Research Article

Journal of the Korean Solar Energy Society. 30 December 2025. 183-195
https://doi.org/10.7836/kses.2025.45.6.183

ABSTRACT


MAIN

  • 1. 서 론

  •   1.1 연구 배경 및 목적

  •   1.2 연구 범위

  • 2. 이론적 배경 및 선행연구 분석

  •   2.1 건물부문 탄소중립 정책

  •   2.2 건물부문 전기화

  •   2.3 선행연구 고찰

  • 3. 연구 방법론

  •   3.1 분석 절차

  •   3.2 분석 방법

  • 4. 연구 결과

  •   4.1 신재생에너지 발전량의 전기화 수요 충당률

  •   4.2 온실가스 순 감축량 분석

  •   4.3 2035 NDC 목표 대비 달성도 평가

  • 5. 결 론

1. 서 론

1.1 연구 배경 및 목적

2025년 11월, 정부는 2035년 국가온실가스 감축목표(NDC)를 2018년 순배출량 대비 53% ~ 61% 감축하는 것으로 확정하였다. 건물부문은 2018년 대비 53.6% ~ 56.2% 감축이라는 높은 수준의 감축률이 요구되며, 주요 수단으로 제로에너지건축 확산, 그린리모델링, 열 공급의 전기화가 제시되었다1). 전기화는 난방 및 급탕에 사용되는 화석연료를 히트펌프 등 전기 기반 설비로 대체하여 온실가스 직접 배출을 감축하는 효과적인 수단이나, 전력 수요 증가를 수반한다. 이는 전력부문의 온실가스 배출량 증가를 야기할 수 있으며, 전력 계통에 추가적인 부담을 줄 수 있다. 따라서 증가하는 전력 수요를 청정에너지로 공급하는 것이 필수적이며, 특히 건물부문 자체적으로 신재생에너지를 생산하여 전기화로 인한 수요 증가분을 충당할 필요가 있다.

한편, 광역지자체는 「탄소중립기본법」에 따라 2024년 상반기 탄소중립 녹색성장 기본계획을 수립2)하였으며, 다수의 지자체가 건물부문에서 신재생 에너지 보급 계획을 포함3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19)하고 있다. 이는 건물부문 자체 신재생에너지 생산이라는 정책 방향과 부합하나, 신재생에너지 보급 계획이 전기화 정책과 어떻게 연계되며, 2035 NDC 목표 달성에 얼마나 기여하는지에 대한 정량적 평가는 이루어지지 않았다.

이에 본 연구는 광역지자체의 신재생 에너지 보급 계획에 따른 전기 생산량을 가정·상업부문의 전기화에 활용할 때, 건물부문 2035 NDC 목표 달성에 대한 기여 수준을 정량적으로 평가한다. 구체적으로는, 광역지자체의 신재생 에너지 보급 계획을 기준으로 신재생 발전량을 산정하고, 직접 배출원인 석탄, 석유, 도시가스를 전기화할 경우 필요한 전력량을 산출한다. 이를 통해 신재생 에너지를 통한 발전량의 전기화 수요 충당 비율과 온실가스 감축량을 정량화하며, 계획 목표와 2035 NDC 목표 간 격차를 분석하여 추가 감축 필요량을 도출한다.

1.2 연구 범위

본 연구는 탄소중립 녹색성장 기본계획에서 건물부문 신재생 에너지 보급 계획을 수립한 13개 광역지자체(부산, 대구, 대전, 울산, 세종, 경기, 충북, 충남, 전북, 전남, 경북, 경남, 제주)를 대상으로 한다. 2023년을 기준연도로 하여 지자체 기본계획상 신재생 에너지 보급 계획 기간인 2023 ~ 2033년까지를 분석하며, 2033년 계획 달성량과 2035년 NDC 목표를 비교·평가한다. 분석 대상은 기본계획에 제시된 신재생 에너지 보급 계획량, 2024 지역에너지통계연보(2023년 기준)의 가정부문 에너지원별 소비량, 그리고 전기화 시나리오에 따른 전력 수요 및 온실가스 배출량이다. 가정부문 중 직접 배출원인 석탄, 석유, 도시가스를 분석 대상으로 하며, 에너지 용도는 난방과 급탕으로 한정한다. 전기화 기술은 전기히트펌프를 기준으로 하며, 전기화 적용은 2023년 기준 기축 주택만을 대상으로 한다.

