[지식정보] 빌딩 전기화(Building Electrification) 전망

건물에서 냉난방과 조리를 위해 도시가스를 사용하면 탄소가 배출된다. 건물의 완전 전기화는 가스 같은 화석 연료를 사용하지 않고 전기로만 구동되는 자산을 말한다. ULI는 최근 미국 부동산 업계 관련 전문가들의 토론 내용을 정리하였다. 주요 주제는 부동산 소유주와 개발업체가 완전 전기 건물로 전환하도록 장려하는 모범 사례, 저소득층 커뮤니티에 공평한 전환을 보장하는 방법, 건물 전기화의 광범위한 구현에 대한 과제, 기타 혁신과 트렌드 등이다. 관련 시사점을 정리해본다.

자료: ULI자료

URBANLAND.ULI.ORG/ SUMMER 2021, Airport connections Development ties travel, logistics, and cyberspace

ULI의 Electrify THE MOVEMENT TO ALL-ELECTRIC REAL ESTATE

https://urbanland.uli.org/public/outlook-for-building-electrification/?utm_source=realmagnet&utm_medium=email&utm_campaign=HQ%20Urban%20Land%2007%2E24%2E23

아주경제 최민성 칼럼 https://www.ajunews.com/view/20210806085559314

델코지식정보

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1. 건물의 완전 전기화란?

건물의 완전 전기화는 가스 같은 화석 연료를 사용하지 않고 전기로만 구동되는 자산을 말한다. 건물의 완전 전기화가 보편화되려면, 향후 5~10년 이상이 걸리겠지만, 앞서가는 상업용 부동산은 완전 전기화를 이미 수익에 반영하면서 자산을 전략화하고 있다. 완전 전기 사용은 이미 대세가 되고 있다.

완전 전기화는 건축비와 에너지 비용을 절감하고, 건물 개조 효과를 최적화하는 재정적 이익을 준다. 미국 빌딩 탈 탄소 연합에 따르면 천연가스 공급 시스템 비용은 계속 증가, 2009~2017년 사이에 3배, 연간 149억 달러로 증가했다. 완전 전기화는 가스 시스템 설치비가 안 들어 신축 공사의 초기 비용을 줄이고, 나중에 완전 전기로 개·보수하는 비용도 들지 않는다. 빌딩 에너지 효율과 외부 전력 그리드 상호연결을 최적화하는 기술적 이점도 생기고 있다. 이로 인해 건물 가치도 증가한다.

건물의 완전 전기화는 임차인의 환경 의지, 건강과 안전 개선 등을 돕는 환경적 이점도 있다. 주방 가스레인지나 보일러처럼 현장에서 천연가스를 태우는 것은 근본적으로 실내 공기 질을 악화시킨다.

도시는 전기화와 관련하여 신기술 시험, 정책과 인센티브, 시스템 설계와 관리, 인재 양성 등을 개발하는 능력이 있다. 부동산 업체는 화석연료 사용 없이 외부전력망 의존을 줄이기 위해 에너지 개조 구축을 시작할 수 있다. 기반 시설과 유틸리티 제공자는 재생 에너지원을 개발하면서, 건물과 전기차의 전력 수요를 충족하는 전력 그리드를 마련할 수 있다. 서비스 제공업체는 비즈니스 사례를 가지고 수요자를 교육할 수 있다. 입주자와 거주자는 인덕션 스토브와 같은 가스 대안을 이미 채택하고 있다.

2. 미국 부동산 업계의 빌딩 전기화 전환 과정은?

관련 전문가들은 부동산 소유주와 개발업체가 완전 전기 건물로 전환하도록 장려하는 모범 사례, 저소득층 커뮤니티에 공평한 전환을 보장하는 방법, 건물 전기화의 광범위한 구현에 대한 과제, 기타 혁신과 트렌드를 논의하고 있다. 그 내용을 정리하였다.

신축 건물뿐만 아니라 기존 건물의 건물 전기화를 장려하기 위해 공공 부문이 해야 할 모범 사례는?

공공 부문은 건물 전기화를 장려하기 위해 당근과 채찍을 모두 고려해야 한다. 때로는 당근이나 인센티브가 채찍, 즉 법규와 정책만큼 효과적이지 않을 수도 있다. 정책, 의무, 재정적 처벌이 시장을 움직인다. 하지만 자금이 뒷받침되지 않는 의무는 피해야 한다. 공공 정책은 업계와 시장을 교육하고, 기술 지원과 교육을 제공하며, 인력 개발을 지원해야 한다. 가장 중요한 것은 기존 건물의 전기화 비용이 매우 비싸기에, 프로젝트에 자금을 조달할 수 있도록 적절한 리베이트, 인센티브, 무이자 장기 부채를 제공해야 한다.

