1. 서 론

1.1. 연구 배경

기후변화에 따른 지구환경 파괴와 인류의 생존의 위험을 배제하기 위해 탄소배출량 저감에 대한 논의는 전 세계적으로 오랜 기간 동안 논의되어 왔다. 우리나라에서도 이러한 탄소배출량 감축에 참여하여 매년 탄소배출량과 관련된 통계를 집계하고, 탄소배출량 및 국가적인 에너지 소비량 감축을 위한 다양한 정책을 수행하고 있다. 토지이용, 토지이용변화 및 임업 분야(LULUDF)를 제외한 우리나라의 총 탄소배출량은 2021년 기준 683.8백만tCO₂eq로 2018년 725.0백만tCO₂eq로 정점을 찍은 이후 다소 감소하는 추이를 보이고 있다. 그렇지만, 이는 탄소 배출량 감축기준 연도인 1990년의 292.1백만tCO₂eq에 비교하면 매우 높은 수치이며, 더 장기적인 관점에서는 지속적으로 증가하는 추세를 유지하고 있다(Ministry of Environment, 2023).

건물 부분은 국내 전체 탄소배출량 중 상당량을 차지하고 있다. 기존 연구자료에 따르면 2018년 기준 건물부문의 온실가스 배출량은 국내 전체 배출량의 약 24.7%를 차지하는 것으로 확인되었다(Song, 2024). 이는 건물부문의 직접배출량과 전기생산 등과 관련된 간접배출량을 합산한 것이다. 신축되는 건축물의 물량이 기축 건축물의 물량에 비해 매우 적으며, 한번 건축된 건물은 특별한 성능 변화 없이 수십년 운영되기 때문에 건물에너지 소비량의 변화는 비교적 비탄력적일 가능성이 있다. 즉, 건축물의 에너지 소비량을 감축하는 것은 생각보다 어려울 수 있으며, 따라서, 건축물의 에너지 성능향상을 위한 노력을 지속적으로 견지할 필요성이 있을 것이다. 다른 한편으로는 재실자의 에너지 소비적인 행동패턴 등을 개선함으로써, 건축물의 유지관리에 대한 자원 투입을 최소화하며 건축물의 에너지 소비량을 절약하는 방법도 검토될 수 있을 것이다.

산업분야의 탄소배출량 절감은 경제활동, 생산 시스템의 구조 및 공급측면의 에너지 믹스 등과 밀접한 관련을 가지고 있다. 또한, 비교적 저렴한 화석연료기반의 산업에서 고비용의 청정 에너지원을 사용하는 산업으로 전환하는 것은 장기적으로는 지향해야할 사항이지만 에너지 생산 효율의 향상 및 규모의 경제가 실현되기 이전엔 단기적으로 국가 경제활력을 떨어뜨릴 수 있는 부작용이 있을 수 있다. 그러나, 건물 에너지 소비량 감축을 위한 변화는 이러한 리스크를 최소화하며 국가 에너지 소비량을 점진적으로 줄여나갈 수 있는 동시에 건설 분야의 새로운 시장을 형성할 수 있다는 장점이 있을 것으로 판단된다. 그러나, 현재 어떠한 방법으로 건물 에너지 소비량을 절감해 나갈지에 대한 구체적인 방법론과 로드맵은 완벽히 설정되어져 있지는 않은 것으로 판단된다. 신축건물에 대한 에너지 효율 향상은 건축법 상의 건물 에너지 성능 조건을 지속적으로 강화해 나감으로써 잘 수행해 나가고 있지만, 신축 건물은 전체 건물 수량 중 극히 일부분에 지나지 않는다는 한계가 있다. 즉, 이를 통해서는 추가적인 건물 에너지 소비량의 증가를 최소화하는데 그칠 가능성이 높다. 만약 열악한 에너지 성능을 가진 건축물이 멸실되는 물량이 증가한다면, 제한적으로 건물 에너지 소비량 총량을 낮추는데 기여할 것이나, 이는 매우 긴 호흡의 정책임을 알 수 있다. 반면 매우 많은 비중을 차지하는 기존 건축물에 대한 에너지 성능개선 지원 사업인 민간건축물 그린리모델링 이자지원사업은 2023년도에 중단된 상황이다.

더욱이 국가적 차원에서의 건물 에너지 소비량 절감을 위한 노력이외에도 지자체 차원에서 건물 에너지 소비량 절감을 위한 대안의 마련도 시급할 것으로 판단된다. 그러나 아직까지 이러한 노력은 본격화 되었다고 판단할 근거는 많지 않다고 사료된다. 이러한 상황에서 개별 지자체의 건물 에너지 소비 현황을 파악하는 것은 건물 에너지 소비량 감축 정책 수립을 위한 기초적인 정보를 제공할 수 있을 것으로 판단된다.

1.2. 연구 범위

본 연구에서는 이러한 우리나라 건물 에너지 소비량 절감 필요성 및 시급성을 바탕으로, 지자체 차원에서 건축물에너지 소비량 절감 전략 수립에 활용할 수 있는 방안을 진주시를 중심으로 실험적으로 파악해보고자 하였다. 이를 위해, 기존 국가통계를 활용하여 건축물 용도별, 내구년수 별 성능개선이 필요한 잠재적 대상 건축물을 파악하고, 이를 바탕으로 도입할 수 있는 지자체 내의 건물 에너지 소비량 절감 방안을 검토하고자한다.

