2030 국가 온실가스 감축 목표 달성을 위한 건물 기반 탈탄소 및 에너지 절감 핵심 기술들의 실증 연구 분석 = Empirical Research Analysis of Building-based Decarbonization and Energy Reduction Core Technologies to Achieve the 2030 Nationally Determined Contributions

국문 초록 (Abstract)

본 연구에서는 국가 R&D 과제 분석을 통해 연도별 과제 현황, 핵심 기술, 실증 현황 등에 대해 파악하고 전문가 설문을 통해 핵심 기술의 필요성 및 시급성에 대해 조사 분석하였다. 그 결과는 다음과 같다.
(1) 예산 현황을 보면 연구의 시작 시점인 10년도, 14년도, 15년도, 16년도가 예산이 적은 것을 알 수 있었다. 이는 개발 초기 단계에 연구를 수행하여 기술들과 시제품을 개발하는 예산 보다 실증 단계에서 시제품 제작과 설치 등에 대해 많은 예산이 집행되어야 하기에 연구의 시작 시점보다 연구의 중간 시점 예산이 더 많은 것으로 판단되었다. 22년도와 23년도는 연구가 끝나는 시점이기에 연구비가 적은 것으로 판단되었다.
(2) 핵심 기술 현황의 경우, Passive 기술은 창호 및 외벽 단열재 기술이 74% 차지하였으며, 2010년도부터 꾸준히 기술 개발이 이루어졌다. 단열재의 전체 기술 수준은 0.125 W/m2K ~ 0.299 W/m2K이었으며, 전체 평균은 0.179 W/m2K이었다. 창호의 전체 기술 수준은 0.800 W/m2K ~ 1.300 W/m2K이었으며, 전체 평균 0.967 W/m2K이었다. 18년도부터 기밀시공과 관련된 기술 개발이 시작되었으며, 열 습기 자재의 경우 19년도 이후 개발이 시작되었지만, 아직 미흡한 실정이었다. Active 기술은 BEMS의 경우 전체에서 32%를 차지하고 있었으며, BEMS 기술은 10년도부터 꾸준히 연구개발이 수행되었다. 냉난방 급탕 설비는 24%를 차지하고 있었으며, 제습, 고효율 히트펌프, 반송 동력의 기술 개발이 미흡하였다. 하지만, 고효율 히트펌프의 경우, 10년도 3.1 COP 효율을 시작으로 23년도 4.42 COP 효율로 계속해서 증가되고 있어서 계속해서 발전할 가능성이 높다고 예측되었다. 청정에너지는 태양광 기술이 41%를 차지하였으며, 10년도부터 23년도까지 꾸준히 기술 개발이 이루어지고 있었다. 수소에너지의 경우, 이제 개발을 시작하는 단계이며, 안전상의 문제점이 있으므로 안전성 확보가 가능한 기술 개발이 이루어져야 할 것으로 판단되었다. 건물 부문 탄소중립 구현 기술을 위해 건물 에너지 효율화 최적 설계 및 성능 구현이 72%를 차지하였다. 특히, 19년도 이후부터 연구가 활발히 이루어졌다. 그린리모델링의 경우 10년도부터 꾸준히 기술 개발이 이루어지고 있고, 많은 실증을 통해 그 적용하고자 하는 기술들을 검증하고 있었다. 건물 데이터 기반 구축의 경우 개발하고자 하는 기술들에 대해 모니터링을 하는 경우가 69%로 많은 부분을 차지하고 있었으며, 10년도부터 23년도까지 모든 연도에 포함되어 있었다. 이는 개발된 모든 핵심 기술들을 실제로 적용하여 검증해야 하기 때문이었다.
(3) 실증 현황의 경우, 정부의 그린리모델링 사업으로 인해 공공건물에 해당되는 기축-비주거 부문이 약 52%를 차지하였다. 기축-주거 부문에서 중고층에 해당되는 경우는 3.7%이었으며, 이는 실증하기 위한 여러 가지 많은 절차와 허가 등에 문제로 인해 가장 적은 부분을 차지하고 있었다. 기축-비주거의 경우 13년도~ 14년도에 실증이 가장 활발하게 이루어졌으며, 이는 정부의 그린리모델링 지원사업의 영향으로 판단되었다. 또한, 기축-주거-저층의 경우 최근 들어 그 수가 급증하고 있었으며, 이는 정부의 그린리모델링 사업이 공공건물에서 민간 건물로 점차 확대됨을 알 수 있었다.
(4) 핵심 기술 개발의 필요성과 시급성의 경우, 탈탄소화하기 위한 전략으로 신재생에너지, 냉난방 급탕 설비 중 고효율 히트펌프 기술 개발 등의 필요성이 높 ...

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

This study analyzed national R&D projects to gain insights into the present state of core technologies and practical implementation strategies. In the field of passive technology, the development of windows and exterior insulation materials plays a significant role. The average level of insulation technology stands at 0.179 W/m2K, while the average window technology level is 0.967 W/m2K. Building Energy Management Systems (BEMS) make up 32% of the active technology sector. Although there has been insufficient progress in the development of high-efficiency heat pumps, their efficiency has steadily increased from 3.1 COP in 2010 to 4.42 COP in 2023, indicating promising advancements in the future. Clean energy technologies, especially solar power, hold the largest market share, while hydrogen energy requires further technological development. Green remodeling technologies account for approximately 52% of the non-residential sector and only 3.7% of the mid-rise residential buildings sector due to various procedural and permitting issues. With recent expansion of government support from public to private buildings, green remodeling of low-rise residential buildings is rapidly on the rise. As a decarbonization strategy, there is a high demand for new renewable energy sources and the development of high-efficiency heat pump technology. Given the widespread aging of buildings in the domestic environment, green remodeling emerges as the most urgent need for enhancing building energy efficiency.

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