식으로 이러한 문제를 개선하고 있다. 즉, 해결방식으로는 그린 리모델링과 재건축 방법이 있으며, 이를 구분하고자 한다.
우선적으로 그린 리모델링은 기존 건물 전체 면적의 20% 내 증축만 가능하다는 제한이 있다[ 39]. 그린 리모델링으로 인정받기 위한 핵심 기술은 크게 패시브 기술, 액티브 기술, 신재생에너지로 구분할 수 있다. 첫째로, 패시브 기술이란 실내의 에너지 유출을 최소화하여 적정한 실내 환경을 조성하는 기술로, 대표적으로 단열, 기밀, 고성능 창호, 열교차단 장치가 있다. 단열 기술은 내･외벽에 단열재를 교체 및 추가하여 열의 이동을 차단하는 것이며, 기밀은 여름철의 햇빛과 겨울철의 냉랭한 바람이 실내로 들어오지 않도록 하여 불필요한 공기의 흐름을 차단하는 기술이다. 또한 낮은 방사율로 열관류율이 낮아 단열성능이 뛰어난 “로이유리”를 사용하여 시공하는 고성능 창호와, 결로나 화재 등의 재난 상황에 대처할 수 있는 장치인 열교차단 장치를 설치하는 것으로 패시브 기술이 구성된다. 둘째로, 액티브 기술이란 건물 자체적으로 에너지를 생산하여 사용하는 기술로, 폐열회수형 환기장치, 고효율 LED (Light Emitting Diode, 발광다이오드), 고효율 냉난방장치, BEMS (Building Energy Management System, 건물 에너지 관리 시스템)가 있다. 폐열회수형 환기장치는 실내의 폐열과 외부의 공기를 교환하여 쾌적한 실내 공기를 유지하는 장치이며, 수명이 길고 에너지효율이 높은 고효율 LED 조명의 사용, 적은 관리비로 높은 효율을 이끌어 낼 수 있는 고효율 냉난방장치 설치, 마지막으로 에너지 사용 내역을 모니터링하여 고효율적으로 에너지를 관리하는 BEMS로 이루어져 있다.
마지막으로 태양광과 같은 신재생에너지를 통해 에너지를 충당하는 것으로 그린 리모델링의 필수 적용 기술이 구분된다[ 40]. 앞서 설명한 요소들은 필수 적용 기술이므로, 언급된 기술들이 적용되지 않는다면 그린 리모델링 건축물로 인정받을 수 없다.
이어서, 재건축은 건물의 안전성이 일정 수준 밑으로 떨어졌다고 판단하였을 때, 철거를 한 후, 그 자리에 다시 새로운 건물을 짓는 방식을 말하며, 건물의 수명을 늘리는 것이 아닌 새로운 건물로서의 수명을 가지게 만든다는 특징이 있다[ 41]. 두 방식 모두 기존 노후화된 건물의 수명을 개편하고, 새로운 기술을 통해 에너지 효율을 증가시켜 경제, 환경 부문에서 효과적이다. 다만, 어떤 기술이 보다 저탄소 건축 공법인지와, 정부에서 중점적으로 추진하고 있는 사항은 무엇인지에 대해서는 뒤에서 더욱 깊이 논의하고자 한다[ 42].
2.2. 재건축과 리모델링의 지속가능성 비교
2022년 맥킨지 보고서에 의하면, 전세계 탄소 배출량의 40%를 부동산 부문이 차지하며, 그중 12%는 건축 재료와 시공 절차에서 발생한다고 한다. 뿐만 아니라 IEA의 ‘건설 및 건물에 대한 전 세계 현황 보고서’ 역시 2050년을 목표로 건물로 인한 탄소 배출을 직접 및 간접적으로 감소시켜야 한다고 주장하고 있다[ 43]. 전 세계적으로 환경문제에 집중하는 상황에서 우리나라의 토목건축업 분야에서 시평액 기준 상위 50위 이내 기업 중 11곳이 탄소중립 목표를 선언한 것으로 나타났다. 이처럼 최근 건설업계의 방향성은 친환경 사업임을 체감할 수 있다. 실제로, SK 에코플랜트는 환경사업, ESG 경영 확대를 하였고, 또한 친환경 건설 신소재 연구에서 포스코이앤씨도 성과를 달성했다[ 44]. 정부 또한 2050년까지 건물 탄소 배출량을 88.1% 감축하는 것을 목표로 설정하였으며[ 45], 이러한 상황에서 우리 나라에서 기존 건물을 철거하고 친환경 건축자재를 사용해 새로 짓는 재건축 방식과, 기존 건물의 에너지 효율을 높이는 그린 리모델링 방식 중 어느 것이 더 친환경적인지에 대해 탐구해보려고 한다. 이에 대한 분석을 위해 아주대학교에서 진행한 ‘서울 둔촌동 H 아파트의 재건축과 리모델링 대안’에 대한 보고서를 참조하였다[ 46].
Table 1을 통해 비교한 결과를 보면 재건축 대비 리모델링이 약 84.6% 적게 이산화탄소를 배출된다는 것을 확인할 수 있다. 이외에도 해체 및 철거 시 폐기물 운송으로 인한 CO 2 발생 내역도 무시할 수준이 아니므로 이 또한 감안하면 그 차이는 더욱 거대할 것으로 판단된다.