기존에도 국가통계자료를 활용한 연구가 많이 수행되어 왔다. Shin과 Choi (2022)의 연구에서는 Green Together 건물에너지 소비량 데이터를 이용하여 2018~2021년까지의 건축물 용도별 에너지 소비량 변화와 탄소배출량 변화를 분석하였으나, 개별 지자체 단위의 분석은 수행되지 않았다. 또한 Choi와 Choi (2023)의 연구에서는 Green Together 통계자료를 활용하여 주거건물의 에너지효율등급을 예측하고 건물에너지 소비특징을 분석하였다. Gang, Kim, Kang과 Choi (2020)의 연구는 그린투게더에서 제공하는 2018년도 주거건물 에너지 소비량 데이터를 이용하여 에너지소비량을 위한 선형회귀모델을 구축하였다. Kim과 Shin (2024)는 국가에너지통계 DB를 이용하여 고양지 비주거 건축물의 석유류 에너지 사용량을 추정하였다. 최근 공공데이터를 이용한 연구들은 전국 데이터의 분석 또는 광역시 및 도 단위의 분석을 수행하고 있으며, 이하 지자체 단위의 분석이 활발하게 수행되지는 못하고 있는 것으로 확인되었다. 또한, 그린투게더 이외의 국가데이터와 연계한 분석 역시 많지 않았다.

이에, 본 연구에서는 국가건물에너지통계자료 및 건축물 노후화 통계자료 등을 이용하여 진주시를 중심으로 개별 지자체의 건물에너지 소비량 현황을 진단하고, 정책적인 방향성 결정 기초자료로써의 활용가능성등을 실험적으로 판단하고자 한다.

2. 연구 방법

2.1. 데이터 수집 및 처리

본 연구에서는 진주시 건물 에너지 소비량 특징과 건축물의 노후도를 중심으로 건물 에너지 소비량 감축 우선순위를 분석해 보고자 한다. 이에 따라 국가통계에서 제공하는 자료를 수집하여 가공하는 절차를 우선적으로 수행하였다. 이러한 통계자료는 각각 다른 제공처에서 획득할 수 있어 각각의 데이터를 개별적으로 수집하였다.

진주시 건축물에너지 소비량은 Green Together 홈페이지의 녹색건축통계 중 건물에너지통계를 이용하였다(Ministry of Land, Infrastructure and Transport, 2024). 해당 통계자료에는 건물 용도 별 건물 동수, 연면적(m²), 에너지사용량(TOE) 자료가 제공되고 있다. 건물 용도는 공동주택, 단독주택, 제1종 근린생활시설, 제2종 근린생활시설, 문화 및 집회시설 등 총 29개의 분류기준이 존재한다. 본 연구에서는 Green Together 홈페이지의 녹색건축통계에 포함된 진주시 건물에너지통계 중, 2023년 용도별 에너지 소비량이 전체 에너지 소비량의 3% 이상을 차지하는 건물용도를 찾고, 이 유형의 에너지 소비량 데이터를 2018년에서 2023년도에 걸쳐 추출하였다. 그 결과, 연구의 대상이 된 건축물 용도는 공동주택, 단독주택, 제 1종근린생활시설, 제2종근린생활시설, 교육연구시설, 업무시설, 의료시설에 해당한다. 또한, 동일자료에서 단위면적당 에너지 소비량이 높은 건축물 용도를 추출하여, 에너지 효율성 측면에서 관리가 필요한 주요 건축물 용도를 확인하였다.

건축물의 노후도 역시 건물에너지 소비량에 영향을 줄 수 있는 요소이다. 건축연도에 따라, 당시의 건축물 성능기준이 상이하며, 일반적으로 노후화된 건물은 침기 및 구조체를 통한 열손실이 많기 때문에 이에 대한 사항을 확인할 필요가 있다. 진주시 건축물 노후도 관련 자료는 국토교통부 건축물 생애이력관리시스템에서 추출하였다(Ministry of Land, Infrastructure and Transport, 2025). 이 자료는 건축물 유형을 주거, 공공용, 공업용, 기타, 농수산용, 문교사회용, 상업용으로 구분하고 있으며, 세부 항목으로 Green Together에서 제공하는 건물 분류와 동일한 정보를 제공하고 있었다. 따라서, 진주시 에너지 소비량 비중이 높은 순서로 추출한 결과에 해당하는 건물 용도에 대한 건축물 노후도 자료를 추출하였다. 단, 이 자료는 2021년 자료로 최근의 건축물 건축현황을 반영한 자료가 아니라는 한계를 가지고 있다. 그러나, 2020년 초부터 전 세계적으로 사회경제적 영향을 끼친 COVID-19 판데믹 이후 위축된 국내 건설산업 상황을 고려할 경우 무리 없이 활용할 수 있을 것으로 판단하였다.

이외, 건물에너지 분석을 위한 참고적 기초자료로써, 진주시의 인구, 주택 보급률을 조사하였다. 진주시의 인구변화 자료는 경남 빅데이터 허브 플랫폼의 자료를 활용하였으며(Gyeongsangnamdo, 2024), 진주시의 주택 보급률은 공공데이터포털(Public data portal, 2024)의 자료를 인용하였다. 거처 등의 데이터는 통계청의 자료를 활용하였다(Statistics Korea, 2023). Figure 1은 전체 연구 프로세스 및 수집한 국가통계자료와 수집원을 보여준다.

Figure 1.

Overview of the research process.

2.2. 에너지 원단위

에너지 원단위(Energy Intensity)는 에너지 소비 밀도, 또는 에너지 사용 효율성 등을 나타내는 지표이며 다양한 지표들이 활용되고 있다. 동일한 건물에너지 통계자료를 활용해 공동주택의 에너지 소비량을 분석한 Choi와 Choi (2023)은 단위면적당 연간 에너지 소비량인 kgoe/m²·yr을 이용하였으며 본 연구에서도 동일한 지표를 사용하였다. 또한, 본 연구에서는 진주시 인구수를 반영하여 1인당 연간 건물에너지 소비량(kgoe/person·yr)을 이용하였으며, 이를 통해 1인당 연간 건물에너지 소비량 추이를 분석하였다.