2. 이론적 배경 및 선행연구 분석

2.1 건물부문 탄소중립 정책

(1) 2035 NDC 및 건물부문 감축 목표

국가온실가스 감축목표(NDC)는 파리협정에 따라 5년마다 각국이 스스로 결정하여 UN에 제출하는 국가 감축목표로, 우리나라의 2035 NDC는 2025년 11월 제5차 탄소중립녹색성장위원회에서 확정되었다. 2035 NDC는 2018년 순배출량(742.3백만톤CO2eq) 대비 53% ~ 61% 감축을 목표로 하며, 이는 2035년 온실가스의 순배출량을 289.5 ~ 348.9백만톤CO2eq 수준으로 낮추는 것을 의미한다. 이와 같은 목표는 기후위기 대응의 시급성, IPCC의 1.5℃ 목표 달성을 위한 권고(2019년 대비 60% 감축), 2024년 헌법재판소 헌법불합치 결정 취지, 미래세대 감축부담 등을 종합적으로 고려한 결과이다1).

부문별로는 전력부문이 2018년 대비 68.8% ~ 75.3%로 가장 높은 감축률을 요구받으며, 건물부문은 53.6% ~ 56.2% 감축이 필요하다. 건물부문은 2018년 52.1백만톤CO2eq에서 2035년 22.8 ~ 24.2백만톤CO2eq으로 감축해야 하며, 주요 이행수단으로 제로에너지건축 확산, 그린리모델링, 열 공급의 전기화가 제시되었다1). 특히 전기화는 난방 및 급탕에 사용되는 석탄, 석유, 도시가스 등 화석연료를 히트펌프 등 전기 기반 설비로 대체하여 직접배출을 감축하는 핵심 전략이다.

(2) 광역지자체 탄소중립 녹색성장 기본계획

「탄소중립기본법」 제11조는 광역지자체가 시·도 탄소중립 녹색성장 기본계획을 수립·시행하도록 규정하고 있다. 이 계획은 10년을 계획기간으로 하여 5년마다 수립하며, 국가 기본계획에 부합하면서 관할 구역의 지역적 특성을 반영해야 한다2). 이에 따라 17개 광역지자체는 2024년 상반기, 제1차 시·도 탄소중립 녹색성장 기본계획을 수립하였다3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19).

지자체 기본계획은 지역별 온실가스 배출·흡수 현황 및 전망, 중장기 감축 목표 및 부문별·연도별 이행대책, 기후변화 적응대책, 녹색기술·녹색산업 육성 등을 포함하며, 국가 기본계획과의 정합성을 유지하면서도 지역 특성을 반영한다. 17개 광역지자체 중 13개 지자체(부산, 대구, 대전, 울산, 세종, 경기, 충북, 충남, 전북, 전남, 경북, 경남, 제주)에서는 건물부문의 이행 수단으로 청정에너지원으로의 전환을 제시하면서, 신재생 에너지 보급 계획을 구체화 하였다3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19). 이들 계획은 2023년부터 2033년까지의 10년간 보급 목표를 설정하고 있으며, 신재생 에너지를 활용한 발전을 통하여 건물부문의 전력 자립도를 높이고 온실가스 배출을 감축하는 것을 목표로 한다. 각 지자체는 기후, 건물 현황, 지역 산업구조 등을 고려하여 차별화된 보급 목표를 설정하였다.

2.2 건물부문 전기화

온실가스 배출은 크게 직접 배출과 간접배출로 구분할 수 있는데, 건물에서의 직접배출은 석탄, 석유, 도시가스 등 화석연료를 건물 내에서 직접 연소하여 사용하는 것으로 온실가스를 직접 배출한다. 간접배출은 전력 사용을 의미하며, 건물에서는 직접 배출이 발생하지 않으나 발전소에서의 전력 생산 과정에서 온실가스가 배출된다. 전기화는 직접배출을 야기하는 에너지원을 전기로 대체함으로써 건물에서의 직접 배출원을 제거하는 감축 전략이다.