혹자가 이런 비교 방식을 오래된 기준으로 볼 수 있는 점을 고려하여, 본 저자는 전과정 평가(LCA)를 추가로 첨부하여 리모델링의 우수성에 대한 가설을 더욱 뒷받침하고자 한다. Table 1에서는 해체 및 철거 단계에서 발생하는 폐기물의 양과 그에 따른 탄소배출량을 기반으로 하여 재건축과 리모델링의 환경 영향을 평가하였다면, Table 2에서는 건축물의 자재 생산, 시공, 운영, 폐기 전 단계를 포괄적으로 분석하여 탄소배출량을 계량화한 분석 결과를 제시한다. “리모델링 건축물의 전과정 탄소배출량 사례 평가 분석” 보고서에서 연구한 내용은 서울특별시 송파구 방이동에 지상 2층, 지하 1층 규모의 철근콘크리트 구조로 건설되어 있는 일반건축물을 지상 3층, 지하 1층의 철골조 및 철근콘크리트구조 건축물로 리모델링하는 과정에서 재건축 및 리모델링을 통한 탄소 저감량을 분석하였고, 그 결과를 Table 2에 기재하였다[ 46]. 물론 재건축을 통해서도 기존 건축물 대비 단위면적 당 이산화탄소 배출을 저감할 수 있으나, 리모델링을 진행한다면 더 높은 절감률을 얻을 수 있다는 장점이 있다46).
앞서 언급한 내용과 같이, 그린 리모델링은 탄소 배출량 부문에서는 재건축 보다 우수하다 판단할 수 있으나, 실제 시공이 착수되더라도 경제성이 뒷받침되지 않는다면, 이는 완벽한 공법 전환을 이루지 못할 것이다. 그렇기에 본 저자는 두 공법의 경제성을 비교하였고, 이를 Fig. 2를 통해 이해를 돕고자 한다. 이를 통해 그린 리모델링이 재건축보다 20~50% 더 경제적으로 우수하다는 것을 확인할 수 있다. 따라서, 경제성 역시 그린 리모델링이 재건축보다 우수하다는 것을 확인할 수 있다[ 47]. 앞선 연구에 기반하여 정부는 그린 리모델링 사업을 적극 추진하면서 규모를 지속적으로 확대하고 있으며, 25년까지 22.5만 호를 대상으로 실시할 계획을 구상하였고, 이로 인해 감축되는 온실가스 시나리오를 설계하였다. 그 값은 Table 3에 기술하였다[ 48]. 앞서 설명한 그린 리모델링의 환경 친화적 효율을 높이기 위해선 친환경 자재 사용이 필수적이다. 이런 사실에 기반하여 오늘날 사용되어지는 건축 자재를 선택할 때, 친환경성과 지속가능성을 중시하는 경향이 더욱 강화되고 있고, 따라서 탄소 흡수나 저장이 가능한 목재와 같은 친환경 자재가 주목 받고 있다. 따라서 본 저자는 친환경 건축 자재의 종류와 친환경 건축 자재로서의 기능성을 살펴보면서, 궁극적으로는 앞으로 정부와 건축업계가 어떤 방식으로 협업하며 건축업계를 이끌어 나가야 할지 알아보겠다.
3. 친환경 건축자재
3.1. 목재
탄소 중립 시대가 도래하면서, 친환경 건축 자재의 필요성이 점점 더 중요해지고 있다. 목재는 인류 역사에서 가장 오래된 건축 자재 중 하나로, 그 특유의 물리적, 환경적 특성으로 지속 가능한 자재로 평가받고 있으며, 본 보고서에서는 이런 목재의 특성과 친환경적 부문의 평가에 대해 다루고자 한다[ 49].
3.1.1. 목재의 특징
목재는 생장 과정에서 이산화탄소를 흡수하여 탄소 형태로 저장하며, 이를 통해 건축 자재로 사용될 때도 장기간 탄소를 방출하지 않아 탄소 중립적 자재로 평가받는다. 또한, 열전도율이 낮아 뛰어난 단열 성능을 제공해 에너지 효율성을 높이고, 겨울에는 열 손실을 줄이며 여름에는 열 차단 효과를 발휘한다. 잘 관리된 산림에서 지속 가능한 재생 자원으로 공급되는 목재는 다른 자재보다 제조 과정에서 에너지 소모가 적으며, 가볍고 강도가 높아 구조적 유연성과 내구성을 제공한다. 또한 목재는 화학적 처리 없이도 사용 가능하며, 폐기 시 자연 분해되어 환경부담이 적고, 자연스러운 색감과 질감으로 심리적 안정감과 스트레스 감소에도 이바지한다는 강점이 있다.
3.1.2. 타 자재와 목재의 비교
목재는 생장을 하면서 탄소를 저장할 수 있다는 고유한 특성을 지닌다. 이 점은 콘크리트나 강철과 같은 기존의 건축 자재와 뚜렷하게 구분되는 부분이다. 일반적으로 나무가 성숙할수록 더 많은 탄소가 나무 조직에 저장된다. 탄소 흡수량은 20~30년 된 나무에서 가장 높으며, 이 후 탄소흡수의 효율성이 점차 하락하지만 지속적으로 이산화탄소를 저장한다. 효율을 고려하여 적절한 시기에 목재로 활용한다면, 건축자재로서 건물을 구성하고 있는 더욱 긴 기간 동안 저장한 탄소를 머금을 수 있다.