3. 연구결과

3.1. 진주시 인구통계학적 자료 조사 결과

3.1.1 진주시의 인구변화(2018-2022)

Table 1은 진주시의 세대수와 인구수, 세대구성원 수 및 가구 구성원수를 함께 보여준다. 세대수는 주민등록 주소지를 같이하는 단위의 수를 의미한다. 이에 따르면, 전체 인구, 세대당 구성원 수 및 가구당 구성원 수가 모두 감소하는 양상을 보인다. 그렇지만 인구감소에도 불구하고 세대수는 증가하고 있음을 확인할 수 있다.

3.1.2 진주시의 주택보급률 및 거소 변화(2018~2022)

Table 2는 진주시의 가구수 및 주택보급률 추이를 보여준다. 가구수는 개별 가구의 개수를 의미한다. 진주시의 2018년부터 2023년까지 가구수는 점진적으로 증가하고 있는 것으로 확인되었다. 이는 앞선 Table 1에서 나타난 세대수 감소와 유사한 패턴을 보인다. 가구수는 실질적인 거주단위별 수치임으로, 2020년 이후 진주시 인구수가 추세적인 감소 양상을 보임에도 불구하고, 소규모의 가구수가 증가하는 양상이 나타남을 확인할 수 있다. 에너지 소비 측면에서 동일 규모의 주택에 재실인원이 적을 경우 1인당 에너지 소비량은 증가하는 양상을 보이게 됨을 예상할 수 있다. 반면 진주시의 주택보급률은 2018년 108%에서 2020년 111%로 증가하는 양상을 보이다 다시 감소하여 2023년도에는 106%에 머무르고 있다. 특히 2022년에서 2023년도 까지의 주거건물 수 변동량은 단독주택 수가 2023년에 살짝 감소하는 양상을 보였을 뿐, 아파트, 연립주거, 다가구 주거 모두 양적인 측면에서 정체되어 있는 것으로 확인되었다. 이는 COVID-19 판데믹 이후 국내외 정세 변화에 따른 국내 물가상승 및 건설산업의 위축이 원인으로 판단된다.

Table 3은 통계청의 주택총조사 결과 중, 진주시 거처의 종류 및 거처(Living quarters), 가구(Household), 가구원(Household members)에 대한 내용이다(Statistics Korea, 2023). 참고로, 여기에서 거처는 구조적으로 분리된 독립된 거주단위를 의미하며, 건물 수와 상이한 의미이다. 이 자료상의 전체 가구수는 154,311 가구로 주택보급률 자료에서 나타난 154,544 가구와 0.15% 정도의 오차를 보이는 것으로 확인되었다. 이 결과에 따르면, 거처의 개수는 공동주택(아파트, 연립주택, 다세대 주택) 유형이 대부분을 차지하고 있으며 이 중에서도 아파트 형태의 거처가 79,162개로 가장 높은 수치를 보였으며, 공동주택 유형의 대부분을 차지하였다. 단독주택은 두 번째로 높은 비중을 차지하였으며 37,550개로 나타났다. 단독주택 거주 가구 수는 63,857 가구, 가구원 수는 118,638 명이다. 한편, 공동주택(아파트, 연립주택, 다세대 주택)에 거주하는 가구 수는 82,230 가구, 가구원 수는 201,877 명으로 나타났다. 즉, 조사 대상 가구원 중 34.5%의 인원이 단독주택에, 58.7%의 인원이 공동주택에 거주하는 것으로 확인되었다. 특이한 사항으로 공동주택의 경우 거처수와 가구수가 유사한 반면, 단독주택은 가구수가 거처수에 비해 1.7배로 높게 나타나는 것으로 확인되었다. 이는 단독주택의 경우 하나의 거처에 복수의 가구가 거주하는 사례가 많기 때문으로 판단된다.

3.2. 진주시 건축물 노후도 및 에너지 소비량 조사 결과

3.2.1 진주시의 건축물의 노후도

Table 4, 5, 6 및 Figure 2는 진주시 주거용건축물 노후도 관련 자료이며, 2021년 12월 31일 기준으로 작성된 통계 자료를 기초로하였다. 국가적으로 건축물의 단열 성능 등과 관련된 법적기준은 지속적으로 강화되어 왔다. 오래된 건물은 최근에 지어지는 건축물에 비해 상대적으로 낮은 건축성능 기준에 의해 지어졌고 이에 따라 신축건물에 비해 단위면적당 에너지 소비량이 높게 나타날 수 밖에 없다. 또한, 노후화가 진행될수록 단열성능의 저하 및 침기량의 증가 등과 같이 건물 에너지 소비량 증가와 관련된 인자들의 영향이 높아지게 된다. 이에 따라 건축물의 노후도 통계자료를 살펴 봄으로써, 건물 에너지 성능 개선의 필요성 및 잠재적인 에너지 성능개선 가능성 등을 가늠해 볼 수 있다.

Figure 2.

Overall building aging in Jinju City.

Table 4는 진주시 주거용 건축물의 노후도를 보여준다. 전체 주거건물 바닥면적은 공동주택이 8,666,932 m²으로 단독주택의 5,258,529 m²에 비해 많은 물량이 건축되어 있는 것으로 나타났다. 또한 최근 10년간의 공급물량 역시 공동주택의 바닥면적이 3,074,299 m²로 단독주택의 943,582 m²에 세 배 이상 많은 것으로 나타났다. 반면 노후화 정도 측면에서도 35년 이상된 단독주택의 바닥면적 합계는 1,606,976 m²로 단독주택 비중의 30.6%로 높게 나타났으며, 전체 주거건물 바닥면적의 11.5%를 차지하는 것으로 나타났다. 공동주택에 있어서 최근 10년동안 건축된 공동주택의 비율은 전체 공동주택 비율의 35.5%로 비교적 높게 나타났으며, 최근 강화된 건축물의 에너지 성능 기준을 반영했을 것으로 판단된다.

