전과정평가기법을 활용한 수소도시 내 온실가스 배출량 산정 및 탄소중립 기여도 평가 연구

국문 초록 (Abstract)

기후변화협약에 따른 파리협정 시행으로 세계는 보다 강화된 목표인 2050년 탄소중립이라는 새로운 지향점으로 전환 중이며 인류 생존을 위한 지구 평균 온도 상승 최소화를 위해 전 지구적인 노력을 기하고 있다. 이에 우리나라는 장기 저탄소발전전략과 국가 온실가스 감축목표 상향안, 2050 탄소중립 시나리오안을 수립하여 탄소중립을 위한 중장기적 전략 및 계획을 수립하여 탄소중립을 위한 정책을 마련하였다. 본 연구는 이러한 시대적 요구에 대응하고 2050년 탄소중립 정책에 대한 정량적 감축량을 제시하기 위하여 탄소중립 정책 중 일환인 수소도시를 대상으로 건물·수송 부문별로 탄소 저감량을 정량적으로 평가하여 탄소중립의 기여도를 평가하는 연구를 진행하였다.

수소시범도시의 탄소중립 기여도 평가 모델은 선행연구 분석 및 이론 고찰을 통하여 시범도시에 도입된 계획요소 선별하였다. 탄소중립형 수소도시 기본 모델 개발은 수소시범도시지역을 대표할 수 있는 'U'도시를 연구대상지로 설정하여 전과정평가기법을 활용하여 탄소배출량을 산정을 하였으며, 계획요소별 탄소감축량에 대한 탄소중립 기여도 평가를 진행하여 다음과 같은 연구결과를 도출하였다.

계획요소는 건물 부문인 경우 'U'도시 내 건물 전체를 대상으로 선정하였고, 수송 부문은 'U'도시 내 운행 중인 시내버스와 승용차량를 대상으로 선정하였다. 이후 수소도시 내 탄소 배출량을 평가한 결과 건물부문은 기존 대비 평균 3,373,354.4 tCO₂eq. 저감 되는 것을 확인하였고, 수송부문은 기존 대비 평균 533,091.4 tCO₂eq. 저감 되는 것을 확인하였다.

또한 국내 온실가스 시나리오를 활용하여 탄소중립 기여도를 정량적으로 평가한 결과 건물 부문은 2030년 목표 달성치에 평균 0.3 % 기여가 가능하고, 2050년 목표 달성치에 1.5 % 기여가 가능한 것으로 나타났다. 수송부문은 2030년 목표 달성치에 평균 1.6 % 기여가 가능하고, 2050년 목표 달성치에 10.8 % 기여가 가능한 것으로 나타났다.

이상의 연구 결과를 통해 수소도시 조성 시 추가적인 탄소감축이 가능함에 따라 도시 단위의 탄소중립 모델로써 활용할 수 있다는 점을 확인하였다. 또한 수소 제품 활용 기술에 대한 지속적 개발 및 확산 시 탄소중립 기여도 정량화의 기초연구로써 활용 가치가 매우 높을 것으로 예상된다.

목차 (Table of Contents)

• 제1장 서론 1
• 1.1 연구 배경 및 목적 1
• 1.2 연구 수행체계 2
• 제2장 문헌연구 3
• 2.1 탄소중립 3
• 2.1.1 국제적 동향 분석 4
• 2.1.2 국외 탄소중립 정책 현황 12
• 2.1.3 국내 탄소중립 정책 현황 14
• 2.2 수소도시 18
• 2.2.1 수소도시 개요 18
• 2.2.2 국외 사례 조사 19
• 2.2.3 국내 사례 조사 22
• 2.3 전과정평가(LCA) 27
• 2.3.1 전과정평가(LCA) 개요 27
• 2.3.2 전과정평가(LCA) 절차 28
• 제3장 연구 범위 및 방법 32
• 3.1 연구 범위 32
• 3.1.1 연구 대상 32
• 3.1.2 시스템 경계 33
• 3.2 온실가스 배출량 산정 34
• 3.2.1 건물부문 34
• 3.2.2 수송부문 39
• 3.3 LCI 데이터베이스 적용 41
• 3.4 탄소중립 기여도 평가 42
• 제4장 연구 결과 43
• 4.1 기존 도시의 온실가스 배출량 43
• 4.1.1 건물부문 43
• 4.1.2 수송부문 49
• 4.2 수소 도시의 온실가스 배출량 61
• 4.2.1 건물부문 61
• 4.2.2 수송부문 69
• 4.3 에너지 전환에 따른 온실가스 배출량 산정 결과 76
• 4.3.1 건물부문 76
• 4.3.2 수송부문 82
• 4.4 에너지 전환에 따른 탄소중립 기여도 평가 결과 92
• 4.4.1 건물부문 92
• 4.4.2 수송부문 94
• 제5장 결론 96
• 참고문헌 98