최근 국내 모기업의 친환경빌딩이 해외 유수의 초고층빌딩을 제치고 세계적인 건축학회에서 수여하는 건축대상을 받아 주목을 받았다. 수려한 외관을 자랑하는 이 빌딩은 창호와 외장재에 태양광패널을 접목해 건물사용에 필요한 전기를 생산하는 등 탄소배출을 줄이고 있다. 또한 일반 주택에서도 태양광, 지열 등을 활용해 냉난방비가 거의 들지 않는 제로에너지 주택에 대한 관심이 많이 늘어나고 있다. 

특허청(청장 김용래)은 ‘제로에너지건축’ 관련 특허출원이 2020년 560건으로, 2008년 259건 대비 2.16배 증가해 연평균 6.6% 성장했다고 밝혔다.

제로에너지건축은 건물이 소비하는 에너지와 건물 내 재생에너지를 통해 만들어지는 에너지를 합산한 총에너지량이 최종적으로 ‘제로(0)’가 되는 건축물을 말한다. 건축물의 단열성능기준(2008년)이 강화되고 제로에너지건축물 인증제(2017년)가 시행된 이후 관련 기술개발이 지속적으로 이뤄지고 있어 지속적으로 특허출원이 늘어나고 있다. 

기술유형별로 보면 고효율 단열시스템(34.2%), 고성능 창호시스템(36.3%) 등 새는 열을 막는 패시브기술이 70% 정도 차지했으며 태양광(23.5%) 및 지열(6.0%) 등 재생에너지를 활용해 에너지를 생산하는 액티브기술이 그 나머지를 차지하고 있다. 

출원인 유형별로 보면 중소기업(39.3%), 개인(34.0%), 대기업(14.5%), 대학·연구기관(9.5%) 순으로 나타났다. 창호, 단열재 등 제로에너지건축 자재별로 전문화된 중소기업들의 기술개발과 특허출원이 활발히 이뤄지고 있는 것이다. 

태양광패널을 옥상 등 한정된 곳에 설치하는 기존의 액티브기술로는 에너지소비 제로(0)를 달성하기 어려운 바 최근 이를 해결하기 위한 건물일체형 태양광시스템(BIPV: Building Integrated Photovolatic System) 관련 기술개발이 활발한 것으로 나타났다. 이는 건물의 외면을 이루는 창호와 외장재 등에 태양광패널을 일체화시키는 융·복합기술로 특허출원이 최근 5년 사이 3배로 급격하게 증가했다. 실제로 2015년 15건에서  2020년 45건으로 늘었다. 

일반적인 태양광패널은 색상이 어둡고 투광성이 나빠서 건물의 창호나 외장재에 바로 적용하기에 어려운 문제가 있었다. 이에 따라 투명도를 높여 창호로 활용하는 기술, 다양한 색채 구현이 가능하도록 해 외장재에 적용하는 기술 등이 출원되고 있다. 또한 플렉서블한 소재로 제작해 곡면 등 건물의 다양한 디자인에 적용할 수 있는 기술 등으로 발전해 나가고 있다. 

탄소중립 달성을 위해 건물의 에너지소비를 줄이는 것이 필수적인 가운데 우리나라를 포함해 미국, 유럽 등 세계 각국은 제로에너지건축 의무화를 추진해 보급을 확대해 나가고 있다. 건물부분은 국내 에너지사용량의 20% 이상을 차지(출처: 한국에너지공단, 제로에너지빌딩)하고 있다. 이에 따라 미국의 시장분석 전문회사인 Navigant Research의 Net Zero Energy Building 보고서에 따르면 제로에너지건축 세계시장 규모는 2020년 6,000억달러에서 2035년 1조4,000억달러로 2배 이상 확대될 것으로 전망되는 등 국내·외 시장에서 큰 성장의 기회가 열리고 있는 것이다. 

류제준 특허청 주거기반심사과 심사관은 “제로에너지건축은 그린뉴딜의 핵심과제 중 하나로 우리나라는 2020년부터 공공건축물을 시작으로 제로에너지건축이 단계적으로 의무되고 있다”라며 “확대되는 제로에너지건축시장을 선점할 수 있도록 관련 기술개발과 함께 이를 보호할 수 있는 지식재산권의 확보가 중요하다”고 밝혔다.