Table 5는 근린생활시설 및 업무용 건축물의 노후도를 나타내고 있다. 최근 10년 동안 건축된 1종 근린생활시설의 비중은 유형 내에서 28.5%, 2종 근린생활시설은 유형 내에서 33.6%로 나타나, 최근 10년 동안의 근린생활시설 공급비중이 매우 높은 것으로 나타났다. 최근 10년 이전의 근린생활시설 공급 면적은 큰 변화없이 2~3% 정도의 편차를 보이는 것으로 나타났다. 업무용 건축물은 최근 10년동안 66.8%가 전축되어 매우 높은 비율을 보였다.

Table 6은 진주시 소재 의료 및 교육용 건축물의 면적을 제시하고 있다. 이 유형의 건축물 노후도 특징은 최근 10년 동안의 신규건축 면적과, 35년 이전 건축된 건물 면적이 특징적으로 높게 나타난다는 점이다. 의료용 건축물의 경우 35년 이상의 경과년수를 가진 건축물 면적이 29.0%를 차지하여 가장 높은 비율을 보였고, 최근 10년 동안 건축된 면적은 23.1%로 높게 나타났다. 교육용 건축물 역시 35년 이상 노후화된 건축물이 22.7%이며, 최근 10년간 건축 비율이 21.1%로 나타나, 5년 간격으로 표현된 다른 구간과 유사한 수준을 보였다.

3.2.2 진주시의 건축물의 에너지 소비량(2018-2023)

Green Together 홈페이지의 녹색건축통계에 포함된 건물에너지통계 중 2023년 용도별 에너지 소비량이 진주시 전체 에너지 소비량의 3% 이상을 차지하는 건물용도는 8개 유형이 해당하며 세부적인 내용은 Table 7에 나타나 있다.

진주시의 2023년 건물에너지 소비량 데이터 기준 가장 에너지 소비량이 높은 건물 용도는 공동주택이며, 연간 에너지 소비량은 81,869 TOE이다. 두 번째로 높은 비중을 차지하는 것은 단독주택이며 연간 45,265 TOE를 소비한다. 그 다음으로 제1종근린시설이 19,018 TOE, 제2종근린생활시설이 14,387 TOE를 차지한다. 다음으로 교육연구시설이 13,058 TOE, 업무시설이 8,443 TOE, 의료시설이 7,545 TOE의 소비량을 보였다. 이는 서부경남에서 교육, 의료의 중심인 진주시의 특징을 잘 나타내 준다. 그 다음 높은 에너지 소비량 비중을 차지하는 건물용도는 판매시설이며 연간 4,576 TOE를 소비하였으나, 전체 건물에너지 소비량 비중에서 2.1%만을 차지하여 분석 대상에서 제외하였다.

Table 7에는 건물 용도별 에너지원의 사용량을 함께 보여주고 있다. Figure 3은 진주시 건물에너지 총량 대비 건물 용도별 건물에너지 소비량 비율을 도시하고 있다. 에너지 소비량 비중이 가장 높은 공동주택과 단독주택은 열에너지 사용비중이 높으며 대부분을 가스를 이용하는 것을 확인할 수 있다. 공동주택의 가스 사용량 비중은 51.9%, 단독주택은 44.9%이다. 공동주택에서 지역난방을 8.2% 사용하는 것을 고려하였을 때, 공동주택의 열사용량 비중은 60.1%로 높아지게 된다. 그 다음 열사용량이 높은 건물 유형은 의료시설로써, 가스사용량 비중이 39.2%이다. 주거건물에서의 가스 사용 용도는 난방 및 취사 등이며, 단독주택에서는 공동주택에 비해 가스사용량이 낮은 대신 전기사용량이 높은 것으로 나타났다. 공동주택의 전기사용비율은 39.9%이며, 단독주택은 55.1%으로 나타난다. 단독주택에서 전기사용량이 공동주택에 비해 높게 나타나는 원인은 다양할 수 있다. 특히, 공동주택에 비해 열적으로 취약하다고 추정되는 단독주택의 경우, 가스 등을 사용하여 난방하는 것보다, 전기장판 등의 전열기구를 사용하는 것이 비용효율적일 수 있기 때문에 이러한 재실자 행위관련 인자가 공동주택과 단독주택의 에너지 사용 패턴의 차이를 가져왔을 가능성이 있다고 판단된다.

Figure 3.

Energy consumption ratio by building usage.

근린생활시설, 교육시설, 업무용시설 등은 전기사용 비율이 72.5~87.6%로 나타나 전기에 대한 의존도가 매우 높은 것으로 나타났다. 기존 연구문헌을 따르면 교육시설은 냉난방설비를 전기를 사용하는 EHP(Electric Heat Pump)의 비중이 높으며(Park, Cho, Park, & Oh, 2021; Park & Lee, 2018), 업무용 시설 및 근린생활시설 등에서도 이와 유사한 경향이 나타났을 것으로 추정할 수 있다. 만약 실내의 냉난방을 전기를 이용한 EHP를 주로 활용한다고 가정할 때, 기밀성능이 낮은 건물에서 누기로 인한 비효율적인 에너지 사용이 발생할 가능성이 존재한다.

3.2.3 진주시의 건축물의 에너지 소비량 증가율(2018-2023)

Table 8은 진주시 용도별 건물에너지 소비량 증가율을 보여주고 있다. 2018년부터 2023년까지의 조사된 건축물의 에너지 소비량 증가율만 고려하였을 때, 업무용 건축물이 34.6%로 가장 높았고, 그 다음으로 교육용 시설이 13.4%, 의료용 시설이 10.7%, 공동주택이 10.4%의 증가율을 보였다. 즉, 2018년 대비 단독주거와, 1,2종 근린생활시설을 제외한 주요 건축물들의 에너지 소비량이 전반적으로 증가하는 양상을 보였음을 확인할 수 있다.

