미 에너지고효율 주택, 신기술 개발보다는 기술 상용화로

- 에너지절약형 주택 Das Haus 순회 전시·세미나 참석 후기 -

- 패시브 하우스와 레트로피트 등 친환경건축 관련 최근 추세 주목해야 -

 

 

 

□ 미래형 친환경에너지절약주택, Das Haus 세미나·전시회

 

 ○ 재미독일상공회의소(GACC)와 재캐나다독일상공회의소(CGCC) 주최 순회 전시

  - GACC와 CGCC가 공동으로 주관하는 Das Haus 전시회·세미나는 에너지효율과 재생가능에너지 관련 최신 건축 기술을 적용한 일종의 주택 전시회(쇼케이스)임.

  - 독일 연방정부 내 경제기술부가 후원하는 2대 수출사업의 일부분으로 포함

  - 2011년 10월부터 약 1년간 미국과 캐나다 내 12개 주요 도시를 순회, 전시회와 관련 첨단기술 설명 세미나 개최함.(아래 지도 참조)

  - 2011년 10월 17일 미국 애틀랜타에서 시작, 휴스턴과 템페, 샌프란시스코, 캐나다의 밴쿠버와 토론토, 몬트리올 등을 거쳤으며 워싱턴 DC는 10번째 순회도시

  - 이밖에 주택 건설기술분야 전문가들이 참여해 에너지자급주택(net-zero house) 관련 현황과 기술전망 등에 대해 논의하는 심포지엄도 개최

 

2011~2012년 Das Haus 전시회 개최 주요 도시 현황

자료원: Das Haus 홈페이지

 

□ ‘패시브 하우스(passive house)'의 전형, Das Haus

 

 ○  에너지 사용을 최소화하는 주택설계, 패시브 하우스

  - 패시브 하우스란 에너지 사용을 최소화한다는 의미로 주택건설 시 단열재를 사용해 에너지 손실을 막거나 쓰고 남은 폐열(廢熱)을 이용해 에너지로 재활용하는 경우를 지칭

  - 일반적 에너지 사용에 비해 최대 80% 이상의 에너지 절감효과가 있으며 태양열 집열판, 태양전지 모듈 등을 사용할 경우 에너지 소모 없는 제로에너지(net-zero) 주택도 가능

  - 초단열재로 둘러싸인 건물 외벽 소재가 내부공기를 외부에서 완전히 차단하기 때문에 계절에 따른 기온 변화 영향을 거의 받지 않으며 실내 에너지 사용 또한 절감하는 특성

  - 내부 공기 환기는 지하에 열교환기를 설치, 여름에는 시원하고 겨울에는 따뜻한 공기를 집안에 순환할 수 있게 해 해결(그림 참조)

 

에너지 사용과 열손실을 최소화하는 패시브 하우스

    

자료원: nate.com

 

 ○ 독일식 에너지고효율 주택, 패시브 하우스

  - 패시브 하우스의 개념은 1991년 독일 다름슈타트에서 처음 소개된 이후 오스트리아, 영국 등 유럽 전역으로 빠르게 확산됨.

  - 특히 독일은 2009년 이후 패시브 하우스가 아니면 건축 허가를 내주지 않을 정도로 차세대 에너지절약형 주택으로 각광받음.

     

 ○ 미국에서도 최근 패시브 하우스 관련 기술 개발과 보급에 앞장

  - 미국 연방정부 내 에너지부에서도 2020년까지 초단열소재, 진공단열창, 스마트 창호 등 건물 외벽의 단열성능을 강화하는 연구 지원 강화하는 등 패시브 하우스 보급 장려

     

□ 미국에도 적용가능한 ‘패시브 하우스(passive house),' Das Haus

     

 ○ Das Haus: 독일에서 유래해 북미에 최적화된 고효율에너지주택

  - 독일 경제기술부 지원 하에 건설된 조립식 가건물로 에너지 효율 극대화 관련 최첨단 건축기술과 아이디어를 적용

  - 특히 2007년과 2009년 미국 에너지부 주최 Solar Decathlon 대회에서 최고 작품으로 선정된 친환경 주택 설계 작품을 응용한 것이 특징

  - 독일에서 유래했으나 상대적으로 태양에너지를 얻기 용이한 북미지역의 지리적 특성을 고려해 설계된 주택모형이라는 특징

     

 ○ 구조적으로 생활공간, 설비용 공간, 태양광 지붕, 미팅룸 등으로 분류 (아래 사진)

  - 생활공간: 초단열재로 둘러싸여 실내기온을 실외로부터 완벽 격리하며 여름에는 외부보다 시원하고 겨울에는 외부보다 따뜻

  - 설비용 공간: 미팅룸에 인접하며 주택 전체의 에너지 소비와 생산을 제어하는 역할

  - 태양광 지붕: 건물 상층부에 위치한 태양광 전지 모듈은 건물 전체에 전력(에너지)을 공급하며 특히 인터넷이나 스마트폰 앱 등을 통해 태양력 생산현황 실시간 확인 가능