건물부문에서의 전기화는 화석연료를 사용하는 설비를 전기 기반 설비로 전환하는 것을 의미한다. 건물에서 화석연료는 난방, 급탕, 취사 등 다양한 용도로 사용되며, 이들을 전기로 대체하는 전기화는 용도에 따라 난방 및 급탕 전기화(가스보일러→전기히트펌프), 취사 전기화(가스레인지→인덕션) 등으로 구분할 수 있다. 그 중 건물부문에서 전기화의 핵심 기술은 히트펌프로, 공기열, 지열, 수열 등 에서 열을 흡수하여 실내로 공급하거나, 반대로 실내 열을 외부로 배출하는 방식으로 냉난방을 제공한다. 히트펌프의 성능계수(COP, Coefficient of Performance)는 투입 에너지 대비 생산된 열량의 비율로, 일반적으로 3 ~ 4 수준이다. 이는 1 kWh의 전력으로 3 ~ 4 kWh의 열을 생산할 수 있음을 의미하며, 화석연료 보일러(효율 약 95%)에 비해 에너지 효율이 높다. 이러한 높은 효율은 동일한 열량 공급에 필요한 에너지가 적어져, 에너지원의 전환뿐만 아니라 에너지 소비 자체를 줄일 수 있다.

전기화는 온실가스 직접 배출량을 감축하지만, 동시에 전력 수요를 증가시켜 전력부문의 온실가스 배출을 증가시킬 수 있다. 따라서 전기화의 온실가스 감축 순효과는 히트펌프의 효율과 증가하는 전력을 어떻게 공급하는지에 따라 달라진다. 건물부문에서는 신재생에너지로 전력을 생산하여 전기화 수요를 충당하는 것이 온실가스 감축 효과를 높이는 핵심 전략이다.

2.3 선행연구 고찰

건물부문 신재생에너지 보급 연구는 주로 태양광 발전의 잠재량과 온실가스 감축 효과 정량화에 집중하였다. Jung and Kim (2020)20)은 국내 태양광과 풍력 발전의 온실가스 감축 원단위를 도출하였으며, 한국에너지공단(Korea Energy Agency, 2023)21)은 유휴부지를 활용한 태양광 설치 잠재량을 분석하였다. 이들 연구는 발전량 산정 및 보급 잠재력 평가 방법론을 제시하였으나, 생산된 전력이 건물부문의 어떤 수요에 활용될 것인지는 다루지 않았다.

전기화 연구는 히트펌프 도입의 성능과 감축 효과 분석에 집중하였다. Kim et al. (2024)22)은 히트펌프가 공동주택에서 가스보일러 대비 에너지 소비를 크게 줄이지만 CO2 배출 감축 효과는 상대적으로 작다고 분석하였으며, Chae et al. (2025)23)은 전기화로 인한 전력 수요 증가가 국가 전력계통에 미치는 영향을 제시하였다. Bayer and Pruckner (2024)24)는 히트펌프에 태양광과 배터리 시스템을 결합했을 때의 감축 효과를 정량화했으나, 분석 범위는 개별 건물 단위에 한정되었다. 이들 연구는 전기화의 실질적 감축 효과가 전력 생산시의 탄소 발생 정도에 따라 달라짐을 지적하였으나, 증가하는 전력 수요를 어떻게 공급할 것인지에 대한 구체적 방안은 제시하지 않았다.

감축 목표 및 정책 효과 평가 연구는 장기 시나리오 분석에 집중하였다. Cho et al. (2024)25)은 제로에너지건축, 그린리모델링, 고효율 기기 보급, 청정에너지 활용 등의 시나리오를 분석하여 2050년 탄소중립 목표 달성의 어려움을 제시하였으며, Shin et al. (2025)26)은 건물 전기화가 전력 배출계수 개선 이후 시행되어야 효과적임을 강조하였다. 그러나 이들 연구는 국가 차원의 장기 목표에 집중하였으며, 2035 NDC와 같은 중간 목표 달성 기여도는 평가하지 않았다.

선행연구들은 신재생에너지 중 태양광 보급, 전기화, 감축 정책을 개별적으로 분석하는 데 집중하였으며, 지자체의 신재생에너지 보급 계획과 전기화 정책의 연계성에 대한 평가는 이루어지지 않았다. 본 연구는 13개 광역지자체의 신재생에너지 보급 계획 데이터를 활용하여 생산된 전력이 전기화에 필요한 전력을 얼마나 충당하며, 2035 NDC 목표를 얼마나 달성하는지 평가한다.

