40 ❙ 설계행정

15

설계행정

설계단계 중장기 탄소저감 추진방안 설계처-2407

(2022.06.30.)

1 추 진 배 경

 글로벌 주요국의 탄소중립 선언* 등 국제 의제로 부상하고 한

국정부 또한 2050 탄소중립 전략** 발표

* EU(`19.12)‧中(`20.9)‧日(`20.10)‧韓(`20.10) 탄소중립선언, 美바이든대통령파리협정재가입(`21.1)

** 3+1전략 : 경제구조의 저탄소화, 新유망 산업 생태계 조성, 공정전환 + 제도기반 강화

※ 탄소중립 개요

o (개 념) 이산화탄소의 배출량을 최대한 줄이고, 흡수대책을 세워 실질적인 배출량이 `0`되는 개념

o (목 적) 기후위기 대응을 위한 온실가스의 지속적인 감축과 지구평균기온 상승을 산업화

이전대비 2℃미만(전지구적으로 2050년 CO2 무배출시 2℃ 미만 달성가능) 달성

 우리공사 ”탄소중립 실현”을 위한 도공형 탄소중립 전략수립

* 기후위기에 대응하는 도공형 탄소중립 전략수립 계획(품질환경처-1024, 2021.3)

 설계단계 총탄소배출량 산정을 통해 중장기 탄소저감 추진방안

수립으로 지속가능한 탄소중립 지원

2 추 진 경 위

 2009. 11 : 고속도로 건설사업 환경영향평가 적용을 위한

온실가스 예측 및 저감대책 연구 (품질환경처)

☞ 주요공종을 통한 12개 사업단 탄소배출량 산정

 2011. 8 : 시설물별 탄소배출량 산정 가이드라인 (국토부)

☞ 시설물*의 특성을 고려하여 탄소배출량 산정 방법 제시

* 도로, 철도, 건축물

 2015. 4 : 탄소중립형 도로 기술개발 (한국건설기술연구원)

☞ 탄소배출 산정 및 평가시스템 개발

설계행정

설계행정 ❙ 41

3 현황 및 문제점

 온실가스(GHG, Greenhouse Gas) 정의 및 배출원

o (정 의) 지구의 적외선 복사열을 흡수하거나 다시 방출하여 온실효과를

유발하는 대기중의 가스 상태물질

※ 기후변화협약에서 이산화탄소(CO2), 메탄(CH4), 아산화질소(N2O), 수

소불화탄소(HFCs), 과불화탄소(PFCs), 육불화황(SF6)의 6종으로 정의

함

o (배출원) 온실가스를 대기로 배출하는 직·간접활동 등으로 구분

구분 설명 고속도로 배출원

Scope 1 직접배출

조직에 의해 소유 또는 관리되는 온실가스

배출원으로 부터의 배출

건설장비사용 연료

(굴삭기, 덤프 등)

Scope 2 간접배출

조직이 소비하며 외부에서 도입된 전기,

열증기의 생산을 위해 발생된 온실가스

현장사무실 전등, PC,

냉장고 등 소비전력

Scope 3

그 밖의

간접배출

조직의 활동에 기인하나 다른 조직의 소유 및관리

상태에 있는 배출원으로부터 발생된 에너지

현장에 투입되는 자재

(레미콘, 아스콘, 철근등)

 고속도로 시공 및 운용단계 탄소배출량 현황

o 고속도로 시공·운용단계 중 탄소배출량은 시공단계에서 약 90%이상이

발생됨 ☞ 설계단계(시공단계)에서 탄소저감 관리가 중요함

※ 건설분야 탄소배출량 산정 DB 등 구축결과(국토부, 2013)

* 운용단계는 30년 기간분석(고속도로 5.24km)

42 ❙ 설계행정

 우리공사 설계단계 탄소배출량 관리 현황

o 단위공종 위주의 탄소저감 목표관리로 전반적인 수준 파악이 어려움

☞ 총량관리로 탄소저감 수준파악 및 중장기 목표설정 가능

※ 단위공종 관리예시 : 포장 (재생아스콘 가열 → 상온)