한편, 2018년부터 2023년까지의 에너지 소비량 증가량이 2023년 진주시 전체 건물에너지 소비량 중 차지하는 비율을 계산한 결과, 공동주택이 3.6%로 진주시 건물에너지 소비량 증가에 가장 큰 영향을 준 것을 확인하였다. 그 다음으로 업무용 시설 및 교육용 시설이 각각 1.0%, 0.7%의 비중을 차지하는 것으로 나타났다. 이에 따라 2018년에서 2023년까지 진주시 건물 에너지 소비량 증가에 가장 큰 영향을 준 건축물 유형은 공동주택인 것으로 확인되었다. 업무용 시설 역시 2018년부터 2023년까지의 에너지 소비량 증가량은 2023년 전체 에너지 소비량 중 1.0%을 차지하는 것으로 나타났다. 결과적으로 진주시 건물 에너지 소비량 비중 및 에너지소비량 증가량 측면에서 공동주택의 에너지 소비량 관리가 매우 중요한 것으로 확인되었다.

3.2.4 진주시의 건축물의 에너지 소비밀도(2023)

연간 단위면적당 에너지 소비량은 건물의 에너지 소비밀도를 표현할 수 있는 지표이다. 에너지 소비밀도가 낮을수록 에너지효율적인 건물일 가능성이 높다. 2023년도 진주시 건물에너지 소비량을 기준으로 연간단위면적당 에너지 소비량(TOE/m²·yr)을 산출하고 에너지 소비밀도가 높은 순으로 정리한 내용은 Table 9에 나타나 있다.

에너지 소비 밀도가 가장 높은 건축물 용도는 자원순환관련시설이었으며 연간 단위면적당 0.114 TOE/m²·yr를 차지하였다. 이는 두 번째로 높은 에너지 소비 밀도를 보여준 야영장시설의 0.047 TOE/m²·yr에 비해 2배 이상의 에너지 소비 밀도를 보여준다. 또한, 2023년도 진주시 전체 에너지 소비량의 약 2%를 차지하는 것으로 나타났다. 그 다음으로 에너지 밀도가 높은 건축물 용도는 관광휴게시설로 0.43 TOE/m²·yr, 방송통신시설 0.025 TOE/m²·yr, 의료시설 0.023 TOE/m²·yr로 나타났다. 에너지 소비밀도 측면에서 상위 5위에 해당하는 의료시설은 진주시 전체 건물에너지 소비량 중 3.5%를 차지하며, 야영장 시설은 0.02%, 관광휴게시설은 0.14, 방송통신시설은 0.23%의 비교적 낮은 비중을 보여준다. 자원순환관련시설 및 의료시설 등 공공의 목적으로 활용되어 부득이하게 에너지 소비 밀도가 높은 상황이 발생하는 것도 예상가능하나, 일부 민간에서 영리 목적으로 운영되는 시설에서도 에너지 소비 밀도가 높은 유형이 일부 있는 것으로 판단된다.

진주시 전체 에너지 소비량 중 높은 비중을 차지하고 있는 공동주택, 단독주택, 1,2종 근린생활시설, 업무시설, 교육시설은 0.007~0.011 TOE/m²·yr의 범위로 비교적 낮은 에너지 소비밀도를 보여주고 있다.

주거건물의 경우 공동주택과, 단독주택의 단위면적당 에너지 소비량이 0.009 TOE/m²·yr로 유사한 수준으로 나타났다. 유사규모의 건물에서 단위면적당 유사한 에너지 소비량을 보이는 경우, 단열성능이 비교적 낮은 건물에서는 재실자들이 열적으로 보다 취약한 상태에 놓일 수 있다는 가정이 가능하다. 즉, 공동주택에 비해 단독주택이 전반적인 열적 성능이 낮다고 가정한다면, 단독주택 거주자는 단열성능이 양호한 공동주택에 비해 열적으로 취약한 상태에 있을 수 있다. 또한, 앞서 에너지 소비원 사용패턴에서 단독주택에서의 전기사용량이 공동주택에 비해 높게 나타난 것 뿐만 아니라 단독주택에 거처 대비 가구수가 1.7 에 이르는 등의 통계 결과가 이러한 가설의 타당성을 지지해주는 근거가 될 수 있다. 이 경우 단독주택의 전열기기 사용이 공동주택에 비해 더 빈번하다는 추정이 가능하다. 그러나 이에 대하여 확정적으로 판단하기 위해서는 추가적인 연구가 필요하다.

한편, 동일한 건물 에너지 소비량 데이터베이스를 이용하여 2018~2022년의 단독주택과, 아파트의 평균 에너지 소비밀도를 이용한 기존 연구의 주거건물 에너비 소비량(Choi & Choi, 2023)보다 진주시 주거건물의 에너지 소비량은 다소 낮게 나타나는 경향을 보인다. 해당 연구에서 나타난 주거건물의 에너지 소비밀도(연간 단위면적당 에너지 소비량)는 단독주택의 경우 11.790 kgoe/m²·yr(0.011 TOE/m²·yr), 아파트의 경우 10.040 kgoe/m²·yr(0.010 TOE/m²·yr) 이다. 이러한 사유는 남부지역에 위치한 진주의 지역적 특징에 의해 난방 에너비 소비량이 낮게 나올 가능성과, 진주 지역 거주자들이 에너지 절약적인 생활을 할 가능성이 모두 존재한다.

