▲ 코넬대학교 전경(사진=Cornell University official YouTube screenshot).  © 최한민 기자

(커넥트 데일리=최한민 기자) 미국 코넬대학교 연구팀이 개발한 도시 건물 에너지 모델이 다세대 주택에서 가장 효율적인 탈탄소 전환 모델로 확인되고 히트펌프 단독 교체보다는 단열과 태양광을 결합할 때 경제성이 높아진다는 새로운 성과를 제시했다.

현지 시각 18일 외신에 따르면 코넬대학교 건축ㆍ예술ㆍ도시계획대학의 티무르 도간(Timur Dogan) 부교수 연구팀이 만든 새로운 에너지 모델링 도구가 탄소중립 도시 구현을 위한 실질적 해법으로 주목받고 있다.

이 도구는 일반 노트북으로도 단 몇 분 만에 소도시 규모의 건물 에너지 사용을 시뮬레이션할 수 있으며 다양한 탈탄소 전략의 비용 대비 효과를 분석한다.

이번 연구는 뉴욕주 이타카 시가 오는 2030년까지 탄소중립 달성을 목표로 삼으면서 시작됐는데 연구팀은 주택 및 상업용 건물 5천여 동을 대상으로 지리정보 지도, 세금 기록, 건축 허가, 인구 조사 자료, 지역 전력사인 NYSEG의 에너지 사용 데이터를 종합해 모델을 구축했다.

분석 결과 단순히 가스 보일러를 전기식 히트펌프로 교체할 경우 일부 건물에서 오히려 운영 비용이 증가할 수 있음이 드러났다.

다만 단열 보강(Weatherization)과 태양광 패널을 함께 적용하면 히트펌프 교체에 따른 비용 부담을 상쇄해 경제적인 건물의 탈탄소 전환이 충분히 가능해지는 것으로 나타났다.

또한 예상과 달리 대형 상업 건물보다 다세대 주택이 인센티브를 고려했을 때 더 효율적인 전환 대상이라는 점도 확인됐다.

이 과정은 단순한 기술적 성과를 넘어 정책 수립에 필요한 새로운 기준을 제시했다.

이타카 지속가능성 국장 레베카 에반스(Rebecca Evans)는 “도시 건물 에너지 모델은 전기화에 적합한 건물을 신속하게 찾아내고 이를 투자 포트폴리오로 묶어 자본 효율성을 높일 수 있다”며 이번 협력의 의미를 강조했다.

이번 모델은 기존의 슈퍼컴퓨터 기반 디지털트윈과 달리 물리 기반 시뮬레이션 엔진과 머신러닝을 결합해 빠른 연산이 가능하다는 점이 특징이다.

이로써 자원이 제한된 중소 도시에서도 손쉽게 접근할 수 있다는 점도 큰 장점이 된다.

이번 연구 결과는 Journal of Building Performance Simulation에 발표됐으며 코넬 애트킨슨 지속가능성센터와 파크재단의 지원을 받았다.

도간 교수팀은 현재 이타카 시를 넘어 톰킨스 카운티 전체로 확장 적용 중이며 장기적으로는 주와 전국 단위까지 확대할 수 있다고 내다보고 있다.

도간 교수는 “소도시에서 카운티, 더 나아가 주 단위까지 정책 우선순위를 재편하는 데 실질적으로 기여할 수 있다”고 말했다.