1톤의 목재는 대략 1.8톤의 CO 2를 저장한다[ 50]. 이 값은 나무가 광합성을 통해 흡수한 이산화탄소에서 계산된 것이다. 목재 건축물을 평균적으로 1m 3당 약 0.9톤의 CO 2를 저장할 수 있다. 이에 반해, 콘크리트는 제조 시 다량의 시멘트와 고열 공정을 필요로 하며 강철 역시 고온 제련 과정에서 막대한 에너지 소비와 함께 많은 탄소를 배출한다. 두 자재는 자체 배출량뿐만 아니라 생산 과정에서 발생하는 간접 탄소배출량도 크기 때문에, 동일 조건에서 비교할 경우 목재 건축물은 콘크리트와 강철 대비 약 50~80%의 탄소배출 저감 효과를 나타낸다. 이를 더욱 구체화 하면, 목재 건축물이 건설될 때, 목재가 저장하는 탄소는 대기 중으로 방출되지 않고 수십 년에서 수백 년 동안 저장되며 1,000m 3의 목재를 사용한 건축물은 약 900톤의 CO 2를 저장할 수 있는 반면[ 51], 같은 양의 콘크리트나 강철을 사용할 경우 각각 500~ 1,800톤의 CO 2가 배출된다[ 52].
3.1.3. 목재 공법의 발달
목재 건축은 친환경적 건축 기술로 알려졌지만 습기에 약해 장기적인 내구성이 낮고, 화재에 취약하여 안전 문제가 발생할 수 있다. 또한, 구조적으로 매우 무거운 하중을 견디기 어려워 고층 건축물에는 제한적이라는 단점을 가지고 있다. 그렇기에 그 점을 보완하는 기술이 계속 발달하고 있다. 대표적으로 나무를 여러 층으로 적층 하여 강도와 내구성을 크게 향상하는 기술은 ‘CLT 기술’[ 53], 화재 취약성을 보완하기 위해 방화 코팅제 및 내화 기술을 적용하는 ‘화재 안전 기술’, 그리고 목재와 콘크리트 강철을 결합한 하이브리드 건축 기술이 도입되어 목재의 친환경성과 경량성을 살리면서도 구조적 안정감을 보강하는 ‘하이브리드 건축’, 목재 건축에서는 부품이 통제된 환경에서 외부에서 제조된 후 현장에서 조립되는 사전 제작하는 ’모듈러 목재 건축‘ 기술 등이 있다[ 54]. 목조로 건축된 일본 포트 플러스의 경우에는 약 1,625톤의 이산화탄소를 장기간 안정적으로 고정하는 효과가 있다[ 55]. 자재생산, 시공, 해체, 폐기에 이르는 건축물의 생애 주기 동안의 전 과정 평가 결과에 근거하여 철근-콘크리트 건축물과 비교하면 약 1,700톤의 이산화탄소를 배출을 줄이는 효과가 있다[ 56]. 이러한 기술의 발전과 더불어 건축으로의 적용이 활발하게 이루어지고 있으며, 목재는 친환경적이면서도 내구성과 안정성을 갖춘 건축 자재로 자리매김하고 있다[ 57].
3.2. 친환경 콘크리트
콘크리트는 건설 분야에서 필수적인 재료지만, 동시에 상당한 양의 탄소를 배출하는 문제를 안고 있다. 국제에너지기구 (IEA)의 2024년 보고서를 보면, 기존 콘크리트의 생산 과정으로부터 전 세계 이산화탄소 배출량의 약 8%가 배출되며 콘크리트의 주재료인 시멘트 1톤의 생성 과정에서 약 0.9톤의 이산화탄소가 발생된다. 또한, 전체 시멘트 산업의 연간 이산화탄소 배출량이 지난 20년 동안 3배 가량 증가했다. 이는 Fig. 3를 참조하면 전 세계 시멘트 산업으로 발생하는 이산화탄소 추이를 쉽게 확인할 수 있다. 이러한 환경적 부담에도 불구하고, 콘크리트는 강도, 내구성, 시공성 등 다양한 장점으로 인해 여전히 건설 현장에서 광범위하게 사용되고 있다. 그러나 최근에는 기술 발전을 통해 탄소 배출을 줄일 수 있는 ‘친환경 콘크리트’가 주목받고 있다. ‘친환경 콘크리트’는 기존의 일반 콘크리트와 달리, 시멘트 사용량을 최소화하고 대체 재료를 사용하여 제조 공정에서의 탄소 배출량을 저감한 콘크리트이다. 주로 고로슬래그, 플라이애시, 실리카흄 등 산업 부산물을 혼합하여 시멘트 사용량을 절감하거나 탄소를 직접 흡수하는 기술을 적용함으로써 온실가스를 효과적으로 저감한다. 구체적으로 기존 시멘트 기반 콘크리트와 비교하면 이산화탄소 배출을 90% 이상 줄이는 효과가 있다[ 59]. 미국의 환경 스타트업‘에어룸 카본 테크놀로지스’와 캐나다의 ‘카본큐어’는 근래에 탄소 저장이 가능한 콘크리트 개발에 성공하여 실제 건설에 적용하는 성과를 이룩했다[ 60]. 이 기술을 이용한다면 시멘트 소비량을 4~6%가량 절감할 수 있으며 기존과 같은 수준의 강도를 확보할 수 있고, 시멘트 이용량을 감소시켜 시멘트 산업으로부터 생성되는 이산화탄소를 줄일 수 있다. 국내외 여러 기업의 기술을 통해 친환경 콘크리트가 많이 상용화되어 있다. 글로벌 탄소 감축 움직임에 발맞추어 롯데건설이 진행한 프로젝트로 하노이 지역 최초로 슬래그를 활용한 친환경 콘크리트 46,000m3를 적용하여 4,920톤의 이산화탄소 발생량을 감축시키는 성과를 보여주었다. 이에 대한 사례로 송도푸르지오 현장에서 기초 콘크리트 24,000m3에 사용하여 약 1,900톤의 이산화탄소를 절감할 수 있었으며, 이 수치는 소나무 69만 그루가 1년동안 흡수하는 양으로 계산된다. 삼성물산의 건설부문은 일반 콘크리트 보다 탄소배출량을 40% 낮출 수 있는 프리캐스트콘크리트(PC)를 개발하였고, 이를 서울 반포주공1단지 3주구에 사용하고 있다.