3.2.5 진주시 주거건물 유형별 1인당 에너지 소비량(2023)

앞선 자료에서 진주시 건물 에너지 소비량 비중 중에서 주거건물 유형이 59%로 매우 높은 비중을 차지하는 것을 확인할 수 있었다. 따라서 주거건물에서의 잠재적인 에너지 절약가능성을 확인하기 위해, 2023년 기준 주거 유형별 1인당 에너지 소비량을 산출하였으며, 이를 Table 10에 나타내었다. 이를 위해 단독주택과 공동주택의 연간 에너지 소비총량 및 총 가구원수를 기존 통계자료에서 각각 추출하였다. 그러나, 총 가구원수의 경우 전수조사 자료인 반면 에너지 소비량 관련 자료는 전수조사임을 보장할 수 없어 본 분석의 의미는 절대량의 비교보다 상대적인 양적 차이를 확인하는 데 한정해야 할 것이다. Table 10에서는 공동주택 거주자의 연간 1인당 에너지 소비량은 405.5 kgoe/yr·person 인 반면, 단독주택의 경우 381.5 kgoe/yr·person 인 것으로 나타났다. 이는, 단독주택 거주자의 연간 1인당 에너지 소비량이 공동주택 거주자에 비해 약 6% 낮은 것을 의미한다.

일반적으로 공동주택은 단독주택에 비해 외기에 노출되는 면적이 적기 때문에 동일한 단열 성능 조건에서는 난방기 외부로의 열손실량이 단독주택에 비해 낮게 된다. 이는 주거건물 에너지 소비량에서 높은 비중을 차지하는 난방에너지 소비량을 감소시켜 동일 규모의 단독주택에 비해 에너지 소비량이 감소하게 된다. 그러나, Table 10에서 나타난 결과는 이와 다소 상반되는 결과로 이러한 원인은 단독주택의 거주자가 동일 규모의 공동주택보다 더 많거나, 또는 단독주택이 공동주택에 비해 열적으로 더 취약함에도 불구하고 공동주택에 비해 에너지 소비를 더 적게 하는 가능성이 원인으로 작용할 수 있다. 고급 단독주택의 경우 경제적으로 공동주택 거주자에 비해 양호한 구성원이 거주할 가능성이 높고, 이 또한 단독주택의 에너지 소비량을 증가시킬 수 있는 요인으로 작용할 수 있다. 그러나 전반적으로, 단독주택의 취득가가 공동주택의 취득가 보다 낮다고 가정할 때, 거주자의 경제적인 상황이 단독주택 거주자 1인의 에너지 소비량을 낮춘 원인일 가능성이 높다고 판단된다. 즉, 다수의 단독주택은 거주환경 측면에서도 공동주택에 비해 더 열악할 뿐만아니라, 에너지 소비 측면에서도 더 취약할 가능성이 있다고 추정이 가능하다. 이는 진주시 소재 단독주택의 에너지 성능 향상과 거주환경 개선이라는 두 가지 목적이 공존함을 의미할 수 있다.

4. 논 의

4.1. 진주시 건물 에너지 절감대상의 우선순위

본 연구에서는 진주시 건물 에너지 소비량 통계를 이용하여, 건축물 용도별 에너지 소비량 비중을 분석하였다. 그 결과, 주거건물에서 소비되는 에너지 소비량이 진주시 건물 에너지 소비량의 59%를 차지하는 것으로 나타났다. 동시에, 공동주택의 에너지 소비량이 38.0%로 높은 비율을 보였다. 공동주택의 재실원 1인당 에너지 소비량 역시, 405.5 kgoe./yr·person으로 단독주택의 381.5 kgoe./yr·person 보다 높은 비율로 나타났다. 이에 따라, 진주시 건축물의 에너지 소비량 감축을 위해서는 주거건물의 에너지 소비량 절감이 우선적으로 고려될 수 있으며, 특히 공동주택의 에너지 소비량의 절감이 가장 우선적으로 검토되어야 할 것으로 판단된다.

그러나, 주거용 건축물의 노후정도를 살펴 볼 때는 공동주택은 비교적 에너지 성능이 우수할 것으로 판단되는 최근 15년 동안의 신축건물이 공동주택 전체 물량의 50.8% 정도를 차지하고 있다. 따라서 노후 공동주택과, 신축 공동주택의 에너지 소비량 감축 전략을 차별화 할 필요가 있을 것으로 판단된다.

한편, 단독주택의 경우, 진주시 건물 에너지 소비량의 21.0% 정도를 차지하고 있다. 단독주택의 특징은 앞거 언급한 바와 같이 건축된지 35년 이상이 경과한 건물의 수가 전체 단독주택의 30.6%를 차지하고 있다. 이는 에너지 성능이 취약한 단독주택 물량이 매우 많음을 의미하며, 이러한 노후 단독주택에 대한 에너지 소비량 감축방안이 주요하게 검토되어야 할 것이다. 이를 위해 에너지 성능개선 또는 멸실 등을 유도할 필요가 있다.

다음으로 높은 에너지 소비량을 보인 건축물 용도는 1,2종 근린생활시설로, 각각 8.8%, 6.7%의 비율을 나타냈다. 이 유형의 건축물은 주거건물에 비해 진주시 건물 에너지 소비량 총량에서 차지하는 비중은 다소 낮게 나타난다. 그렇지만, Table 9에서 제시한 에너지 소비 밀도 측면에서는 공동주택에 비해 높은 수치를 보여주고 있다. 물론, 건축물의 용도에 따른 에너지 소비 유형 및 패턴이 공동주택과 다르기 때문에 이러한 경향 차이가 나타날 수 있다. 또한, 건축법에서 규정하고 있는 단열성능이 일반 건축물보다 공동주택 등이 높기 때문이 이러한 에너지 소비밀도 차이가 나타나는 경향도 의심해 볼 수 있다. 특히, 근린생활시설에서의 기밀성능은 공동주택에 비해 낮을 가능성이 높다. 소규모 근린시설의 경우, 창, 출입문 등의 기밀성이 적절한 수준 이상으로 확보되지 못하는 경우가 많을 것으로 예상된다. 여기에 더해, 일반적인 근린생활시설은 공기식 냉난방 시스템을 활용하는 경우가 많을 것으로 판단되며, 침기량이 많을 경우 누기로 인한 에너지 손실이 크게 나타날 가능성이 높을 것으로 예상된다. 이 외의 원인으로는 높은 조명밀도, 높은 전기제품 사용량 등이 고려될 수 있을 것이다. Table 7에서 나타난 것처럼 해당 유형의 건축물 군에서 전기사용량이 80.1~87.6%로 높은 비중을 차지한다는 것이 이러한 추정을 가능하게 한다.