3. 연구 방법론

3.1 분석 절차

분석은 Fig. 1과 같이 5단계로 수행하였다. 1단계에서는 17개 광역지자체의 탄소중립 녹색성장 기본계획의 건물부문 상세 감축 수단과 목표를 검토하고, 건물부문 신재생에너지 보급 계획을 수립한 13개 지자체(부산, 대구, 대전, 울산, 세종, 경기, 충북, 충남, 전북, 전남, 경북, 경남, 제주)의 신재생에너지 보급 계획을 상세 분석하여 신재생 에너지 보급에 따른 온실가스 감축량을 추출하였으며, 여기서 전력 생산이 아닌 열을 생산하는 신재생 에너지는 제외하였다. 추출된 감축량은 TOE를 MWh로 환산하는 계수(11.63 MWh/TOE)를 적용하여 전력량으로 환산하고, 2033년까지의 연도별 신재생 에너지에 의한 발전량을 산정한다. 2단계에서는 2023년 데이터 기준으로 작성된 2024 지역에너지통계연보를 활용하여 가정·상업 부문에서 직접 배출을 발생시키는 석탄, 석유, 도시가스의 소비량을 파악한다. 에너지 소비량은 TOE (석유환산톤) 단위로 제공되므로 이를 MWh로 환산하여 전력량과 단위를 통일한다. 3단계에서는 석탄, 석유, 도시가스를 사용하는 설비를 전기히트펌프로 전환할 경우 필요한 전력량을 산출한다. 히트펌프의 성능계수(COP)와 기존 보일러 효율을 고려한 환산계수를 적용하여 전기화에 필요한 총 전력량을 도출하고, 이를 1단계에서 산정한 신재생 에너지 발전량과 비교한다. 4단계에서는 온실가스 감축량을 산정한다. 직접부문 화석연료 감소에 따른 온실가스 감축량은 석탄(국내무연탄, 29.705 tC/TJ), 석유(등유, 19.926 tC/TJ), 도시가스(LNG, 15.236 tC/TJ)의 각 배출계수27)를 적용하여 계산하고, 전력 사용 증가에 따른 배출 증가량은 전력 배출계수를 적용하여 산정한다. 두 값의 차이로 순 감축량을 도출한다. 마지막 5단계에서는 2033년 계획 달성량과 2035년 NDC 건물부문 목표(2018년 대비 53.6 ~ 56.2% 감축)1)를 비교하여 목표 달성 기여도와 추가 필요 감축량을 평가한다.

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Fig. 1

Analysis framework

3.2 분석 방법

신재생 에너지 발전량은 광역지자체 기본계획에 제시된 신재생에너지 보급 계획의 온실가스 감축량을 전력량으로 환산하여 산정한다. 기본계획의 감축량은 해당 연도에 신규 보급되는 신재생에너지 설비로 인한 연간 감축량을 의미하므로, TOE를 MWh로 환산하는 계수를 적용하여 연간 발전량을 산출한다. 총 발전량은 연도별 보급된 신재생 에너지 발전 설비가 이후에도 계속 가동되는 것으로 가정하여, 각 연도에 신규 보급된 설비의 발전량을 합산하여 산정한다. 2033년 시점의 누적 총 발전량은 2035년 NDC 목표와 비교하는 기준으로 사용한다.

(1)
발전량i,t(MWh)=i,t×11.63

전기화에 필요한 전력량 산정을 위해 전기화 조건을 다음과 같이 설정하였다. 대상은 가정·상업 부문의 기축 건물로 한정하였으며, 신축 건물은 제로에너지건축 의무화로 인해 에너지 성능이 충분히 확보될 것으로 보아 제외하였다. 대상 에너지원은 석탄, 석유, 도시가스이며, 에너지 용도는 난방과 급탕으로 한정하고, 전기화 기술은 전기히트펌프를 적용한다. 기축 건물의 에너지 소비량은 최신 데이터인 2024 지역에너지통계연보의 2023년 데이터를 기준으로 하며, 2023년부터 2033년까지 직접부문 에너지 소비량은 2023년 수준으로 고정하여 분석한다.

전기화 환산계수는 화석연료를 전기로 대체할 때 필요한 전력량의 비율을 의미한다. 전기화 환산계수를 구하기 위해, 난방·급탕에 가장 보편적으로 사용되는 가스보일러(효율 95%)를 전기 히트펌프(COP 3.0)로 전환한다고 가정하였다. 가스보일러와 히트펌프 COP는 기후에너지환경부28)와 선행연구29)에서 제시한 범위를 참고하여 보수적으로 설정하였다. 가스 100 kWh로 얻는 열량 95 kWh를 히트펌프로 생산하려면 전기 31.7 kWh가 필요하므로, 전기화 환산계수는 0.317로 적용하였다. TOE를 MWh로 환산하는 계수인 11.63을 적용하고, 가정·상업 부문 전체를 전기화할 경우 필요한 총 전력량을 산출한다.

