‘2030 온실가스 감축 목표 이행’과 ‘2050 탄소중립 목표 달성’을 위해 국내에서 다양한 노력을 하고 있으나, 온실가스 배출량은 오히려 증가하고 있다. 2018년 기준 국가 온실가스 총배출량은 727.6백만톤CO₂eq.으로 1990년 대비 149.0%, 2017년도 대비 2.5%(17.9백만톤CO₂eq.) 증가하였다.

한편, 유엔환경계획(UNEP, 2020)에 따르면 주택 포함 건설 분야의 에너지 소비량은 전체의 약 35%이고, 탄소 배출량은 연간 약 13,512백만톤으로 전체의 약 38%를 차지하는 것으로 알려져 있다. 그리고 시공 과정에서 발생하는 에너지 소비량은 건설 분야 전체의 5% 정도, 탄소 배출량은 10% 정도 차지하는 것으로 분석된다.

2019년 기준 시멘트와 철강 관련된 건설재료 생산 시 발생하는 탄소 배출량은 2,038백만톤으로 전체의 15% 정도이다(UNEP, 2020; IEA 2020). 건설 부문에서 시멘트의 수요는 50% 정도, 철강은 30% 정도를 점유하며, 시멘트 산업의 탄소 배출량은 전체 산업의 약 7%이고, 산업 분야 내에서 생산 단가 당 탄소 배출량이 가장 높은 분야로 분석된다(2017년 기준). 국제에너지기구(IEA)에서 2014년부터 2018년까지 시멘트 산업분야의 탄소 발생량은 매년 0.5% 증가하고, 지속가능 개발을 위해서 향후 2030년까지 탄소 배출량을 연간 0.8% 줄여야 한다고 보고하고 있다.

국내에서 온실가스를 다량 배출하는 산업은 철강 1위(32.3%), 석유화학 2위(7.2%), 시멘트 3위(14.2%)로 건설 재료·자재 관련된 산업이 많다(이성호, 2020). 따라서 온실가스 다배출 상위 기업에는 철강·시멘트 관련 기업이 다수를 점유하고 있다.

시멘트 콘크리트 산업에서 배출되는 온실가스 양은 국가 배출량의 10% 정도로 매우 큰 비중을 차지한다. 국내 시멘트 생산량은 연간 50,653천톤으로 세계 11대 생산국이고, 소비량은 49,483천톤으로 세계 8대 소비국이다. 시멘트 제조 시 소성·분쇄 과정에서 이산화탄소를 시멘트 1톤 생산 시 0.7톤~1.0톤 정도 발생하고, 국내는 0.931톤 정도 배출하고 있다. 따라서 국내에서 시멘트 생산 시 연간 45,500천톤 정도의 이산화탄소를 배출하는 것으로 추정된다.

국내 레디믹스트 콘크리트 생산량은 약 1억 4천만㎥이기 때문에 시멘트 콘크리트 제조하면서 5.6천만톤 정도의 이산화탄소를 배출하는 것으로 분석된다.1)

건설에서 철근은 콘크리트와 더불어 가장 많이 사용되는 재료이다. 한국철강협회 철강생산통계에 따르면 2020년 기준 철근 생산량은 연간 9,405천톤 정도이고, 이 때 발생하는 이산화탄소 배출량은 연간 23,890천톤 정도로 추정된다.2)

북한에서 시멘트 생산 시 이산화탄소의 배출량에 대한 정확한 정보는 없다. 북한에서 전력 부족과 설비의 노후화로 시멘트 제조 시 소성온도는 낮고, 보통포틀랜드 시멘트의 비표면적은 2,500㎠/g로 남한의 2,800㎠/g에 비해 작다. 북한의 시멘트는 남한의 시멘트에 비해 강도 등 성능이 저하되는 것으로 파악된다.