기존 건물의 전기 전환은 쉽지도, 저렴하지도 않을 것이다. 우선 교육이 필수적이다. 건물 소유주는 전기화가 기후와 건물 거주자의 건강에 유익한 이유에 대한 기본 사항을 이해해야 한다. 그런 다음 기존 건물의 전기 개조를 장려하기 위해 세금 공제, 리베이트 및 유익한 금융 메커니즘과 같은 상당한 재정적 인센티브를 제공해야 한다. 마지막으로, 공공 부문은 리모델링 프로젝트의 조건으로 전기화 요건을 이행할 수 있다. 신축과 마찬가지로 건물 외피(building envelope) 개선도 전기화와 함께 면밀히 고려해야 한다.

우선은 소유주 및 최종 사용자와의 협업이 중요하다. 이러한 협업은 공공 부문에서 환경, 사회 및 거버넌스 목표와 관련된 코드, 정책 또는 인센티브를 채택하기 전에 필요하다. 이러한 건물에서 매일 생활하고 근무하는 사람들이 직면하는 문제를 이해하는 것이 중요하다. 주요 건물 시스템을 업그레이드하고 테넌트 공간을 변경할 수 있는 능력은 사업 계획과 임대 주기에 따라 달라진다. 예를 들어 샌프란시스코의 리바이스 플라자에서는 4개의 건물을 천연가스 보일러에서 전기 히트펌프 솔루션으로 전환하는 작업을 진행하고 있다. 이러한 프로젝트의 경우 공실을 활용하려고 노력하지만, 남아 있는 세입자를 위한 추가 난방도 고려해야 한다. 어떤 경우에는 내부에 공간이 없거나 하중이 너무 심해 지붕에 임시 보일러를 설치해야 했다. 이러한 프로젝트는 신중한 계획이 필요하다.

우선은 시범 프로젝트에 주목할 필요가 있다. 서부 해안과 같은 따뜻한 기후 지역에는 이러한 프로젝트가 더 많지만, 건물 전기화가 더 어려운 추운 기후 지역에는 프로젝트가 적다. 둘째, 히트 펌프, 단열 및 건물 외피 개선에 대한 유틸리티 리베이트 프로그램을 강화할 필요가 있다. 특히 전기 요금이 높은 관할 구역에서는 전기 사용량 증가를 상쇄하기 위해 옥상 태양광에 대한 주정부 프로그램도 필요하다. 셋째, 전기화 프로젝트를 실행하는 데 필요한 인력을 양성해야 한다. 전기 기술자 및 기술자 인력이 고령화되고 있다. 전기화는 숙련된 기술에 대한 수요를 증가시킬 것이다. 새로운 친환경 일자리를 채울 자격을 갖춘 노동력 부족은 전기화의 제약 요인이 될 수 있다.

전기화가 사회적 형평성을 개선하고 저소득층 커뮤니티에 혜택을 주려면 어떻게 해야 하나?

첫째, 프로그램과 리베이트 인센티브는 저소득층 커뮤니티를 대상으로 하여 전기 공급의 기회에 대한 인식을 확산시켜야 한다. 둘째, 저소득층 커뮤니티에 저금리 또는 무이자 대출 프로그램을 제공해야 한다. 셋째, 단열재와 창문 등 단열 환경을 개선하고 옥상 태양광을 HVAC 시스템의 전기화와 함께 장려하는 인센티브를 번들로 제공하여 저소득층 커뮤니티 구성원의 운영 비용 부담을 줄여야 한다. 넷째, 이러한 지역사회를 대상으로 인력 개발 프로그램을 실시하여 공정한 전환을 위한 고임금 일자리를 창출한다. 저탄소 경제로의 전환은 엄청난 일자리를 창출할 것이다. 저탄소 경제로 가는 길은 소외된 지역사회 구성원들에게 번영의 길이 될 수 있다.

건물 전기화의 주요 목적은 건축 환경이 지구 기후에 미치는 영향을 완화하는 것이다. 지구상의 모든 사람이 자연스럽게 이러한 이니셔티브 운동의 혜택을 받을 수 있다. 또한 전기로만 운영되는 건물에서 생활하면 건강상 이점이 있으므로 신규 및 기존의 저렴한 주택 프로젝트를 전기화할 수 있도록 인센티브를 제공해야 한다. 적절한 인센티브가 제공된다면 저렴한 주택은 건물 전기화의 업계 리더가 될 수 있다. 건물 전기화는 항상 초고효율 외피 및 기타 기술과 결합하여 필요한 전기량을 최소화해야 한다. 이렇게 하면 거주자의 지속적인 유틸리티 비용 부담을 줄일 수 있다.