(2)
요전력량(MWh)=에너지소비량×11.63×0.317

온실가스 감축량은 직접부문과 간접부문을 모두 고려하여 산정한다. 먼저 신재생에너지 발전량과 전기화 필요 전력량을 비교하여 실제 전기화 가능 전력량을 결정한다. 신재생에너지 발전량이 필요 전력량을 초과하는 경우 직접부문 전체를 전기화할 수 있으며, 발전량이 부족한 경우 발전량 범위 내에서만 전기화가 가능하다. 부분 전기화 시에는 온실가스 감축 효과를 극대화하기 위해 배출계수가 높은 에너지원부터 우선적으로 전기화하는 것으로 가정한다. 즉, 석탄(29.705 tC/TJ), 석유(19.926 tC/TJ), 도시가스(15.236 tC/TJ)30) 순으로 전기화를 적용한다.

(3)
실제전기전력량(MWh)=min(신재생발전량,전력량)

직접부문 배출 감소량은 실제 전기화된 에너지원의 소비량에 각각의 배출계수를 적용하여 계산한다. 간접부문 배출 증가량은 실제 전기화 전력량에 전력 배출계수(0.4172 tCO2eq/MWh)를 곱하여 산정한다. 순 감축량은 직접부문 감축량에서 간접부문 증가량을 차감하여 도출한다.

(4)
직접부문=(전기에너지원별소비량×계수)
(5)
간접부문증가량=실제전기전력량×전력계수
(6)
=직접부문-간접부문증가량

2035 NDC 목표 대비 평가는 2033년 신재생에너지 보급 계획에 따른 순 감축량과 2035년 건물부문 감축 목표를 비교하여 수행한다. 목표 달성률은 순 감축량을 2035 목표 감축량으로 나누어 산출하며, 추가 필요 감축량은 목표치와 실제 감축량의 차이로 도출한다.

4. 연구 결과

4.1 신재생에너지 발전량의 전기화 수요 충당률

13개 광역지자체의 신재생에너지 보급 계획에 따른 2033년 발전량은 총 236,330 GWh로 산정되었다(Table 1). 지자체별로는 경기도가 90,075 GWh로 가장 많으며, 충남(55,980 GWh), 전북(34,577 GWh) 순으로 높았다. 반면 제주(139 GWh), 전남(388 GWh), 울산(802 GWh)은 상대적으로 보급 계획량이 적었다. 서울, 인천, 광주, 강원 등 4개 지자체는 건물부문 신재생에너지 보급 계획을 수립하지 않았다. 가정·상업 부문의 직접부문 에너지 소비량은 총 17,978 kTOE이며(Table 1), 이를 전기화할 경우 필요한 전력량은 66,279 GWh로 산정되었다. 에너지원별로는 도시가스가 51,312 GWh (77.4%)로 가장 많은 비중을 차지하며, 석유 14,289 GWh (21.6%), 석탄 679 GWh (1.0%) 순이다.

Table 1

Direct energy consumption and renewable energy generation by local government

Category
Local
Government
Energy
Consumption
[kTOE]
Renewable Energy Generation [GWh]
2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030 2031 2032 2033
Seoul 3,815 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
Busan 1,069 1,266 1,592 1,968 4,189 4,924 5,803 6,682 6,682 6,682 6,682
Daegu 820 0 299 598 896 1,195 2,091 2,988 3,884 4,780 5,677
Incheon 947 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
Gwangju 494 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
Daejeon 556 70 142 1,348 1,349 1,350 1,351 1,353 1,354 1,355 1,356
Ulsan 394 25 54 108 191 282 408 555 637 720 802
Sejong 63 272 316 289 296 304 311 1,843 1,850 1,858 1,865
Gyeonggi 4,097 5,723 15,187 37,714 56,030 65,164 74,568 85,995 84,064 84,431 90,075
Gangwon 674 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
ChungBuk 581 2,151 2,399 2,647 2,895 3,215 3,535 8,634 8,634 8,634 8,634
ChungNam 829 6,330 8,332 10,334 43,967 45,969 47,971 49,973 51,975 53,978 55,980
JeonBuk 693 1,304 2,757 4,200 5,653 9,003 15,446 28,483 31,577 33,077 34,577
JeonNam 631 126 147 177 208 237 267 298 328 357 388
GyeongBuk 1,057 239 391 551 711 871 1,031 1,191 5,821 10,452 15,082
GyeongNam 1,055 652 812 880 951 4,916 4,986 14,920 14,971 15,022 15,072
Jeju 202 82 88 94 101 107 120 120 139 139 139
Total 17,978 18,239 32,516 60,909 117,439 137,536 157,889 203,033 211,916 221,483 236,330