구 분 ‘17 ‘18 ‘19 ‘20 ‘21 평균

탄소저감량(tCO2

*/km) 57 56 62 65 79 64

* tCO2(tCO2-eq)는 온실가스배출량을 이산화탄소로 환산한 배출량을 톤(ton)단위로 표현한 것

 탄소배출계수 기준이 상이하고 적용대상이 한정되어 있음

o 탄소배출계수 기준이 상이하여 명확한 최신기준 필요함

- 예시) 아스콘 0.053 tCO2/ton (도공, 2009), 0.0087 tCO2/ton(국토부, 2011)

o 설계에 반영되는 장비와 자재 수와 종류가 많으나 적용가능한

탄소배출계수 한정되어 있음

- 최신 고속도로 설계반영되는 장비 약 200개, 자재 약 1,100개

- 기존 자재 및 장비에 대한 탄소배출계수 : 30~100개

구분 한국도로공사(2009) 건기연(2015)

장비 26개

(덤프, 굴삭기 등 26개)

81개

(덤프, 굴삭기 등)

자재 4개

(레미콘, 아스콘, 철근 등)

19개

(시멘트, 아스콘, 철근, 형강 등)

☞ 최신 국가LCI* 및 장비목록 조사 등을 통한 추가 확보

* 국가 환경성 목록(Life Cycle Inventory) DB : 제품 기능단위당 생산에 필요한 원료의 채취, 생산,

수송·유통, 사용, 폐기까지의 제품 시스템으로 투입되는 양과 산출되는 양을 목록화한 데이터

 설계 세부공종이 방대하고 산정과정이 복잡함

o 세부종별까지 산정시 성과물의 활용성 및 이용편의성이 저하될

수 있음 (건기연, 2015) ☞ 대공종 위주로 분류 필요

o 탄소배출계수 단위와 설계단위가 상이하여 환산 및 물량 재산정

☞ 쉽고 산정하기가 간단한 산출방법 및 분석관리 필요

설계행정

설계행정 ❙ 43

4 탄소저감을 위한 추진

고속도로 설계단계 탄소저감을 위한 3대 추진과제

 기준설정  총량산출 방안  목표 및 운영 관리 방안

· 온실가스 산정대상

· 지구온난화지수 적용기준

· 탄소배출원 대상선정

· 탄소배출계수(원단위) 확보

· 탄소배출량 산출방안

· 산정 Tool(Excel) 개발

· 중장기 목표설정

· 운영관리 방안

· 향후 관리방안

1 탄소배출량 산정을 위한 기준 설정

 설계단계 중 온실가스 산정대상 : IPCC* 및 시설물별 탄소배출량 산

정 가이드라인** 시공단계 규정을 따름

온실

가스

이산화탄소

CO2

메탄

CH4

아산화질소

N2O

수소불화탄소

HFCs

과불화탄소

PFCs

육불화황

SF6

적용 O O O - - -

* Intergovernmental Panel on Climate Change : 기후변화에 관한 정부간 협의체 가이드라인(2006, 4차)

** 시설물별 탄소배출량 산정 가이드라인(도로시설물), (국토부,2011)

 온실가스를 탄소배출량으로 환산하는 기준선정

o (기 준) 지구온난화지수(GWP)*

* 지구온난화지수(GWP, Global Warming Potential) : 온실가스가 이산화탄소를 기준으로 각 가스별

기여정도를 명시한 것

o (지 수) IPCC(4차보고서) 기준 적용

이산화탄소 (CO2) 메탄(CH4) 아산화질소(N2O)

1 25 298

* 예시) 레미콘 메탄배출계수 0.247kgGHG/m3 → 탄소배출계수로 환산(가중치 25배) 필요 6.18kgCO2/m3

 배출원 대상 선정 : 설계반영된 장비(180개), 자재(70개)를 대상으로 산정

※ 국토부 도로시설물 가이드라인(2011) 시공단계 적용

44 ❙ 설계행정

2 총탄소배출량 산출방안

 탄소배출계수(원단위) 확보

o (장비) 기본 중기목록 조사 후 약180개 탄소배출계수 목록화 [별첨-1]

한국도로공사

(2009)

건기연

(2015)

본방침

덤프 트럭, 굴삭기 등

26개

덤프, 굴삭기 등

81개

설계반영 중기목록

180개

※ 장비사용별 탄소배출량 산출방법

장비 탄소배출계수

Σ장비사용별

탄소배출량

(tCO2)

=

연료소모당 당

탄소배출량*

(tCO2/단위)

×

장비별 시간당

연료소모량

(단위/h)

