The “Carbon Neutral” has become the most important goal to achieve in the era of the climate change crisis. K-water has prepared a roadmap for implementing “Carbon Neutral” by 2050. However, only the reduction targets and strategies for scope 1 and 2 have been set, so the management of carbon generated during the construction project and upfront carbon is not being implemented. Therefore, in this study, the criteria and methodology for estimation carbon emissions in the construction sector at domestic and foreign were reviewed, and a methodology for estimation carbon emissions suitable for K-water construction projects was presented, and a case study was conducted. As a result, most of the carbon emissions were more than 90% of the upfront emissions due to material production. Therefore, upfront carbon management is required for carbon management of K-water construction projects, and it is necessary to quantify carbon emissions through GHG construction inventory, etc., and to establish strategies for future reduction technologies.

도로시설물은 건설 시 많은 건설 자재와 건설 장비를 사용함에 따라 시공단계 탄소배출이 높고, 지속적 인 기능 유지를 위한 유지보수 활동에 의한 탄소배출이 동반되기 때문에 도로시설물의 life cycle별 탄소 배출량을 정량적으로 산정하고 관리하는 것은 매우 중요하다. 하지만 도로 life cycle 단계별 탄소배출량 의 정량적 산정은 각 단계마다 탄소배출원에 대한 활동자료의 수집, 배출계수의 선택, 활동자료의 신뢰성 검증 등의 복잡한 일련의 과정으로 인해 탄소배출량을 정량적으로 산정하고 관리 시 많은 어려움을 겪고 있다. 국토교통부의 시설물별 탄소배출량 산정 가이드라인에 따르면 도로에서의 탄소배출량은 수집된 활 동자료로부터 계산된 탄소배출원의 양과 탄소배출계수의 곱으로 정량적으로 산정할 수 있으며, 이러한 매 커니즘을 할용해 실제로 탄소배출량을 정량적으로 산정하고 관리하기 위한 탄소관리시스템 개발에 대한 연구를 탄소중립형 도로 기술개발 연구단에서 진행중이다. 도로는 계획 및 설계 주체, 시공 주체, 운영주 체가 다르기 때문에 각 주체마다 필요로 하는 탄소배출 결과가 다르며, 활용하고자 하는 용도 역시 다르 기 때문에 탄소관리시스템 개발 시 이를 고려한 탄소배출량 관리시스템 내 컨텐츠를 구성할 필요가 있다. 따라서 본 연구에서는 표준화된 탄소배출량 산정 방법을 이용해 도로의 시공, 운영, 유지보수의 life cycle 단계별 탄소배출량을 정량적으로 산정하고, 이를 활용해 새로운 녹색기술(탄소저감기술)을 해당 도 로에 적용 시 탄소저감가능량을 산정할 수 있는 시스템을 개발하였다.

도로의 life cycle은 계획 및 설계, 시공, 운영, 유지보수로 구분할 수 있으며, 막대한 사회간접자본이 투입되는 사회기반시설인 도로는 건설 시 많은 건설 자재와 건설 장비를 사용함에 따라 시공단계에서의 탄소배출이 매우 높고, 지속적으로 안전하고 효율적인 도로의 기능과 역할을 담당하기 위한 유지보수 활동에 의해 탄소배출이 동반된다. 국토교통부의 시설물별 탄소배출량 산정 가이드라인에 따르면 도로에서의 탄소배출량은 탄소배출원의 양과 탄소배출 DB의 곱으로 정량적으로 산정할 수 있으며, 이를 실제로 활용해 탄소배출량을 정량적으로 산정하기 위한 DB 및 탄소배출원단위의 구축에 관한 연구를 탄소중립형 연구단에서 진행중이다. 또한 도로는 계획 및 설계 주체, 시공 주체, 운영주체가 다르기 때문에 각 주체마다 필요로 하는 탄소배출원단위가 다르며, 활용하고자 하는 용도 역시 다르기 때문에 탄소배출원단위 구축 시 이를 고려한 구축 방법과 구축원단위를 선택할 필요가 있다. 따라서 본 연구에서는 표준화된 탄소 배출량 산정 방법을 이용해 실제 사례를 바탕으로 탄소배출량을 정량적으로 산정한 후 도로의 life cycle 별로 탄소배출원단위를 구축하였고, 탄소배출원단위의 활용 주체에 따라 유동적으로 활용 가능하도록 탄소배출원단위를 다각도로 분석하였다. 본 연구를 통해 도로의 계획부터 시공 및 운영까지 전과정에 걸쳐 탄소배출량을 산정하기 위한 DB와 탄소배출원단위를 구축하였다. 이를 통해 도로 신규 건설 및 확장을 계획할 때 노선 대안별 평가단계에서 탄소배출량을 하나의 선택인자로 활용할 수 있으며, 설계자는 각 단계마다 구축된 원단위를 통해 탄소배출 최소화를 위한 공종의 선택 및 조합을 이끌어 낼 수 있다. 또한, 발주부처에서는 탄소배출원단위를 활용해 도로의 기준 탄소배출량을 제시할 수 있으며, 관리부처에서는 기준 탄소배출량 대비 탄소배출량 저감 방안 수립을 위한 기초자료로 활용 될 수 있을 것으로 기대된다.