신재생에너지 발전량과 전기화 필요 전력량을 비교한 결과, 2033년 기준 전국 평균 충당률은 482.2%로 나타났다(Table 2). 5개 지자체(세종, 경기, 충북, 충남, 전북, 경북, 경남)은 충당률이 100%를 초과하여 전기화 수요를 완전히 충당할 수 있는 것으로 분석되었다. 특히 충남은 1,830.7%로 가장 높은 충당률을 보였으며, 전북(1,353.1%), 세종(796.9%), 경기(596.4%), 충북(403.1%), 경남(387.4%), 경북(387.1%) 순으로 높은 충당률을 보였다. 부산(169.6%), 대구(187.8%), 대전(66.2%), 울산(55.2%)은 상대적으로 낮은 충당률을 보였으며, 제주(18.6%)와 전남(16.7%)은 신재생에너지만으로는 전기화 수요 충당이 어렵다.

Table 2

Coverage rate of renewable energy generation for electrification demand by local government

Year Local
Government
2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030 2031 2032 2033
Seoul 0.0% 0.0% 0.0% 0.0% 0.0% 0.0% 0.0% 0.0% 0.0% 0.0%
Busan 32.1% 40.4% 50.0% 106.3% 125.0% 147.3% 169.6% 169.6% 169.6% 169.6%
Daegu 0.0% 9.9% 19.8% 29.7% 39.5% 69.2% 98.9% 128.5% 158.2% 187.8%
Incheon 0.0% 0.0% 0.0% 0.0% 0.0% 0.0% 0.0% 0.0% 0.0% 0.0%
Gwangju 0.0% 0.0% 0.0% 0.0% 0.0% 0.0% 0.0% 0.0% 0.0% 0.0%
Daejeon 3.4% 6.9% 65.8% 65.8% 65.9% 65.9% 66.0% 66.0% 66.1% 66.2%
Ulsan 1.7% 3.7% 7.4% 13.2% 19.4% 28.1% 38.2% 43.8% 49.5% 55.2%
Sejong 116.3% 135.1% 123.4% 126.6% 129.8% 133.0% 787.2% 790.5% 793.7% 796.9%
Gyeonggi 37.9% 100.6% 249.7% 371.0% 431.4% 493.7% 569.4% 556.6% 559.0% 596.4%
Gangwon 0.0% 0.0% 0.0% 0.0% 0.0% 0.0% 0.0% 0.0% 0.0% 0.0%
ChungBuk 100.4% 112.0% 123.6% 135.2% 150.1% 165.0% 403.1% 403.1% 403.1% 403.1%
ChungNam 207.0% 272.5% 338.0% 1437.8% 1503.3% 1568.8% 1634.2% 1699.7% 1765.2% 1830.7%
JeonBuk 51.0% 107.9% 164.3% 221.2% 352.3% 604.4% 1114.6% 1235.7% 1294.4% 1353.1%
JeonNam 5.4% 6.3% 7.6% 9.0% 10.2% 11.5% 12.8% 14.1% 15.4% 16.7%
GyeongBuk 6.1% 10.0% 14.2% 18.3% 22.4% 26.5% 30.6% 149.4% 268.3% 387.1%
GyeongNam 16.8% 20.9% 22.6% 24.5% 126.3% 128.1% 383.5% 384.8% 386.1% 387.4%
Jeju 10.9% 11.8% 12.6% 13.5% 14.3% 16.0% 16.0% 18.6% 18.6% 18.6%
Average 34.7% 49.3% 70.5% 151.3% 175.9% 203.4% 313.2% 333.0% 349.8% 368.7%

연도별 충당률 변화를 살펴보면, 전국 평균 기준 2024년 34.7%에서 2027년 151.3%, 2030년 313.2%로 지속적으로 증가하여 2033년 368.7%에 도달한다. 세종, 충북, 충남은 2024년 이미 100%를 초과하였으며, 전북은 2025년, 경기는 2026년, 부산은 2027년에 100%를 초과하여 조기에 전기화 수요를 충당할 수 있는 반면, 경북은 2031년, 경남은 2028년에 급격히 증가하여 100%를 초과하는 특징을 보인다.