근린생활시설의 노후도 측면에서는 최근 10년 동안 건축된 건물들이 1종 근린생활시설의 경우 28.5%, 2종근린생활시설의 경우 33.6%로 확인된다. 즉, 최근 10년동안 건축된 근린생활시설의 비중이 과거의 평균적인 공급량 보다 약간 높을 것으로 판단된다. 이러한 건물은 주거건물처럼 특정한 소유자에 의해 지속적으로 점유되는 경우도 있지만 임대차에 의해 점유자가 지속적으로 바뀌는 경향도 상당부분 있을 것으로 판단된다. 이에 따라, 비교적 수시로 일어날 것으로 예상되는 리모델링의 시점에 건축물의 에너지 소비량을 낮출 수 있는 방법을 유도하거나, 임대인이 자발적으로 에너지 소비량 개선을 할 수 있는 방법을 검토해 보는 것이 필요할 것으로 판단된다.

다섯 번째로 높은 에너지 소비량 비중을 차지한 건축물유형은 교육시설이다. 진주시는 서부경남의 중심지로서, 초중고등학교를 비롯한 다수의 대학이 존재한다. 초중고등학교 및 대학 등과 같은 교육시설의 경우 건물 유형은 극서, 극한기에는 운영이 되지 않는다는 특징이 있다. 그러나, 이러한 건축물 역시 건축물의 공기식 냉난방을 위주로 하며, 외피 기밀성능 및 개구부 개방과 관련한 관리가 잘 되지 않아 누기가 높게 나타날 것으로 예상되는 점 등 에너지 소비량 관리 측면에서 개선이 필요할 부분이 존재할 것으로 판단된다.

의료 시설의 경우 3.5%의 낮은 비중을 차지하지만, 에너지 소비량 밀도가 다섯 번째로 높은 편으로 관리가 필요할 것으로 판단된다. 의료용 건축물의 특징상 에너지를 추가적으로 많이 사용하더라도 이용자의 건강과 생명을 보전하는 것이 보다 더 큰 가치를 가져오는 일일 수 있기 때문에, 본연의 기능을 유지하는 방법 역시 함께 고려해야 할 것이다. 신재생에너지 시스템의 적용 등이 이러한 방안으로 고려될 수 있을 것으로 판단된다.

4.2. 에너지원 별 에너지 소비량 절감 방안 검토 필요성

본 연구에서는 건축물의 용도 및 유형에 따라 사용에너지원의 차이가 나타나는 것을 확인하였으며, 이는 Table 7에서 잘 나타난다. 공동주택에서는 가스 사용량이 높게 나타났으며, 단독 주택에서는 전기사용량이 가스사용량보다 높게 나타나는 양상을 보인다. 가스 사용량은 일반적으로 난방, 급탕, 취사용으로 사용되어 일반적으로 주거건물에서 높게 나타나게 된다. 특히, 주거건물에서의 난방에너지 사용량이 높은 편이기 때문에 공동주택에서의 높은 난방에너지 소비비중은 납득되는 수준이다. 그러나, 단독 주택의 경우 전기 소비량이 가스 사용량에 비해 높게 나타났다. 이러한 양상에 대해 다양한 원인을 추정할 수 있다. 첫째로, 단독주택의 열적 성능이 공동주택에 비해 낮아 가스를 사용한 난방으로는 비용적으로 부담이 높기 때문에 전열기기를 대체로 사용할 가능성이 존재한다. 둘째로, Table 3에 나타난 것처럼 공동주택의 경우 1개의 거처에 거의 1개의 세대가 거주하는 것으로 나타난 반면 단독주택에 거주하는 가구수는 거처수의 1.7배로 높게 나타난 것을 기초로 추정해 볼 때, 공유할 수 있는 공간의 냉난방에 소요되는 에너지 소비량 이외의 다양한 전기제품 사용량이 증가했을 가능성이 있다. 이에 따라 주거건물에서의 열에너지 소비량 절감방안 및 단독주택에서 전기소비량을 절감할 수 있는 방안을 동시에 검토할 필요성이 있을 것으로 판단된다.

주거건물 이외의 건축물 유형에서는 전기 소비량이 전반적으로 높게 나타나 전기소비량 절감에 대한 대안 모색이 필요할 것으로 판단된다. 이를 위해서는 전기기기 사용 패턴에 대한 추가적인 실태조사 등의 필요성도 있을 것이다.

4.3. 탄소배출량 감축 측면의 신재생에너지원 활성화 검토 필요성

건축물의 단열성능, 기밀성능과 같은 건축요소 성능의 개선은 많은 비용과 시간이 걸리는 것이 일반적이다. 최근에는 2023년을 기점으로 민간 그린리모델링 이자지원사업이 중단되는 등 관련 사업의 동력도 줄어들고 있는 상황이다. 건축물의 장기적인 에너지 수요를 줄인다는 측면에서 이러한 정책은 장점을 가지고 있지만, 사업주의 경제성 측면 또는 홍보 측면에서 사업의 한계도 일부 존재하였을 것이라 판단된다.

이러한 상황에서 신재생에너지 적용을 통한 전기에너지의 공급은 국가적인 탄소배출량 측면에서 유용한 대안이 될 수 있을 것이라 판단된다. 건물에너지 소비량을 줄이는 것은 결과적으로 국가탄소배출량과 관련한 일련의 과정이라 볼 수 있기 때문이다.

다른 한편으로는 건축물 지붕에 적용햔 태양광 등을 활용하여 지역주민들의 경제적 수익성 향상을 기대할 수 있어, 열악해지는 구도심을 중심으로 새로운 수익 모델을 창출할 가능성도 고려해 볼 수 있을 것이다.

