[솔라투데이 탄소제로] 글로벌 기후변화 및 에너지 부족이라는 문제는 단순한 어려움이 아니라, 인류 생존의 위협이라는 문제로 다가오고 있다. 이에 따라 국제 환경에서도 탄소배출 규제라는 공감대가 형성되어 점차 에너지 소비 및 탄소배출 절감이라는 문제가 더욱 강조되고 있다.

동대문디자인플라자에 시범 적용된 비제이파워의 태양광지붕재 [사진=비제이파워]

전 세계인의 목숨을 위협하는 탄소 배출로 인한 환경오염은 더 이상 간과할 수 없는 문제로 자리 잡고 있다. 세계 각국들은 탄소배출 감축의 시급성에 대해 공감하며, 건물에너지 기술이 이를 해결할 수 있는 주요 대안임을 인식하고 있다. 이에 각국은 기술의 발전을 막연히 기다리기 보다는 선도적으로 정책을 제정해 건물에너지 기술에 대한 확산 시기를 앞당기고 있다.

이러한 즈음에 맞추어 국내 전체 에너지의 25%를 차지하고 있는 건물에 대한 건물에너지 기술은 국가적으로도 관심을 소홀이 할 수 없는 부분이다. 즉, 에너지를 소비하는 공간으로서의 의미에서 에너지를 생산하는 공간으로서의 의미를 갖는 건물에너지 기술에 대한 수요가 더욱 필요한 시기인 것이다.

플러스에너지 빌딩 시대
2008년 글로벌 금융위기 이후 지난 10년간 태양광 소재의 가격은 급격히 하락해 지금은 태양전지가 건축외장재 소재로 적용될 수 있는 시대가 되었다. 80년대부터 꾸준히 진행되어 온 자연에너지의 건물 적용 노력은 태양에너지를 이용한 냉·난방, 온수 급탕 시스템, 자연채광 시스템 등이 주를 이루어 왔으며, 90년대 후반부터는 태양광발전이 건물에 도입되기 시작했다.

그동안 국내의 건물분야 에너지 정책은 주로 단열보강, 고효율기기 개발 등과 같은 에너지 절약 정책 위주로 추진되어 왔으나, 이제는 태양광과 같은 지속가능한 에너지원을 이용해 건물 자체에서 에너지를 생산해 사용하는 시대가 시작된 것이다. 이는 잉여 에너지가 추가적으로 발생하는 플러스에너지 빌딩의 시대로 볼 수 있다.

현대의 건물은 에너지 누출을 최소로 방지하는 패시브(Passive) 건축기법을 도입해 에너지 소비를 최소화하고, 건물외벽 등 활용 가능한 공간을 태양광발전과 같은 액티브(Active) 건축기법을 접목해 제로에너지 건축물 시대를 지나 플러스에너지 건축물 시대로 진화되고 있다.

이는 기존의 태양광발전 시스템과 같이 설치 공간을 위한 별도의 부지 확보가 필요 없고 전력의 공급을 위한 선로 손실이 최소화되어 경제성 측면에서 더욱 유리하다. 이러한 시대는 건물자체가 에너지를 소비하는 공간에서 에너지를 생산하는 공간으로 변화하기 시작한 것을 의미한다.

이러한 건물로 적용되는 태양광 시장은 꾸준히 증대되고 있으나, 그동안의 건물용 태양광은 태양광 모듈 지지대인 구조물을 설치하는 형태가 일반적이다. 건물 신축시에도 건축자재와 별도로 태양광 모듈 지지대를 설치함으로써 건물 구조 및 도시 미관을 해치고 건물에 대한 다양한 연출을 하는 데 제약이 존재해 왔다.

특히, 건축 자재에서 색상과 크기는 건물의 성격을 결정할 뿐만 아니라 타 건자재와의 조화성에 가장 민감한 요소로 작용하나, 건축물에서 태양광의 적용은 대부분 효율 향상의 이점을 이유로 결정질 태양전지를 사용한 짙은 청색 일률적인 색상을 고수하고 있어 건물 미관에 큰 제약이 되고 있다. 심미성이 주가 되는 건물의 경우 효율 저하를 감수하면서 다양한 색상의 태양전지를 적용하는 사례가 있으나 아직 일반화되지 못하고 있다.

건축물에 적용되는 태양광
최근 국내에서는 국토부 ‘녹색건축물 조성 지원법’에 의한 건축물의 에너지절약설계기준이 강화되고, 산업부 ‘신에너지 및 재생에너지 개발·이용·보급 촉진법’에 의한 신·재생에너지의 공급 의무비율(2018년 24%, 2019년 27%, 2020년 30%)이 증가됨에 따라 태양광의 건물 적용시장이 크게 증가되고 있다.

또한, 국토부는 신규 건축물을 대상으로 2025년까지 제로에너지빌딩 의무화를 추진하고 있으며, 해외에서는 2020년 EU 전역에 걸쳐 신축 건물 전체를 대상으로 화석연료의 사용을 최대한 억제시킨 준 제로에너지건물 의무화가 시작될 예정이다. 이러한 추세로 건축 분야의 건물외장재에 에너지 분야의 태양광 소재를 융합시켜 전기생산 기능의 기능성 건물외장재인 건축/에너지 융복합 태양광산업 신시장이 열리고 있다.

미국 테슬라의 경우 2016년 태양광 지붕재인 솔라 루프(Solar Roof)를 발표하고, 2017년 시범설치를 시작해 2018년 7월 전문매장에서 소비자에게 직접 판매하는 시장으로 발전시켜나가고 있다. 국내 비제이파워의 경우 2012년 태양광 지붕재를 이미 동대문디자인플라자에 시범적용했으며, 2017년 태양광 외장재인 컬러 솔라 월(Color Solar Wall)을 발표하고, 2018년 건물 태양광외장재 적용에 확대시켜 나가고 있다.

건축물에 적용되는 태양광은 건축/에너지 융복합 신산업으로 건축 구성 재료로 쓰이기 위한 태양광 재료의 선택부터 건자재화 방법, 결선 및 결합 방법을 포함한 시공 기술, 단열, 방수, 불연, 내구성, 건축 법규의 충족 여부 등 실용화 보급을 위한 많은 기술적 노하우가 필요하다.

대량 물량 중심의 일반 태양광 산업을 주도하고 있는 중국 태양광 업체들과 차별화한 건축/에너지 융합산업으로서의 태양광을 국내 태양광 산업의 전략산업으로 집중 육성시켜 에너지를 생산하는 건물 시대의 미래지향적 태양광 시장을 선도하고, 새로운 시장 확대로 인한 새로운 일자리 창출의 효과도 얻을 수 있도록 발전시켜 나가야겠다.

글 비제이파워 김용식 대표

[솔라투데이 탄소제로 (st@infothe.com)]

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