WinnCompanies회사는 주로 저렴한 주택과 혼합 소득 주택을 소유하고 관리하는 공동주택 부동산 소유주이자 관리회사다. 입주자는 대부분 저소득 및 중간 소득 개인과 가족이다. 따라서 이 회사가 하는 모든 일은 저소득 및 중간 소득 커뮤니티를 지원한다. 공공 부문은 환경 정의 커뮤니티와 저소득층을 보다 광범위하게 강조하는 데 있어 좋은 성과를 거두었다. 이러한 노력은 인플레이션 감소법에서 전국적으로 나타나고 있으며, 매사추세츠주에서는 에너지 효율을 장려하는 방법에 대한 전국적인 모델이 될 LEAN 다가구 프로그램을 통해 확인할 수 있다. 저렴한 주택을 위해 특별히 설계된 특별 세제 혜택과 보너스 강화가 포함된 현명한 정책과 프로그램이 필요하다. 세부 사항은 아직 결정되지 않았지만, 예를 들어 저소득층 커뮤니티에 설치된 태양열 및 배터리 저장 장치에 대한 보너스 투자 세액 공제는 공평한 전기화에 큰 변화를 가져올 수 있다.

주거용 애플리케이션과 관련하여 고려해야 할 요소로는 일회성 비용, 지속적인 전기 비용, 실내 공기질 등이 있다. 인덕션 쿡탑 기구들은 주거용과 상업용 모두에서 일회성 비용이 약간 더 높을 수 있다. 또한 인덕션 쿡탑에는 호환되는 냄비와 프라이팬이 필요하다. 일부 개발업체는 재정적 부담을 줄이기 위해 입주자에게 입주 선물로 제공하기도 한다. 지속적인 전기 비용의 경우 지역마다 크게 다르다. 조지아에서는 가구 총소득에서 에너지 비용으로 지출되는 비율인 에너지 부담이 매우 높다. 따라서 어려움을 겪고 있는 가정을 위한 공공요금 감면 프로그램이나 기타 인센티브를 고려하는 것이 중요하다.

가장 큰 동인 중에는 실내 공기질 혜택이 있다. 모든 전기 전환과 관련된 비용도 있지만, 다른 한편으로는 눈에 보이지 않는 가스 요리와 관련된 비용도 있을 수 있다. 예를 들어, 특히 어린이의 호흡기 질환 발병률이 높은 것은 가스 조리 시 종종 발생하는 연기가 자욱한 실내 환경과 관련이 있다는 것이 통계적으로 입증되었다.

3. 건물 전기화에 대한 논의에서 너무 자주 누락되는 내용은?

상업용 애플리케이션의 경우, 건물 전기화와 주방 전기화는 전기 사용량을 증가시킬 수 있으며, 이로 인해 유틸리티 서비스에 많은 비용이 드는 업그레이드가 필요할 수 있다. 따라서 건물 효율성부터 시작하는 것이 중요하다. 예를 들어, Levi’s Plaza를 개보수할 때 우리는 사이트 전체의 효율성을 개선할 수 있었다. 그 덕분에 유틸리티 서비스를 업그레이드하지 않고도 보일러에서 히트 펌프로의 전환을 완료할 수 있었다. 전기 자동차 충전소와 같은 전기 서비스에 대한 다른 수요도 고려해야 한다. 그리고 셰프와 레스토랑을 참여시켜 동참하게 하는 것도 중요하다. 셰프가 교육을 받으면 메뉴, 직원 배치, 스케줄링 및 전반적인 환경을 최적화하고 다른 분야에서 비용을 절감하여 초기 장비 비용을 상쇄할 수 있다.

우리 포트폴리오 전반에서 난방과 온수는 일반적으로 화석 연료를 연소하여 생산된다. 건물 전기화란 난방이나 또는 온수를 가스에서 전기로 전환하는 것을 의미한다. 히트 펌프는 가스 용광로보다 3배 더 효율적일 수 있지만, 전기는 가스보다 5배 더 비쌀 수 있다. 우리는 초기 자본 비용에 초점을 맞추지만 운영 비용, 즉 건물에 전기가 공급된 후 전기 요금을 감당할 수 있는지 여부는 항상 고려하지 않는다. 이것이 바로 전기를 공급하기 전에 에너지 효율을 고려해야 하는 중요한 이유 중 하나다. 또한 중앙 시스템을 아파트 수준의 시스템으로 전환할 때 난방 비용을 소유주에서 거주자로 전환할 수 있는 더 나은 전기화 전략이 필요하다. 마지막으로, 실제로 탄소 배출을 줄이기 위해 전력망을 친환경화하고 현대화하는 것도 고려해야 한다.