  - 미팅룸: 생활공간과 설비용 공간 사이에 위치하며 방문객 편의를 위해 양쪽으로 공간이 트인 구조로 설계

 

Das Haus 외관 전경

     자료원: 워싱턴 무역관 촬영

 

□ 주요 최신기술과 에너지 콘셉트 실현에도 충실

 

 ○ 화석 에너지 소비량 ‘제로’ 실현

  - 이번에 선보인 Das Haus의 경우 기존의 패시브 하우스 시스템에 추가로 태양에너지 공급기능을 갖춰 화석 에너지 소비 없는 주택을 실현했다는 점이 가장 큰 특징

  - 지붕에 CIS(Conductor Insulator Semiconductor) 초소형 필름 광전지기술을 적용, 실내 인테리어의 직사광선의 과도 노출을 방지해 실내 온도 항상성 유지

     

 ○ 진공 단열재 적용, 동·하절기 난·냉방 에너지 절감에 기여

  - 벽면과 바닥·천장, 출입구와 창문 등 거의 대부분이 진공 단열재로 이루어져 열의 대류와 전도를 방지, 고효율 에너지 주택 실현

 

 ○ 열 회수 환기 시스템을 적용, 온도를 조절하고 공기 순환을 유도

  - 지하로 연결된 바닥의 통풍구를 통해 내부 공기가 빠져나감과 동시에 외부의 신선한 공기가 유입, 공기 순환과 실내 온도 조절 실현

 

 ○ 기타 LED 조명시스템, 태양광 에너지를 이용한 주방기구 사용

  - 실내 조명은 LED를 대거 활용함으로써 에너지 효율성을 높임과 동시에 냉장고나 커피 제조기 등 주방기기는 태양광 에너지를 공급받아 작동

 

□ 미 에너지부도 관심, 태양에너지와 에너지 효율화 관련 기술

 

 ○ Das Haus 유관행사로 관련분야 전문가들 참석 넷제로(net-zero) 주택 심포지엄 열려

  - Das Haus 워싱턴 DC 순회 전시에는 한편 유관행사로 넷제로 주택, 즉 에너지자급형 주택에 관한 최근 기술 동향에 관한 심포지엄 또한 개최

  - 이번 심포지엄에는 미국 에너지부 에너지효율성·재생에너지국(EERE)의 Ronald Risser가 참석해 기조연설을 했으며 기타 산업과 R &D 전문가들이 참석

     

 ○ 미 에너지부 EERE, LED 및 태양광전지(PV셀)에 특히 주목

  - EERE의 Risser씨는 기조연설을 통해 현재 에너지부가 특히 LED 기술과 독일 시장 내 인기를 얻는 태양광 전지 관련 기술에 주목한다고 밝힘

  - 관련 신기술 개발보다는 기존 기술의 상용화 혹은 기술 접근성 확대에 초점을 맞추고 가격경쟁력과 효율성 증대를 위한 각종 프로그램을 운영 중

     

 ○ 미 에너지부의 다양한 에너지효율성 제고 및 태양에너지 관련 프로그램들

  - Building America(http://www1.eere.energy.gov/buildings/residential/ba_index.html): 주로 주거용 건물 관련 프로그램으로 고효율 저비용의 에너지 절약형 주택건설 관련 각종 연구를 증진하고 연구결과의 상용화를 장려

  - Building America는 특히 신기술의 지속적인 시험 적용을 지원하고 관련된 정보를 공개함으로써 건축 전문가뿐 아니라 일반인들의 정보 접근성 향상 또한 도모

  - Better Buildings 사업(http://www1.eere.energy.gov/buildings/betterbuildings/): 주로 기존에 검증된 고효율 에너지 기술 모범 사례를 선정해 해당 사례의 확산과 공유, 정보 접근성 향상 등을 도모

  - 주택 에너지스타 프로그램(Home Performance with Energy Star, http://www.energystar.gov/index.cfm?fuseaction=hpwes_profiles.showsplash): 건물의 에너지 효율 향상을 위해 필요한 유지 보수 활동을 지원하는 한편 주거용 건물의 에너지 효율 평가를 수행, 일정 기준을 통과한 주택에 대해 에너지 스타 인증마크 부여

  - 태양광 주택건설 경진대회(solar decathlon, http://www.solardecathlon.gov/): 대학생을 대상으로 하는 태양력 발전주택 건설 경진대회로 고성능·고효율 설계뿐 아니라 미적으로 가치있는 친환경 주택 건설한 팀에 수상기회 부여

   

□ 레트로피트(retrofit): 현존 재생에너지기술의 적용 확대를 통한 에너지절감

     