국내 상장 기업들은 2026년 이후 온실가스 배출량을 공시하는 것을 의무적으로 해야 할 것으로 예상한다. 특히, 건설 및 건축 분야는 탄소 배출량이 상당한 산업으로 분류되며, 이에 따른 공시 의무화가 큰 압박으로 다가올 수 있다. 이러한 맥락에서 건설업계는 친환경 콘크리트 개발에 적극 나서고 있다. 아울러 경기 침체 탓에 수익성이 저하되는 상황에서 친환경 콘크리트 도입이 원가 절감 효과를 가져올 수 있어, 그 중요성은 더욱 주목받고 있다는 평가가 제기되고 있다.
3.3. 폐기물 업사이클링 건축자재
미국의 도시 고체폐기물 통계를 나타내는 Fig. 4를 확인하면, 플라스틱 폐기물 3,500만톤 중 약 76%는 매립 방식으로 처치하였고, 오직 8.7%만이 재활용되었다. 2024년 발표된 EEA(유럽환경청)에서 발표한 통계에 의하면, 유럽 전체 CO 2 배출량을 1% 줄이기 위해선 건설 폐기물의 재활용률을 10% 높여야 한다 전하고 있다[ 62]. 이에 폐기물을 건축 자재로 활용하려는 시도가 꾸준히 이어지고 있다. 네덜란드의 스타트업 PlasticRoad에선 재활용 플라스틱을 이용해 제작한 모듈식 도로 시스템을 구축했으며, 이를 통해 기존에 사용되던 아스팔트 도로에 비해 이산화탄소 생성량을 70% 감축할 수 있게 되었다[ 63]. 또한, 한국건설기술연구원은 폐플라스틱으로부터 도로포장을 위한 섬유를 추출하여 아스팔트 포장과 혼합하여, 일반 도로 포장에 비해 수명과 내구성이 증가한 친환경적인 포장재를 개발하였다[ 64]. 이외에도 ‘웝스(WOOUPS)’에서는 섬유 폐기물을 업사이클링 하여 건축 자재를 만들어 인테리어 마감재와 바닥재, 가구로 만들어 납품하고 있다[ 65]. 현재까지는 패션 디자인 및 소품업계를 중심으로 이루어졌으나, 업사이클링은 제품 뿐만 아니라 공간에도 적용될 수 있다. 앞으로 환경 문제가 더욱 대두함에 따라, 건축 기술 업계에서도 업사이클링이 하나의 중요한 트렌드로 자리 잡을 가능성이 높다.
3.4. 기타 건축자재
아래에서 다루는 자재들은 기존의 시멘트 기반 친환경 콘크리트와는 구별되는 신소재 혹은 자연소재 기반의 콘크리트 대체 또는 보완 자재이다. 이들은 공정 부산물 활용보다는 소재 자체의 혁신을 통해 탄소 저감을 추구한다는 점에서 기존 3.2 친환경 콘크리트와 구분된다.
3.4.1. 페록
기존 콘크리트 대비 5배 강하고 이산화탄소를 흡수하는 친환경적인 건축 자재인 Ferrock이 미국 애리조나 대학에서 개발되었다[ 66]. 페록은 철(Ferrum)과 돌(rock)이 결합한 용어로 폐철강 분진과 유리 분쇄물로 유래된다. TCD에 따르면 기존 콘크리트보다 강도는 34.5 Mpa에서 48 Mpa 사이이며 이는 기존 콘크리트 대비 5배는 강한 강도이며 지진에 의한 하중 또한 더욱 잘 견딜 수 있다고 판단된다. 페록은 폐철강 확보와 같은 문제는 아직 남아있으나 소규모 프로젝트부터 적용 가능하며 향후 적용의 확장을 기대할 수 있다.
3.4.2. 헴프 콘크리트
대마는 씨앗, 줄기, 그리고 잎까지 거의 모든 부분을 다양하게 사용할 수 있다. 그 중에서 줄기는 특히나 섬유를 얻을 수 있고 속대는 바이오 플라스틱 생성에 필요한 재료로 응용할 수 있다. 속대를 절단하여 석회와 혼합하여 성형하면 기존 콘크리트를 대신할 수 있는 건축자재로 이용할 수도 있다[ 67]. 일반 콘크리트와 달리 헴프 콘크리트는 1m 3당 냉장고 3대로부터 연간 배출되는 양에 달하는 307kg 정도의 이산화탄소를 고립시킬 수 있다[ 68]. 헴프는 작물 재배 단계에서 헥타르 당 약 22톤의 이산화탄소를 사용하는데, 시간에 따라 석회화 하면서 건물 자체로 탄소를 계속하여 격리한다. 이는 시간이 흐름에 따라 벽이 더욱 견고해지는 것을 의미한다.
3.4.3. 버섯 기반균류
헤이디-제인 호킨스(Heidi-Jayne Hawkins) 연구팀(University of Cape Town 및 Conservation South Africa 소속)은 전 세계 다양한 산림 생태계 자료를 종합한 대규모 메타 분석을 통해, 균근곰팡이가 전 세계적으로 약 131억 2천만 톤의 탄소를 축적할 수 있다고 밝혔다. 이는 전 세계 화석 연료 연소로 인한 연간 이산화탄소 배출량의 3분의 1 이상이 곰팡이에 의해 땅속에 저장되고 있음을 시사한다[ 69]. 뉴욕근대미술관은 2014년에 옥수수 줄기와 버섯 폐기물을 사용한 원형타원 제작에 착수했다. ‘하이 파이’로 명명된 이 건축물은 균류의 건재재화 가능성을 충분히 입증했다. 버섯 건축물만의 특징은 해체된 뒤 100% 퇴비로 활용할 수 있다는 것이다[ 70].