×

시공소요

시간

(h)

* 연료소모량 당

탄소배출량

(tCO2/단위)

= 순발열량

(kcal/단위) × 탄소배출계수

(tCO2/TJ) × 단위환산계수

(TJ/kcal) × 산화율

o (자재) 최신 국가 LCI DB 적용 및 국토부 가이드라인 참고하여

설계적용 가능한 탄소배출계수 약70개 목록화 [별첨-2]

※ 자재사용별 탄소배출량 산출방법

Σ투입자재별

탄소배출량(tCO2)

=

투입자재 수량

(단위)

×

자재의 DB (tCO2/단위)

(탄소배출계수*)

* 탄소배출계수는 국가 LCI DB를 최근자료 우선적용 및 국토부 가이드라인 반영

 공종별 탄소배출량 산출 방안

o (공 종) 6대 공종별 토공, 배수, 교량, 터널, 포장*, 부대공

* 포장은 토공, 교면포장, 터널포장을 포함함

o (수 량) 적산 프로그램 및 수량산출서 등 활용하여 장비별,

자재별 수량 추출

o (탄소배출량 산출) 추출된 수량과 탄소배출계수를 곱해 탄탄

소배출량 산출 → 각 소요자원 합산

설계행정

설계행정 ❙ 45

※ 탄소배출량 산출개념 : 수량 × 탄소배출계수 = Σ탄소배출량

탄소배출원 입력영역

(EBS 추출자료 등)

×

탄소배출량 산출영역

(Excel 등 자동산출)

자원코드 자원명 규격 수량 단위 계수 탄소배출량 비고

　계 106,464

E000020 굴삭기 0.6 M3 30 HR 26.5 795 장비

E000060 덤프트럭 24 Ton 5 HR 59.8 299 장비

E000210 크레인 250 Ton 10 HR 62.4 624 장비

E000450 펌프차 41 M 20 HR 177.3 3,546 자재

M012009 이형철근 D=16M/M 이상 10 TON 397 3,970 자재

M030043 ㄱ형강 90x90x10 5 TON 406 2,030 자재

M074703 포대시멘트 포틀란드(1종) 100 TON 952 95,200 자재

 탄소배출량 산정을 위한 Tool 마련

o 상용 응용프로그램(Excel)을 이용하여 산정의 용이성과 통일성 확보

o 사업별, 공구별, 공종별 등 탄소배출량 산정 및 분석 기능 포함

o 계수 단위와 소요자원의 단위 통일을 위해 검증 및 환산

◇ 공구별 탄소배출량 현황(예시)

◇ 공종별 탄소배출량 현황(예시)

46 ❙ 설계행정

 대산~당진 5개 공구 탄소배출량 산정한 결과

단위 : tCO2./km

산정기관 토공 교량 터널 전체 비고

우리

공사

설 계 처

(‘22) 5,107 18,454 12,121 7,815 대산∼당진

5개 공구

품질환경처

(‘09) 4,800 17,400 24,200 10,600

12개 사업단

121개 공구

건 기 연*

(‘15) 2,779 11,717 13,883 8,827 부산외곽등5개공구

* 탄소중립형 도로 기술개발 연구(건설기술연구원, 2015)

※ 1km당 6대 공종별 탄소배출량(장비, 자재)