이러한 결과는 지자체의 신재생에너지 보급 계획이 전국적으로는 전기화 수요를 충분히 초과하는 수준이나, 지역별 편차가 매우 크다는 것을 보여준다. 충남, 전북, 세종, 경기, 충북, 경남, 경북 등 7개 지자체는 전기화 수요를 크게 초과하는 발전량을 보유한 반면, 서울, 인천, 광주, 강원은 보급 계획이 부재하며, 제주, 전남, 울산, 대전 등은 상대적으로 낮은 충당률을 보였다. 제주, 전남과 같은 지역은 이미 신재생 설비가 충분히 보급되었으나 그렇지 못한 지역의 경우 전기화로 인한 전력 수요 증가분을 건물 자체 신재생에너지로 충당하지 못하므로 전력망에서 추가 전력을 공급받아야 하며, 이는 전환부문(전력부문)에 부담으로 작용할 수 있다. 따라서, 지역 간 신재생 보급 불균형을 해소하고 건물부문의 전기화 계획과 신재생에너지 보급 계획, 전환부문(전력부문)의 공급 계획이 통합적으로 수립되어야 실질적인 온실가스 감축 효과를 달성할 수 있다.

4.2 온실가스 순 감축량 분석

신재생에너지를 활용한 전기화는 직접부문 배출 감축과 동시에 간접부문 배출 증가를 수반한다. 2033년 기준 전국의 직접부문 온실가스 감축량은 28,069 ktCO2eq로 산정되었으며(Table 3), 이는 가정·상업 부문에서 석탄, 석유, 도시가스 사용을 전기히트펌프로 전환함에 따라 화석연료 직접 연소 배출이 줄어든 결과이다. 지자체별로는 경기도가 10,185 ktCO2eq로 가장 높은 감축량을 보였으며, 경북(2,886 ktCO2eq), 경남(2,732 ktCO2eq), 부산(2,650 ktCO2eq) 순으로 나타났다. 반면 제주(115 ktCO2eq), 세종(164 ktCO2eq), 전남(323 ktCO2eq)은 상대적으로 낮은 감축량을 보였다.

Table 3

Greenhouse gas reduction effects by local government in 2033

Local Government Direct Emission Reduction
[ktCO2eq]
Indirect Emission Increase
[ktCO2eq]
Net Reduction
[ktCO2eq]
Seoul 0 0 0
Busan 2,650 1,644 1,007
Daegu 2,026 1,261 766
Incheon 0 0 0
Gwangju 0 0 0
Daejeon 916 566 351
Ulsan 535 335 200
Sejong 164 98 66
Gyeonggi 10,185 6,301 3,884
Gangwon 0 0 0
ChungBuk 1,554 894 661
ChungNam 2,176 1,276 900
JeonBuk 1,805 1,066 739
JeonNam 323 162 161
GyeongBuk 2,886 1,625 1,261
GyeongNam 2,732 1,623 1,108
Jeju 115 58 57
Total 28,069 16,908 11,161

그러나 전기화는 전력 수요 증가를 수반하여 간접부문 배출을 증가시킨다. 2033년 기준 간접부문 온실가스 증가량은 16,908 ktCO2eq로, 직접부문 감축량의 60.2%에 해당한다. 이는 본 연구에서 건물 자체 신재생에너지로 생산된 전력에 대해 에너지원(신재생)의 특성을 고려하지 않고 전력 배출계수(0.4172 tCO2eq/MWh)를 적용했기 때문이다.

직접부문 감축량에서 간접부문 증가량을 차감한 순 온실가스 감축량은 2033년 기준 11,161 ktCO2eq로, 직접부문 감축량의 39.8%에 해당한다. 이는 에너지원의 특성을 고려하지 않은 전력 배출계수를 적용한 결과이므로, 신재생에너지의 낮은 배출 특성을 고려하면 실제 순 감축 효과는 더 클 것으로 예상된다.