3.4.4. 첨단 저탄소 소재
2024년 출판된 WEF(세계 경제 포럼)의 기술 전망 레포트에 의하면 나노기술, 스마트 소재 와 같은 최신 기술을 응용한 저탄소 건축 재료들은 약 10년 이내에 건축산업의 패러다임을 격변하게 만들 것이라 전한다. 미국 MIT는 최근 ‘탄소 나노튜브 강화 콘크리트’를 발명했고, 이는 기존 콘크리트 대비 강도를 30배 향상시켰고 탄소 배출은 50%로 크게 감축시킬 수 있게 되었다[ 71]. 영국 엑세터 대학 연구팀 역시 그래핀을 응용한 초경량 및 고강도의 건축 소재 개발에 착수 중이며, 이는 기존 대비 5분의 1의 무게를 가지면서 강도는 200배로 향상 시킬 수 있다고 전한다[ 72].
3.4.5. 해조류
탄소 포집의 자연적인 방법에는 탄소를 포집하는 식물을 활용하는 것이다. 연구에 따르면, 해초 1 acre(약 0.4047 ha)는 연간 335kg의 이산화탄소를 포집할 수 있다. 이는 6,212km를 주행한 자동차 한 대로부터 배출하는 탄소의 양과 같다. 덴마크에서 수행 중인 프로젝트에 의하면 거머리말은 열대우림보다 35배 빠른 탄소 격리 속도를 가지며, 탄소를 효과적으로 흡수하고 저장하는 ‘바다의 정화조’라고 불린다[ 73]. 실제 멕시코 산페드로는 60%의 기타 유기 재료와 40% 해초를 혼합하여 위 특성을 가지는 친환경 벽돌을 개발했다. 멕시코의 할리스코 주와 킨타나로오주에서는 그의 기술을 적극적으로 받아들여 건축 구조물로 Sargassum을 이용한 벽돌인 Sargassum brick을 이용하여 2021년부터 현재까지 약 6000톤의 해초를 사용해 벽돌을 완성했다[ 74].
3.4.6. 합성 목재
합성 목재는 목재 섬유나 입자를 수지 또는 플라스틱과 결합하여 천연 목재를 대체하면서도 습기, 부패, 해충 등 다양한 환경 요인에 더욱 강한 특성이 있는 소재다. 이 소재는 재활용할 수 있으며, 이를 통해 산업 부산물을 줄이고 천연 목재 자원에 대한 의존도를 낮출 수 있는 지속 가능한 선택지를 제공한다.
합성 목재에는 목재-플라스틱 복합재(WPC)와 적층 베니어판 목재(LVL) 등이 포함된다. WPC는 재활용 플라스틱과 목제 섬유를 혼합하여 제작되며, 데크, 울타리, 야외 가구 등 다양한 분야에서 사용되는 내구성이 뛰어난 제품으로, 유지 관리가 적고 내후성이 뛰어나 외부 환경에 적합하다.
LVL은 목재 부산물과 재활용 플라스틱, 폐기물을 활용하여 제작되며, 천연 목재의 사용을 줄이고 삼림 벌채를 방지하며 자원의 재활용성을 높인다. 나무가 성장하는 과정에서 흡수한 탄소를 저장할 수 있는 특징이 있어 환경에 긍정적인 영향을 미친다. 합성 목재로 만든 제품, 특히 WPC와 같은 복합재 제품은 천연 목재보다 수명이 길어 결과적으로 전체적인 탄소 배출량을 감소시키는 효과를 가져온다.
이러한 합성 목재의 장점은 튼튼한 내구성, 치수 안정성과 기공성의 우수성, 탁월한 내수성, 천연 느낌의 미적 효과, 항균성, 그리고 내충성으로 천연 목재 대비 우수한 장점을 다수 보유하고 있다. 이러한 특성 덕분에 합성 목재 시장 규모 또한 지속해서 상승하고 있으며 Fig. 5를 보면 2023년 약 7.3억 달러에 달하며 2024년과 2032년 사이에 5.6% 이상의 연평균 성장률이 기대되고 있다. 또한, 북미 산업은 합성 목재를 건설 뿐 아니라 자동차, 가구, 소비자 용품 등 다양한 응용 프로그램에 적용하고 있으며 2023년에 약 2억 달러의 수익을 창출하였고 아래 그래프는 2021년부터 2023년의 북미 시장 지표와 성장성을 보여주고 있다[ 75].
3.4.7. 기타
식물에서 추출하는 셀루로오스 나노 섬유(CNF)를 이용하여 플라스틱 폐기물 문제에 적극 대응할 수 있으며 스퀴텍스(Squitex)라는 오징어 이빨을 이용하여 바이오 발효를 거쳐 자체 중량의 3,000배에 달하는 인장력과 자가복구 능력을 가진 신소재가 발명되어 건축 뿐 아니라 여러 분야에서 널리 사용될 전망이다[ 77]. 앞에서 기술한 내용을 통해 저탄소 건축 방식과 친환경 건축 자재에 대한 내용을 전달하였다. 높은 탄소 배출 규제를 하고 있는 작금의 상황에서 ‘그린 리모델링’과 친환경 자재들이 실제 사회에 얼마나 적용이 되는지에 대해 정부의 정책과 시장 확대에 대한 내용을 연관시켜 추가로 다루고자 한다.