4.4. 지자체 차원의 민간 건축물 그린리모델링 지원방안검토 필요성

앞선 조사 결과에 따르면 단독주택에서 노후화된 건축물이 큰 비중으로 존재하는 것을 확인할 수 있다. 이러한 노후 건축물의 경우 멸실하는 사례도 있겠지만, 일부 리모델링을 통해 지속적으로 사용하는 경우도 존재할 것으로 판단된다. 이에 따라, 이러한 노후 민간 건축물의 그린리모델링에 대한 지원방안을 지자체 차원에서 검토하는 것도 고려할 필요성이 있는 것으로 판단되며, 건축법규상에 제시된 성능 이상의 그린리모델링을 수행할 때, 지자체의 권한 안에서 가능한 인센티브를 부여하는 등의 방법이 고려될 수 있을 것으로 판단된다. 에너지 소비량 절감에 따른 혜택, 신재생에너지 설비 구축에 따른 인센티브 등이 구체적인 대안으로 가능할 것이다.

국내 기존 연구에 따르면, 단독주택에 대해 행정의 간소화, 이자지원 이상의 직접비용 지원 등의 대안을 제시하고 있어 참고할 만하다(Seo & Byun, 2024). 한편, 비용지원의 경우 지자체의 재정에 부담이 될 수 있어, 투자 대비 효과 및 건축물 성능개선의 시급성 등을 종합적으로 고려할 필요가 있을 것으로 판단된다. 또한, 건축물 유형별로 그린리모델링을 적용하였을 때의 경제성을 검토한 기존 연구에서, 단독 주택이 가장 경제성이 있는 것으로 나타났지만(Jung et al., 2023), 경제성을 획득하기 위하여 걸리는 20년이라는 긴 기간이 또다른 장애요인으로 작용할 수도 있을 것으로 판단된다.

4.5. 홍보 및 교육 프로그램의 강화 필요성

건축물의 에너지 소비량을 절감하는데 있어 영향을 주는 요소는 건물 디자인, 설비시스템, 재실자 특성이 고려될 수 있다(Leigh & Byun, 2003). 건물 디자인과 설비 시스템은 교체주기가 길며, 성능 개선에 비용이 많이 드는 편이지만, 재실자 특성은 그 변화에 있어 큰 비용이 들지 않는다. 재실자 특성은 재실자의 행동패턴 등과 밀접한 관련이 있으며, 에너지 절약적인 행동변화로 즉각적인 에너지 절감 효과를 얻을 수 있기 때문이다. 예를 들어, 착의량 등과 같은 요소는 난방에너지 소비량 및 탄소배출량 절감에 영향을 줄 수 있으며(Lee & Yoon, 2010), 냉난방 온도 설정의 조절 역시 건물 에너지 소비량에 영향을 줄 수 있다(Lee, Lee, & Shin, 2023). 따라서 지역사회 차원에서의 건물에너지 소비량 절감을 위한 시민 행동변화와 인식의 제고 등의 정책의 마련이 필요할 것이다(Steg, 2008; Kang, Cho, & Kim, 2012). 더불어 이를 촉진하기 위한 지자체 중심의 홍보 및 교육 프로그램의 강화를 추진할 필요성도 있다고 판단된다.

5. 결 론

본 연구에서는 진주시의 건물 에너지 소비량 공공 데이터를 활용하여, 지자체 차원에서 건물 에너지 소비량 저감을 위해 활용가능한 방안에 대하여 고찰하였다. 그 결과는 아래와 같이 요약될 수 있다.

첫째, 진주시 건물 에너지 소비량 중 주거건물의 에너지 소비량이 전체의 59%를 차지하는 것으로 나타나, 주거건물에서의 에너지 소비량 절감을 우선적으로 수행할 필요가 있는 것으로 나타났다.

둘쨰, 단독주택의 경우 35년 이상 노후화된 건축물이 단독주택 총 물량의 30.6%를 차지하여 건물 에너지 성능 개선에 있어 중요하게 고려하여야 할 것으로 판단된다.

셋째, 의료용과 교육용 건축물 역시 35년 이상 노후화된 건물의 비중이 각각 29.0%, 22.7%를 차지하고 있어 개선이 필요할 것으로 판단된다. 의료용 건축물은 본연의 기능을 저해하지 않는 범위안에서 신재생에너지 시스템의 적용등을 검토할 수 있을 것으로 판단되며, 교육용 건축물은 재실자의 행위 개선 및 신재생 에너지 설비의 적용 등을 종합적으로 고려할 수 있을 것이다.

넷쩨, 건물 에너지원 별 사용 특징에 따르면, 주거건물을 제외한 나머지 건물 유형에서 전기 소비량이 매우 큰 비중을 차지하고 있는 것으로 나타났다. 이에 따라, 전기 소비량을 줄일 수 있는 방안 및 공기식 냉난방기의 활용을 지원하기 위한 건축물 기밀성능의 향상 등을 정책적으로 고려할 수 있을 것으로 판단된다.

다섯째, 기존 건물 에너지 성능개선 사업등의 한계를 살펴 볼 때, 지역사회의 건물에너지 소비량 절감을 위해 비교적 비용효율적인 홍보 및 교육활동에 대한 강화를 선제적으로 수행하는 것이 필요할 것으로 판단된다.

본 연구는 국가통계에 나타난 건물 용도별 에너지 소비량 총량과, 건축물의 내구년수를 이용하여, 진주시 건물 에너지 소비량 절감방안을 고찰하였다. 상세한 건축물 특징 및 재실자 상황등이 반영되지 못하여, 세부적이고 구체적인 대안마련은 수행하지 못하였으며, 거시적인 방향성만을 제시하였다는 한계가 있다. 추후 연구에서는 건축물 용도별 유형별 실태조사 및 재실자 인식 등을 함께 수행하여 보다 현실성 있는 대안을 제시하고자 한다.