 ○ 한편, 이번 넷제로 주택 심포지엄에 산업 전문가로 참석한 Oliver Baumann  또한 기존에 이미 개발된 기술로도 충분한 에너지 절약효과 실현이 가능함을 주장

  - 워싱턴 DC 소재 에너지절약과 혁신기술 적용 관련 건축 컨설팅 업체 대표를 맡은 Baumann씨는 그 증거로 레트로피트(retrofit)가 최근 건축부문에서 인기를 끄는 현상을 지적, 관련 사례 열거

 

 ○ 레트로피트: 기존 건물의 개보수를 통해 첨단 고효율 에너지 기술을 적용

  - 웨스트버지니아 주 소재 한 빌딩은 레트로피트의 한 유형인 냉수빔(chilled beam)을 사용해 기존 냉난방공조(HVAC) 시스템보다 32.6%의 에너지 절감

  - 워싱턴 DC 소재 한 대학교 캠퍼스 레트로피트 프로젝트에서는 천정복사기술을 적용해 기존의 냉각기와 콘덴싱보일러 사용 시보다 40%의 에너지 절약 효과 실현

     

 ○ 레트로피트 관련, 냉수빔과 수력온냉방기술 유망

  - 한편 Baumann씨는 최근 수행한 프로젝트 등에 근거, 향후 레트로피트 관련 수력온냉방기술과 냉수빔 등이 특히 유망할 것으로 예상

 

□ 전망과 시사점

     

 ○ 미국 주택시장 내 패시브 하우스 전망 밝아

  - 심포지엄 후 접촉한 미 에너지부 EERE의 매니저 Risser씨는 그동안 미 주택시장이 매우 침체돼 패시브 하우스 개념을 적용한 주택 건설이 다소 어려웠음을 인정

  - 그러나 최근 미 주택시장이 빠른 회복세 보이는데다 미국이 직면한 에너지 문제 타개를 위해서 패시브 하우스가 핵심산업 중 한 가지로 선정, 향후 미국에서도 패시브 하우스 보편화될 것으로 전망

  - 에너지부가 2020년까지 패시브 하우스 보급을 추진하는 등 미국 내 관련 정부 지원 프로그램들도 향후 패시브 하우스 보편화 앞당기는데 기여할 것

     

 ○ 태양광 시스템과 진공 단열재 적용을 기본으로 하게 될 미래형 주택

  - 패시브 하우스 관련 핵심기술로 진공 단열재(VIPs), 태양광시스템, 3중창과 열교환 장치 등이 있으며 이같은 기술은 중·장기 주택 건설의 기본이 될 것

     

 ○ 패시브 하우스 관련 기술 습득과 자재 확보 관련 우리 기업의 발빠른 행보 필요

  - 패시브 하우스 관련 기술은 미국 내 주거용 건물뿐 아니라 상업용·공업용 건물 건축에도 적용되는 등 향후 적용가능분야 더욱 광범위할 것으로 예상

  - 때문에 패시브 하우스 관련 개념에 대한 이해를 바탕으로 관련 자재와 기술력 확보 위해 우리 기업들 적극적으로 노력해야 함.

 

 ○ 특히 LED 관련 관세철폐효과로 우리 기업의 관심과 수출전략 수립 필요

  - 미 LED 시장이 앞으로 더욱 빠른 성장세 보일 것으로 예상되는 가운데 우리 기업은 특히 한미 FTA 발효로 LED 조명 관련 관세 2.6%가 즉시 철폐, 유리한 고지 선정

  - 그러나 현재 미국 LED 시장 관련 가격경쟁력 높은 중국 제품 점유율이 73.7%에 달해 우리 기업 효과적인 수출전략 수립 필요

 

 ○ 태양광 주택건설 경진대회(Solar Decathlon) 참가 통한 미 시장 진출 고려해볼만

  - 미 에너지부 주최로 2년에 한번씩 열리는 태양광 주택건설 경진대회는 2013년 10월 3일부터 열흘간 캘리포니아 어바인에서 개최 예정

  - 2013년은 특히 전통적으로 대학생만 참가하도록 제한하던 규정을 철폐, 주택건설산업 종사자들도 참가할 수 있도록 함으로써 참가자 대폭 확대될 전망

  - 특히 에너지부는 2013년 대회를 통해 인구가 많고 지리적으로 태양력 발전에 유리한 캘리포니아 시장 내 고효율 주택 홍보 효과 또한 기대함.

  - 이같은 맥락과 관련, 대회에 참가해 수상할 경우 미 시장 진출에 절대적으로 유리한 교두보를 마련할 수 있다는 점에서 매력적임.

     

     

자료원: Das Haus 웹페이지, Das Haus 세미나 발표자료, 무역관 촬영 및 인터뷰 자료, 기타 KOTRA 워싱턴 무역관 보유자료 종합