4. 현황 및 분석
4.1. 그린 리모델링의 현황 및 분석
산업 선도국의 경우 건축 방면에서만 천연 자원의 40% 정도를 이용하며, 소비 전력의 약 70%와 음용수의 약 12%를 사용하고, 폐기물 매립장에 폐기되는 폐기물의 최소 45%에서 최대 65%를 생성할 만큼 환경에 심각한 영향을 미친다[ 78]. 뿐만 아니라 건물을 유지 및 보수하는 과정과 운영하는 과정에서 30%의 온실가스가 배출되며, 그리고 건축에 이용되는 자재의 운반 과정 등에 의해 부수적으로 배출되는 전체 온실가스의 18%를 차지하는 등 심각한 양의 유해 배출물을 생산한다[ 78]. 그렇기 때문에 새로이 무언가를 건설하는 기존 방식보다 친환경 리모델링, 즉 그린 리모델링은 필수적이다. 앞서 설명한 우리나라 뿐 아니라 해외에서도 이러한 친환경 정책은 가능성을 인정받아 시행하고 있다. 유럽연합에서는 탄소 중립 목표 달성을 위해 2030년 1월 이후로 모든 신건축물이 탄소중립을 위한 친환경 건물로만 지어질 수 있도록 정책을 추진하고 있으며, 독일 프라이크부르크 지방은 일조량이 많은 장점을 살려 태양에너지를 통한 에너지 자립을 시행하고 있다. 또한 프랑스 공공건축물 리노베이션 계획을 보면 국가 소유의 건물을 리노베이션하여 2030년까지 2010년 대비 40% 감축할 계획을 추진하고 있다[ 79]. 우리나라의 신축건축물에 해당하는 10년 미만 건축물은 전체 16.7%에 불과하기 때문에 2030년 건물부문 감축목표인 32.8%를 달성하기 위해 단기감축수단을 최대한 동원해야 한다는 의견이 대두되고 있다. 이를 위해 그린 리모델링을 통해 계절에너지수요와 관련된 부분을 감축하여 에너지 수요를 줄이고자 하며 유럽의 OSS(One-Stop-Shop) 모델을 참조하여 주택 소유주와 공공이 쉽게 리모델링에 접근할 수 있도록 사업을 진행하고 있다. 이를 두고 한국건설산업연구원은 2050년 이전까지 연평균 63조 원에서 최대 103조 원 규모까지 그린 리모델링 시장이 커질 것으로 고대하고 있다. 그러나 그린 리모델링을 실현시키기에는 많은 애로사항이 있다[ 80]. 공동주택 리모델링 사업추진기간이 약 5년의 기간으로 평가된 것을 보면; 기획-설계-인허가 심의-시공의 과정을 모두 합한 기간, 목표로 설정한 탄소 감축량 달성에 어려움을 보인다. 또한 리모델링의 시공에선 자본이 필요하다. 실제 거주민이 돈을 내는 것을 시작으로 리모델링 시공이 진행되기 때문에 이에 대한 금액적 지원이 원활하지 않다면 그린 리모델링을 통한 탄소 중립 실현은 어려울 것으로 판단한다. 그러나 우리나라 정부의 그린 리모델링 목표가 연3.5% 상승인 것을 보면 많은 지원이 투입될 것이며, 이러한 지원으로 앞서 언급한 그린 리모델링의 어려운 내용을 만회할 수 있는 지원이 포함될 것이라 생각한다.
4.2. 친환경 건축 자재의 현황 및 분석
건설업은 에너지 사용과 자재 생산 과정에서 다량의 온실가스가 발생하므로, 이를 줄이기 위한 친환경 자재의 사용이 필수적이다. 친환경 자재 사용은 경제적인 측면에서 보았을 때도 이득이다. 에너지 보존 능력으로 금전적인 이득을 취할 수 있으며 시장 규모도 확대하는 추세이다. Fig. 6에서 확인할 수 있듯이 2023년 평가된 세계 친환경 건축자재 시장 규모는 4,222억 7천만 달러이며, 2024년은 4,742억 1천만 달러, 그리고 2032년에는 1조 1,995억 2천만 달러까지 성장할 것으로 예측하며, CAGR(연평균 성장률)은 12.3%로 추정하고 있다. 그러나 이러한 시장 성장 추세와 달리 실제 시용 실적은 목표의 절반 수준에 그치고 있어 온실가스 감축 노력의 부족함을 보여준다. 실내공기질 관리법 제11조[ 82]에 따라 공동주택 시공 시 오염물질 배출 기준을 능가하는 건축자재 이용이 금지되어 있으며, 이 기준을 따르지 않는 경우 최대 2,000만 원 이하의 벌과금이 징수된다. 이와 같은 배경에서 국내외적으로 친환경 자재를 사용한 건설 방식이 점점 더 주목받고 있다. 친환경 자재를 사용한 건설 방식 증가와 더불어 친환경 자재 사용 건물을 인증하는 제도 역시 활발히 시행 중이다. 대표적인 예로, 전 세계에서 가장 널리 사용되는 녹색 건물 등급 시스템인 LEED 인증이 있다.