구분

장비 자재 소계 단위 배출량

tCO2 비율 tCO2 비율 tCO2 비율 tCO2/km

토공 14,046 43.3% 1,442 0.9% 15,488 7.8% 813

배수 588 1.8% 33,155 20.0% 33,743 17.0% 1,771

교량 3,912 12.1% 57,376 34.6% 61,288 30.9% 16,387

터널 4,388 13.5% 20,995 12.7% 25,383 12.8% 9,877

포장 7,061 21.8% 45,345 27.4% 52,407 26.4% 2,067

부대공 2,409 7.4% 7,458 4.5% 9,867 5.0% 456

계

32,405 100.0% 165,771 100.0% 198,176 100.0% 7,815

16% 84% 100% 　

o 총탄소배출량 산정결과 고속도로 1km당 7,815 tCO2가 발생

되었으며 기존 산정결과와 약 11~23% 범위에서 차이를 보임

* 주원인은 탄소배출계수 변경(레미콘 0.42 tCO2/m3 → 0.29 tCO2/m3 등) 등에

의해 발생되었다고 판단됨

o 공종별로는 교량>터널>포장>배수>토공>부대공 순으로 배출되

었으며, 구조물 위주로 탄소가 배출되고 있음

o 소요자원별로는 약 자재는 약84%, 장비는 약 16%가 발생되어

자재의 비중이 상당히 높음

설계행정

설계행정 ❙ 47

3 총탄소배출량 목표 및 운영관리 방안

 탄소저감 실행관리를 위한 목표관리 방향

구분 현재 추진방향

관리범위 단위별(방침, 공법 등) 사업단위별 총량관리

목 적 부수적인 차원(소극적) 주목적(적극적)

 설계단계 중장기적 총탄소배출량 저감 목표

o 주요 탄소배출원 중심으로 목표저감 추진

※ 대산∼당진 주요 탄소배출원 비중

구분 전체 레미콘 아스콘 덤프트럭 철근

탄소배출량(tCO2) 198,176 105,589 23,458 10,451 9,027

비율(%) 100% 55.0% 11.8% 5.3% 4.6%

o 중장기 탄소배출량 저감목표 설정

2030년까지 1km당 탄소배출량 20% 저감

(1,560 tCO2/km)

- 목표설정 사유 : 건설기술 발전의 변동성이 적고 우리공사

저감 가능성 및 국가온실가스감축 목표* 등을 고려하여 20% 설정

* 국가온실가스감축목표(NDC)는 신재생 에너지 발전 및 효율개선 등 주요내용으로

2030년까지 약40%(‘18기준) 저감할 계획

- 탄소배출량 목표 추진계획 [별첨-3]

저감 아이템* 저감량

(tCO2/km) 저감비율

계 1,560 20.0%

(레미콘) 콘크리트 구조물 고로슬래그 배합 적용 690 8.8%

(철 근) 교량 철근 → GFRP 보강근 대체 122 1.6%

(아스콘) 가열아스콘 → 중온아스콘 적용 40 0.5%

2030년까지 설계개선 발굴을 통한 탄소저감 700 9.1%

* 저감 아이템은 세부방침수립 후 추진예정

48 ❙ 설계행정

 운영관리 방안

o 사업별 총탄소배출량 및 공구, 공종별 탄소배출량 산정 실시

- 적용대상 : 설계중인 노선부터

- 산정시기 : 실시설계(성과품) 총사업비 협의 완료 후 제출

o 설계기준·개선 등 방침 수립시 탄소배출량 변동 증감 표시*

※ 예시) 1km 당 탄소배출량 산정결과

구분 단위 탄소배출계수

(tCO2/단위)

수량(단위) 탄소배출량

(tCO2)

탄소배출

저감량

당초 변경 당초 변경 tCO2 tCO2/km

계 (-) 2.96 탄소배출

저감량

/

적용연장

(km)

굴삭기 hr 0.0507 100 120 5.07 6.08 1.01

이형철근 ton 0.3977 20 10 7.95 3.98 (-) 3.97

* 탄소배출량 변동이 미미하거나 산정이 곤란할 경우 제외

o 탄소저감을 위한 설계개선 아이디어 발굴

- 공법개선, 투입 장비 및 자재 개선 등 다각적인 설계개선

- 탄소저감 설계개선을 위한 워크숍 실시(매년)

 향후계획

o 상시 및 정기 탄소배출량 적정성 검토 후 재설정

- (상시) 배출계수 변동 등에 따른 설계적용 유무 및 적정성 상시 검토

* 분석통계의 일관성을 위해 현 산출기준 및 계수로만 산정하고, 특별히 변동이 있을시

별도로 관리 예정

- (정기) 사업별 특성 등을 고려한 탄소저감 목표 등 재설정 (약 3년주기)

o「기후변화 영향평가」제도 시행(2023.9)에 따라 고속도로 건설·운영 노선

탄소배출산정 Tool 개발 추진중 (품질환경처)

- 탄소배출산정 방안 및 Tool 개발 완료시 우리공사의 일관성을

위해 품질환경처 방침에 따라 산정예정

설계행정

설계행정 ❙ 49

붙 임 자 료(별첨)

붙임 1 고속도로 탄소배출계수 현황 [장비]

붙임 2 신규 단가 적용 및 잡비율 조정방안

붙임 3 수량 및 PS 내역 산출 예시