전 세계 대학이 탄소중립을 선언하고 있지만, 실제로 캠퍼스에서 얼마나 많은 탄소가 배출되는지 정밀하게 측정한 사례는 드물다. PLOS ONE에 발표된 연구에 따르면, 중국 쓰촨성 J대학교의 2023년 순 탄소 배출량은 44,584톤 CO₂e(이산화탄소 환산량)에 달했으며, 구성원 1인당 배출량은 1.89톤으로 나타났다 [1]. 이 연구는 기존 대학 탄소 발자국 연구에서 간과되어 온 '불확실성 분석'까지 포함해, 캠퍼스 탄소 회계의 새로운 프레임워크를 제시했다는 점에서 주목할 만하다.
| 대학 캠퍼스는 작은 도시와 같다
대학 캠퍼스(UC, University Campus)는 교육·주거·상업·연구 기능을 동시에 수행하는 복합 시설이다. 강의실, 기숙사, 식당, 실험실, 사무실이 밀집해 있고, 수만 명의 구성원이 일상적으로 에너지를 소비한다. Journal of Building Engineering에 게재된 종합 리뷰 논문에 따르면, 건물 부문은 전 세계 에너지 관련 탄소 배출의 39%를 차지하며, 이 중 28%는 냉난방 및 전력 사용 같은 운영 배출에서 발생한다 [2]. 미국의 경우 대학만으로 전체 온실가스 배출의 약 2%를 차지하는데, 이는 상업용 항공기나 매립지의 배출량에 맞먹는 규모다 [2].
| 전기가 최대 배출원, 이어서 천연가스·출장 순
J대학교 연구진은 배출계수법(Emission Factor Method)과 델파이 기법(Delphi Method)을 결합해 캠퍼스의 탄소 배출을 직접 배출, 간접 배출, 기타 배출, 탄소 흡수 네 범주로 산정했다 [1]. 그 결과, 가장 큰 배출원은 전기 사용(조명·냉방·기기 가동 등)으로 18,880톤 CO₂e를 기록해 전체의 약 42%를 차지했다. 그 뒤를 천연가스(8,647톤, 19%), 출장(5,225톤, 12%), 통근(3,852톤, 9%), 식품(3,445톤, 8%), 겨울철 난방 열에너지(2,567톤, 6%)가 이었다. 여기서 전기와 난방은 별도로 산정되었는데, 전기는 연중 사용되는 전력을, 난방은 겨울철 온열 공급을 가리킨다.
전기 배출은 건물 유형별로도 차이를 보였다. 기숙사의 전기 탄소 배출 강도가 가장 높았고, 교육동, 복합건물, 식당, 문화센터, 도서관 순이었다 [1]. 월별로는 6월에 전기 관련 배출이 가장 높았는데, 이는 쓰촨 지역의 여름철 냉방 수요가 급격히 증가하기 때문이다. 반면 천연가스와 난방 배출은 겨울에 집중되어 뚜렷한 계절성을 나타냈다 [1].
출장과 통근은 합산 시 9,077톤 CO₂e로, 전기와 천연가스에 이어 세 번째로 큰 배출 범주를 형성한다 [1]. 특히 출장(5,225톤)의 경우, 교직원과 학생의 학술 활동·업무 이동에 수반되는 항공·철도·자가용 이용이 주된 원인이다. 연구진이 교통수단별 배출량을 분석한 결과, 자가용 이용에 따른 배출이 가장 높았고 기차, 택시, 오토바이, 항공 순으로 나타났다 [1]. 항공의 1인당 킬로미터 배출계수(0.285 kg CO₂e/passenger·km)는 기차(0.041)의 약 7배에 달하지만, J대학교 구성원의 항공 이용 빈도가 상대적으로 낮아 총량 기준에서는 자가용이 압도적이었다. 통근(3,852톤) 역시 화석연료 차량 의존도가 높은 데서 비롯되며, 연구진은 신에너지 차량(전기차 등)으로의 전환이 캠퍼스 탄소 배출을 유의미하게 줄일 수 있다고 제안했다 [1].
흥미로운 결과는 식품 부문에서 나왔다. J대학교 구성원의 식품 소비에서 채소가 차지하는 비중은 약 32%로 가장 높았지만, 탄소 배출 기여도에서는 육류가 전체 식품 배출의 약 61%를 차지했다 [1]. 육류의 탄소 배출계수(25 kg CO₂e/kg)가 채소(2 kg CO₂e/kg)의 약 12.5배에 달하기 때문이다.
| 캠퍼스 녹지만으로는 탄소중립 달성 불가능
J대학교는 30.99헥타르의 녹지와 수목을 보유하고 있으며, 이를 통해 연간 149.1톤의 탄소를 흡수한다 [1]. 그러나 이 수치는 대학 탄소 총 배출량의 0.33%에 불과하다. 연구진은 캠퍼스 녹화만으로 탄소중립을 달성하는 것은 비현실적이라고 지적했다 [1].