전력망의 겨울철 피크 수요를 처리하는 데 필요한 전력망 현대화는 종종 논의에서 제외된다. 유틸리티는 정책 입안자 및 부동산 커뮤니티와 협력하여 추운 기후 지역의 겨울철 최대 수요 증가를 예측하고 효과적으로 계획해야 한다. 이러한 문제를 해결하기 위해 대규모 전력 사용자, 유틸리티, 보스턴시의 경영진이 참여하는 일련의 그리드 현대화 워크숍을 보스턴에서 개최할 예정이다. 그리드 신뢰성은 한때 소수의 부동산 에너지 전문가들만 이야기하던 문제였지만, 이제는 이사회에서 논의되고 있다.

건물 전기화 및 일반적으로 전기화에서 원하는 탄소 저감 효과는 전적으로 이러한 건물에 전력을 공급하기 위한 청정 전기 공급에 달려 있다. 화석 연료에 의존하는 전력망에 의해 모든 전기가 공급되는 건물은 지속적인 탄소 발자국이 실제로 가스 동력 건물보다 더 심할 수 있다. 따라서 100% 전기 건물로의 전환에는 반드시 대규모 전력망의 친환경화가 수반되어야 한다. 이것이 없다면 건물 전기화 운동은 오히려 퇴보할 수 있다.

4. 이 분야에서 기대되는 다른 혁신, 신기술 또는 트렌드는?

인플레이션 저감법과 특히 지열 펌프에 대한 인센티브에 대해 매우 기대가 크다. 외기 온도가 낮을 때 성능 계수가 낮은 공기열원 히트 펌프에 많은 관심이 집중되어 왔다. 하지만 외기 온도가 매우 낮을 때에도 높은 성능 계수로 작동하는 지상 열원 시스템에서는 그다지 문제가 되지 않는다. 지상 열원 히트 펌프의 시추 및 인프라는 역사적으로 비용이 많이 들었다. 인플레이션 감소법은 개발자와 부동산 소유주에게 지열 히트 펌프를 훨씬 더 경제적으로 만들 수 있는 세금 공제를 제공한다. 이는 대규모로 지열 히트펌프 시스템을 공급할 수 있는 시추 장비와 기술자, 공급망을 준비하기 위한 인력 개발에도 달려 있다.

인덕션 요리는 한동안 사용되어 왔지만, 요리할 때 전도성 문제가 있었고 팬을 실제 쿡탑 위에 올려놓아야 했기 때문에 특정 요리 방법에는 어려움이 있었다. 하지만 기술이 발전하면서 이제는 셰프가 팬을 떼어내고 음식을 제대로 조리할 수 있는 인덕션 웍이 등장했다.

건물의 탄소 발자국을 줄이기 위한 창의적인 솔루션을 연구하는 똑똑하고 의욕적이며 혁신적인 사람들이 많이 있다. 이 모든 움직임이 이제 막 시작되어 대중 시장의 티핑 포인트에 가까워지고 있는 것 같다. 스노우매스의 새로운 주거용 건물에는 매우 효율적인 건물 외피, 삼중창, 상변화 천장 매트, 열교환기, 접지관, 폐수 열 회수 시스템 등이 적용되었다. 목표는 이러한 기술을 사용하여 먼저 건물에 필요한 전력량을 줄이는 것이다. 그런 다음 지역 전력 공급업체에서 제공하는 청정 전기를 통해 전력을 공급받는 것이다.

WinnCompanies회사는 얼마 전 미국 에너지부의 커넥티드 커뮤니티 프로그램과 협력 계약을 체결했다. 이 프로그램은 그리드 상호작용형 효율적인 건물에 초점을 맞추고 있다. 4년간의 연구 개발 프로젝트를 시작하게 되었다. 초점은 태양광, 배터리 저장, 전기 자동차, 스마트 온도 조절기, 건물 관리 시스템, 스마트 가전제품 등 분산된 에너지 자원과 기술의 상호 작용을 최적화하여 에너지와 탄소 절감을 극대화하는 것이다. 동시에 그리드 운영과 복원력을 개선하는 데 초점을 맞추고 있다. 배터리 저장 및 수요 충전 관리는 건물의 급속한 전기화를 따라잡는 데 매우 중요하다.