[표 2]는 탄소중립 관점에서 남북한 건설 재료·자재 규격을 비교한 결과이다. 건설 재료·자재의 탄소 배출량은 사용원료, 종류, 생산 방식·설비 등에 따라 다르지만, 분쇄(파쇄)·소성·운반 등의 과정에서 주로 배출된다. 특히 시멘트는 1,200℃ 이상의 고온에서 소성 과정이 있기 때문에 다른 재료에 비해 탄소 배출이 많다. 포틀랜드 시멘트 규격에서 탄소 배출량에 가장 영향을 주는 것은 혼합재의 함유량이다. 혼합재는 제철소의 산업부산물인 고로슬래그 또는 석탄화력발전소의 산업부산물인 플라이애시와 같이 시멘트와 반응하는 재료를 사용하거나 석회석 미분말과 같이 거의 반응하지 않은 재료를 사용한다. 남한 규격에서 혼합재의 함유량은 각각 5%와 5% 씩 10% 미만으로 규정되고 있고, 북한 규격에서는 각각 15%와 10% 씩 25% 미만으로 규정되어 있다. 탄소 배출량 관점에서 포틀랜드 시멘트 규격을 비교할 경우, 혼합재를 많이 사용하고 있는 북한 시멘트는 남한 시멘트보다 유리한 것으로 분석된다. 다만, 혼합재로 사용되는 고로슬래그와 플라이애시의 경우 초기재령의 콘크리트 강도를 저하시키고, 석회석 미분말의 경우 콘크리트 강도를 전반적으로 저하시키는 경향이 있으며, 혼합재의 함유량이 많을수록 그 경향은 더욱 증가된다(한국건설기술연구원, 2022). 따라서 시멘트의 혼합재 함유량만으로 탄소 배출량을 분석하는 것보다 시멘트 콘크리트를 제조할 때 콘크리트의 품질을 고려하면서 탄소 배출량을 분석하는 것이 적절한 것으로 판단된다.

고로슬래그와 플라이애시는 시멘트보다 탄소 배출량이 훨씬 적기 때문에 저탄소 시멘트 콘크리트 또는 탄소중립 시멘트 콘크리트를 생산·제조할 때 일반적으로 고로슬래그와 플라이애시를 많이 사용한다. 고로슬래그 시멘트의 경우, 남한의 규격이 북한의 규격에 비해 고로슬래그의 함유율이 높다. 이에 반해 플라이애시 시멘트의 경우, 북한의 규격이 남한의 규격에 비해 플라이애시의 함유율이 높다. 따라서 탄소중립 측면에서 고로슬래그 시멘트의 경우에는 남한 시멘트가 유리하고, 플라이애시 시멘트의 경우에는 북한 시멘트가 유리하다. 포틀랜드 시멘트에서 설명한 바와 같이 고로슬래그 또는 플라이애시를 많이 사용할수록 강도발현이 지연되고, 특히 저온에서 강도발현이 저하되기 때문에 콘크리트 배합설계 시 콘크리트의 품질을 고려하면서 탄소 배출량을 분석할 필요가 있다.

주요 건설자재인 시멘트 콘크리트와 강재의 생산 시 전체 탄소 배출량의 15% 정도 차지하고, 전 세계적으로 인프라 구조물은 80% 이상 콘크리트로 구축되고 있다. 건설 산업에서도 탄소중립은 전 세계적으로 큰 이슈이다. 탄소중립 관점에서 건설재료 규격을 분석한 결과, 포틀랜드 시멘트에서 혼합재 함유량, 고로슬래그 시멘트에서 고로슬래그의 함유율, 플라이애시 시멘트에서 플라이애시의 함유율이 탄소 배출에 가장 큰 영향으로 작용하는 것으로 분석되었다. 그리고 남북한 건설규격을 비교한 결과, 혼합재 함유량과 플라이애시 함유율 측면에서 북한 규격이 유리하고, 고로슬래그 함유율 측면에서 남한 규격이 유리하는 것으로 분석되었다. 다만, 혼합재, 고로슬래그, 플라이애시의 함유량은 콘크리트의 강도에 많은 영향을 주기 때문에 콘크리트 배합설계 시 품질을 고려하면서 탄소 배출량을 분석할 필요가 있다.

[표 3]에 나타낸 바와 같이 북한 언론 보도에 따르면 북한에서도 순환자원, 탄소중립 건설 재료·자재가 개발되어 일부 적용되는 것으로 파악된다. 북한에서 건설 재료·자재의 부족 등으로 국가 차원에서 시멘트 생산 증산을 독려하고 정책적으로 재활용·재자원화를 강조하고 있다. 또한, 북한의 건설 재료·자재는 공급양이 크게 부족할 뿐만 아니라 품질도 크게 저하되는 것으로 알려져 있다. 따라서 북한의 인프라 시장 진출 또는 북한의 건재를 사용할 경우에는 이런 상황을 종합적으로 고려할 필요가 있다.