4.3 2035 NDC 목표 대비 달성도 평가

2033년 신재생에너지 보급 계획에 따른 순 온실가스 감축량 11,161 ktCO2eq를 2035년 NDC 건물부문 목표와 비교한 결과, 목표 달성에 상당한 기여를 할 수 있는 것으로 나타났다. 2035 NDC는 건물부문에서 2018년 배출량(52.1 MtCO2eq) 대비 53.6% ~ 56.2% 감축을 요구하며, 이는 절대량으로 27.9 ~ 29.3 MtCO2eq에 해당한다. 반면 13개 광역지자체의 신재생 보급 계획을 통해 2033년 달성할 수 있는 감축량은 목표의 약 38.1 ~ 40.0% 수준으로, 건물부문 감축 목표의 상당 부분을 담당할 수 있다.

그러나 목표 완전 달성을 위해서는 여전히 16.7 ~ 18.1 MtCO2eq의 추가 감축이 필요하며, 두 가지 측면에서 추가 감축 가능성을 확인할 수 있다. 첫째, 본 연구에서는 각 지역의 신재생 전력을 해당 지역 전기화 수요에만 활용하는 것으로 가정하였으므로, 실제로는 전력망을 통한 지역 간 전력 공유가 가능하다면 감축 효과가 더 커질 수 있다. 실제로 충남(1,830.7%), 전북(1,353.1%) 등은 전기화 수요를 크게 초과하는 발전량을 보유한 반면, 서울, 인천, 광주, 강원은 보급 계획이 부재하여 지역 간 편차가 매우 크게 나타났다. 둘째, 본 연구는 건물부문 감축 수단 중 전기화와 신재생에너지 보급만을 다루었다. NDC 목표는 제로에너지건축 확산, 그린리모델링, 행태 개선 등 다양한 이행수단의 복합적 추진을 전제로 한다. 따라서 신재생에너지 보급만으로 목표의 40%를 달성한다는 것은 해당 정책의 중요한 역할을 보여주는 것이며, 나머지 60%는 다른 감축 수단을 통해 추가 감축이 가능하다.

5. 결 론

본 연구는 13개 광역지자체의 신재생에너지 보급 계획을 활용한 건물부문 전기화가 2035 NDC 목표 달성에 얼마나 기여할 수 있는지를 정량적으로 평가하였다. 지자체 탄소중립 녹색성장 기본계획을 분석하여 2033년까지의 신재생에너지 발전량을 산정하고, 가정·상업 부문의 난방·급탕 설비 전기화에 필요한 전력량과 온실가스 감축량을 도출하여 2035 NDC 목표와 비교하였다.

주요 연구 결과, 13개 광역지자체의 2033년 누적 신재생 발전량은 236,330 GWh로 전기화 필요 전력량(66,279 GWh)의 3.6배 수준이며, 순 온실가스 감축량은 11.2 MtCO2eq로 산정되어 2035 NDC 건물부문 목표의 약 38 ~ 40%를 달성할 수 있는 것으로 나타났다. 다만 지역별 충당률은 0% (서울, 인천, 광주, 강원)에서 1,830.7% (충남)까지 큰 편차를 보였다. 이상의 분석을 통해 신재생에너지 보급 계획이 2035 NDC 목표의 약 40%를 달성할 수 있는 핵심 정책임을 확인하였으며, 이는 건물 자체 신재생에너지 생산과 전기화를 결합한 전략의 중요성을 시사한다.

그러나 목표 완전 달성을 위해서는 다음과 같은 과제가 남아있다. 첫째, 지역 간 신재생 보급 불균형을 해소하고 전력망을 통한 지역 간 전력 공유 체계를 구축해야 한다. 둘째, 제로에너지건축, 그린리모델링, 고효율 기기 보급, 행태 변화 등 다양한 이행수단의 복합적 추진이 필수적이다. 셋째, 건물부문의 전기화 계획과 신재생에너지 보급 계획, 전환부문(전력부문)의 공급 계획이 통합적으로 수립되어야 한다.

본 연구는 지역 간 불균형 해소 및 건물부문과 전환부문의 통합적 계획 수립 필요성을 도출함으로써 향후 NDC 이행 전략 수립에 기초 자료를 제공하였다. 다만 분석 범위를 난방과 급탕 용도의 직접 배출원으로 한정하고, 각 지역 신재생 전력의 독립적 활용을 가정하였기 때문에, 향후 연구에서는 건물 전체 에너지 용도와 전력망 연계를 통한 지역 간 최적 배분, 에너지 수요 변화를 반영한 동적 분석이 필요하다.

Acknowledgements

본 연구는 국토교통부/국토교통과학기술진흥원의 지원으로 수행되었음(과제번호 RS-2023-00244769).

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