현재 이산화탄소 배출을 감축시키는 정책이 활발히 시행되면서 건축에 대한 인식도 달라지고 있다. 북미에서는 이런 인증 제도를 통해 건축 부문에서 환경 영향을 줄이는 것을 목표로 삼고 있다. LEED 인증을 받기 위해서는 재활용 철강, 저공해 유리 및 페인트, 친환경 콘크리트 등의 친환경 재료들을 사용해야만 한다. 이런 세부적인 사항을 통해 친환경적인 건설을 유도함으로써 건설 부문에서 발생하는 이산화탄소 배출량을 감소시키는 것을 목표로 한다[ 83]. 한편, 국내에서도 이와 유사한 녹색 건물 등급 시스템이 존재한다. G-SEED는 대한민국의 환경 친화적인 건축물 인증 제도이다. G-SEED와 LEED, 이 두 제도는 각각의 국가적 특성과 목표에 맞췄기 때문에 일부 설계 내용은 다를 수 있으나, 이들 모두 공통적인 최종 목표를 추구한다. 물론 이 외에도, BREEAM, EarthCheck(친환경관광인증) 등의 제도들이 있다[ 84]. 더하여, 한국의 각 지자체에서 서울시는 친환경 건축물에 대해 용적률을 최대 120%까지 확대하는 인센티브를 제공하고, 광주광역시는 친환경 건축자재 사용을 의무화하는 등 친환경 건축을 확산을 위한 다양한 노력이 계속되고 있다.
5. 정책 제안
앞에서 언급한 내용과 같이 그린 리모델링은 재건축보다 많은 장점을 가지고 있다. 그러나 그린 리모델링을 적극적으로 추진하더라도, 이를 통한 에너지 절감으로 발생하는 경제적인 이익은 건물 사용자가 가지게 되며, 대체로 건물 소유자와 사용자가 일치하지 않는 상황으로 인해서 에너지 절감으로 인한 경제적 이익이 증가하더라도 그린 리모델링이 확산되리라 판단하기엔 어려움이 있다. 이처럼 그린리모델링을 최종적으로 결정하는 건물소유자에게 그 혜택이 직접적으로 전달되지 않는 구조가 그린리모델링의 적극적 확장이 어려운 까닭이라 판단했다. 따라서 그린 리모델링에 따른 혜택이 건물 소유자에게 직접적으로 배정될 수 있도록 하는 방안을 마련해야 하며 가장 현실적인 방안으로는 정부의 정책과 접목하여 다양한 기금을 마련할 수 있는 자금 조달 방안 확대이므로, 이에 대한 정책이 우선되어야 한다[ 85]. 금전적인 정책 외에도 그린 리모델링의 참여 혜택을 높이는 정책 마련 역시 중요하다. 이를 위해 건물 거래 시 그린 리모델링 조약을 추가하도록 하여 강제력을 부여하거나, 세금과 같은 금전적 혜택을 주어 그린 리모델링 사업에 참여할 수 있도록 유도하면 사업 기간이 동일하더라도 더 많은 사람들이 참여할 것이므로 정책 성과는 올라갈 것이다. 뿐만 아니라 국가적 예산을 도입하여 리모델링을 위한 감사 및 시공에 대한 대출 기준과 금리를 낮추는 방식으로 금전적 부담을 낮춘다면 민간 부문의 사업 참여 빈도는 보다 증가할 것으로 기대된다[ 85]. 그린 리모델링 기술 적용 외에도 더 완벽한 탄소 저감을 위해선 기존 자재를 친환경 자재로 대체해야 한다. 기존 자재를 대체할 새로운 해결책으로 목재 건축 방식의 개선과 친환경 콘크리트와 같은 저탄소 및 탄소 고정 자재들이 개발되면서, 친환경 건축물의 새로운 패러다임을 고대할 수 있게 되었다. 헴프 콘크리트, 페록, 합성 목재 등 혁신적인 자재들이 많은 투자에 힘입어 개발되고 있는 상황에서 정부와 민간의 적극적 투자는 이 상황에 탄력을 더해 줄 것으로 기대하고 있으며, 인재 육성 및 지원과 사업 확대 등의 정책을 마련해야 할 것으로 긍정한다.
더 나아가, 건축 부문뿐만 아니라 태양광･풍력･수소 등 다양한 재생에너지원의 개발과 보급 확대도 병행되어야 한다[ 86- 89]. 친환경 자재 생산 과정에서 발생하는 환경 부담을 최소화하기 위해 제조 공정의 고도화와 자원 순환형 생산 체계 구축 등 기술 개발과 정책 지원이 필수적이다[ 90- 94]. 건축을 넘어 국가 차원의 재생에너지 확대 전략과 에너지 전환 정책은 탄소중립 실현의 핵심 동력이 될 것이며, 이를 통해 건축 부문과 에너지 부문이 상호 시너지 효과를 발휘해 장기적인 온실가스 감축 목표 달성에 기여할 수 있다.
6. 결 론
현재 전 세계는 지구 온난화 문제를 타개하기 위해 탄소 포집 및 저감 기술에 관심을 쏟고 있다. 특히 건설 부문에서 발생하는 이산화탄소의 양은 무시할 수 있는 수준을 아득히 뛰어넘었기 때문에 여러 부문 중 더욱 많은 관심이 쏟아지고 있다. 이런 많은 관심에 힘입어 우리는 생산 및 건축 과정에서 환경에 악영향을 끼치고 있는 현상을 해결하기 위해 제시된 재건축과 그린 리모델링의 비교와 효율에 대해 알아보았고, 기존 건축자재들 대신 녹색지구를 주도할 친환경 건축자재들에 대해서도 알아보았다. 비록 아직 시장 구축이 완벽한 상황이 아니며, 각 기술 전환과 자재 사용에 대한 한계가 명확하여 대중화가 이른 점이 있으나 지속적인 정부의 관심과 기업과 민간의 투자에 따라 이러한 한계를 근 시일 내에 타개할 수 있을 것으로 고대한다.