국제적인 자원문제에 대응하고 효율적인 자원관리체계구축을 위해서는 다량의 자원을 소비하는 산업에 대한 자원관리 연구가 필요하다. 우리나라 대부분의 산업은 자원의존도가 높다는 공통적인 특성으로 인해, 대부분의 자원을 수입에 의존하고 있는 실정이다. 특히, 희토류나 희귀금속은 국내의 주요산업에서 꼭 필요한 자원임에도 불구하고 거의 전량을 수입에 의존하고 있어 자원수급에 문제가 발생할 경우 국내 산업에 심각한 타격이 올 수 있다. 따라서 국제 자원가격의 변동 및 자원고갈의 위기에 국내 산업이 대응하기 위해서는 자원의 수급안정을 위한 자원관리체계 구축 및 자원효율성 향상을 위한 전략이 필요하다. 국내 산업 중 건설 산업은 차지하는 비중이 높은 산업으로 교량, 도로, 항만 및 철도 등으로 구분되어 있으며 공사의 규모가 상당히 크기 때문에 다량의 자원을 소모하는 분야이다. 이러한 건설 산업에 대한 LCA(Life Cycle Assessment)와 온실가스 산정연구는 많이 수행되어 왔으나, 자원관리 측면에서의 연구는 미미한 실정이기 때문에 지속적인 연구를 통해 구체적인 자원관리체계를 구축하는 것이 필요하다. 본 연구에서는 LCA 기법을 MFA(Material Flow Analysis)에 접목하여 고속도로 시공 시 투입되는 건설 자재에 대한 직접 자원요구량은 물론 원료 채취단계에서부터 생산단계까지 투입되는 간접 자원요구량까지 포함하여 이들의 합을 총 자원요구량(Total Material Requirement)으로 정의하여 산정하였다. 고속도로 시공구간은 일반도로구간, 교량구간, 터널구간으로 구분하였으며, 일반도로구간에서는 총 자원요구량이 자갈 1.70E+04 ton, 모래 1.01E+04 ton 및 석회암 4.59E+03 ton순으로 높게 나타났다. 교량구간은 자갈 5.80E+04 ton, 모래 4.28E+04 ton 및 석회암 3.59E+04 ton순이었으며, 터널구간은 자갈 3.65E+04 ton, 모래 2.67E+04 ton 및 석회암 1.99E+04 ton순으로 높게 나타났다. 고속도로 시공에 사용되는 직접‧간접 자원은 일반도로, 교량, 터널구간에 따라 약간의 차이는 있었으나 주로 모래, 자갈 및 석회암 등의 자원이 주로 사용되는 것으로 나타나 그 종류에 따른 사용량이 거의 유사한 경향을 나타내었다. 고속도로 건설에 있어서는 시공에 따른 직접적인 자원만이 투입되는 것이 아니고 채취･운반에 따른 별도의 간접자원 투입이 따르게 되는데 일반도로, 교량 및 터널구간 모두 석탄이 가장 많이 사용되는 것으로 나타났다.