건축 방식의 전환과 친환경 건축자재 시장의 성장에 따라 건축 분야에서의 이산화탄소 배출 저감 효과는 더욱 극대화될 것이다. 각국의 넷제로 목표에 부합하는 날까지 정책적 지원과 꾸준한 기술개발 및 투자가 필수적이며, 소비자와 산업계, 국가의 협력이 중요한 열쇠가 될 것이다. 최종적으로, 친환경 자재는 녹색 건축의 미래를 여는 핵심 요소로 자리 잡고 있으며, 지속 가능한 지구를 위한 탄소저감과 함께 건축 산업의 혁신을 주도할 것이다.
결론적으로, 건축 부문의 탈탄소화는 단순히 온실가스 감축을 넘어 도시의 에너지 구조 혁신과 지속 가능한 경제 생태계 조성을 촉진하는 중요한 전환점이 될 것이다. 앞으로 기후위기 심화와 자원 고갈에 대응하기 위해서는 더욱 신속하고 실효성 있는 기술·정책적 조치가 요구된다[ 95- 97]. 건축 부문뿐만 아니라 산업, 교통, 에너지 생산 등 다양한 분야에서도 이산화탄소 감축을 위한 적극적인 노력이 필요하다[ 98- 102]. 이를 기반으로 전 사회적 차원의 탄소 저감 체계를 확립하여 지속가능한 사회로의 전환을 이끌어야 한다[ 103- 108]. 이는 다음 세대에게 건강하고 지속 가능한 미래를 물려주기 위한 필수적인 사회적 책무이다[ 109- 113].
Fig. 1.
Emission of carbon dioxide in constructions[ 37]. 
Fig. 2.
Cost Comparison Between Remodeling and Restuction[ 47]. 
Fig. 3.
Global trends in Carbon Dioxide emissions from the cement industry[ 58]. 
Fig. 4.
Plastic Waste Generation and Management in the U.S.[ 61]. 
Fig. 5.
North American WPC Market Size Forecast (2021–2032, USD Billion)[ 76]. 
Fig. 6.
The US Green Construction Materials Market Size 2019-2023 (USD Billion)[ 81]. 
Table 1.
Comparison of Reconstruction and Remodeling Process [ 46].
|
Section |
Material |
Waste Amount |
Non-Recyclable Rate |
Non-Recyclable Amount |
Conversion Factor |
CO2 Emissions (ton-CO2) |
|
Reconstruction |
waste concrete |
7,269 m3
|
0.10% |
7.27 m3
|
46.9 kg-CO2/m3
|
0.3 |
|
waste rebar |
852 ton |
4.00% |
34.08 ton |
3215.9 kg-CO2/ton |
109.6 |
|
Subtotal |
109.9 |
|
Remodeling |
waste concrete |
1126 m3
|
0.10% |
1.13 m3
|
46.9 kg-CO2/m3
|
0.1 |
|
waste rebar |
132 ton |
4.00% |
5.27 ton |
3215.9 kg-CO2/ton |
16.9 |
|
Subtotal |
17 |
Table 2.
Assessment Results of Global Warming Potential by Building Type [ 46].
|
Category |
Emissions per Building Unit (ton-CO2 eq)
|
Emissions per Area (ton-CO2 eq/m2)
|
|
Existing |
Reconstruction |
Remodeling |
Existing |
Reconstruction |
remodeling |
|
Production Phase |
5,650 |
9,970 |
4,460 |
0.529 |
0.687 |
0.307 |
|
Construction Phase |
280 |
382 |
108 |
0.028 |
0.0262 |
0.0118 |
|
Operation Phase |
21,300 |
27,400 |
27,400 |
1.05 |
1.05 |
1.05 |
|
Disposal Phase |
30 |
42.8 |
42.8 |
0.0208 |
0.0295 |
0.0295 |
|
Reconstruction savings rate compared to existing buildings (%) |
30.59% |
|
Remodeling savings rate compared to existing buildings (%) |
46.27% |
Table 3.
GHG Reduction Through Green Remodeling of Aged Public Rental Housing [ 48].
|
Type |
Category |
2020 |
2021 |
2022 |
2023 |
2024 |
2025 |
Total |
|
Household Integration |
Baseline |
133 |
179 |
239 |
277 |
299 |
381 |
1,509 |
|
Post-Reduction |
78 |
106 |
141 |
164 |
177 |
225 |
890 |
|
Single Household |
Baseline |
266 |
37,205 |
35,877 |
41,586 |
48,840 |
57,181 |
220,955 |
|
Post-Reduction |
175 |
24,556 |
23,679 |
27,447 |
32,235 |
37,739 |
145,830 |
|
Purchased Rental |
Baseline |
16,961 |
20,119 |
22,049 |
25,558 |
27,591 |
28,689 |
140,966 |
|
Post-Reduction |
12,042 |
14,284 |
15,655 |
18,146 |
19,590 |
20,369 |
100,086 |
|
Aging Rental Facility Update |
Baseline |
- |
47,171 |
47,171 |
54,678 |
59,028 |
75,182 |
283,230 |
|
Post-Reduction |
- |
38,680 |
38,680 |
44,836 |
48,403 |
61,650 |
232,249 |
|
Total |
Baseline |
17,359 |
104,674 |
105,336 |
122,098 |
135,759 |
161,433 |
646,660 |
|
Post-Reduction |
12,296 |
77,626 |
78,155 |
90,592 |
100,404 |
119983 |
479,055 |
|
Cumulative reduction |
5,063 |
32,112 |
59,293 |
90,800 |
126,155 |
167,605 |
- |
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