이와 관련해, 리뷰 논문[2]에서도 중국 칭화대학교 사례를 소개하고 있다. 칭화대는 건물 동·서·북면에 덩굴 식물을 심고, 옥상에 태양광 패널(PV)을 설치하는 전략을 병행했을 때 비로소 탄소중립이 가능하다는 결과를 도출했다 [2]. 즉, 녹지 확대와 재생에너지 도입이 동시에 이루어져야 한다는 것이다.
| 통근·출장 데이터의 불확실성이 전체 산정 신뢰도를 좌우한다
이 연구의 가장 독창적인 부분은 몬테카를로 시뮬레이션(Monte Carlo Simulation)을 활용한 불확실성 분석이다. 몬테카를로 시뮬레이션이란 변수에 확률 분포를 부여하고 수천~수만 회 반복 계산을 통해 결과의 변동 범위를 추정하는 통계 기법이다. 연구진은 10,000회 시뮬레이션을 수행해 각 배출원의 불확실성 범위를 산출했다 [1].
분석 결과, 통근(−55%~+129%)과 출장(−54%~+131%)의 불확실성 범위가 가장 넓었다 [1]. 이는 해당 데이터가 설문조사에 기반하기 때문이다. 반면, 전기·천연가스·수도 등 계측기로 측정한 항목의 불확실성은 상대적으로 작았다. 상관계수 분석에서도 통근(0.551)과 출장(0.591)이 전체 탄소 배출 불확실성에 가장 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다 [1]. 이는 활동 데이터 수집 방법과 배출계수 선택이 결과의 정확도를 크게 좌우함을 시사한다.
| 대학 간 비교: 선진국 대학의 1인당 배출이 더 높다
연구진은 전 세계 대학의 1인당 탄소 배출량을 비교했다. J대학교의 1인당 1.89톤은 중간 수준에 해당한다 [1]. 스탠퍼드대(3.41톤), 앨버타대(6.51톤), 케임브리지대(3.5톤) 등 선진국 대학이 높은 편이었고, 콜롬비아 국립대(0.43톤)는 낮은 편이었다 [1]. 이러한 차이는 탄소 회계 범위, 연구 장비 수준, 기숙사 비율, 기후대 등 복합 요인에 기인한다. 리뷰 논문[2]에서도 대학 간 탄소 배출 비교를 어렵게 만드는 주요 원인으로 표준화된 산정 방법의 부재를 지적하고 있다.
| 태양광·스마트 기술·전기차가 핵심 감축 수단
리뷰 논문[2]은 63편의 선행 연구를 체계적으로 분석해, 대학 캠퍼스의 탄소 감축에 효과적인 8가지 핵심 요인을 도출했다. 공간 계획·조경, 재생에너지, 에너지 시스템, 건물 외피, 친환경 교통, 관리·제어, 인간 행동, 스마트 기술이 그것이다 [2].
재생에너지 중에서는 태양광 패널(PV)이 가장 널리 연구되었다. 스페인 마드리드의 한 대학은 PV 분산 시스템 설치를 통해 전체 전력 사용의 약 40%를 충당하고 배출을 30% 줄일 수 있다는 결과를 얻었다 [2]. 아일랜드 대학에서는 PV, 소형 풍력터빈, 바이오매스 보일러, 캠퍼스 차량 전기화를 병행할 경우 현장 탄소 배출을 25% 낮출 수 있음을 확인했다 [2].
스마트 기술도 주목받고 있다. 유럽 4개 도시의 대학이 참여한 '스마트 캠퍼스' 프로젝트는 ICT 기반 에너지 관리 시스템을 도입해 일부 시험 지역에서 약 40%의 에너지 절감을 달성했다 [2]. 딥러닝 기반 HVAC 최적화 알고리즘을 적용한 사례에서는 에너지 소비와 CO₂ 농도를 각각 15%, 13% 줄이는 결과가 보고되었다 [2].
| 정책적 의지와 표준화된 산정 체계가 필요하다
두 연구를 종합하면, 대학 캠퍼스의 탄소 감축에는 기술적 전환과 함께 제도적 기반이 필수적이다. J대학교 연구는 캠퍼스 탄소 회계의 구체적 프레임워크를 제시했지만, 연구 범위가 단일 캠퍼스에 한정되어 있고 단년도 데이터만 분석했다는 한계가 있다 [1]. 리뷰 논문 역시 기존 대학 정책이 자발적이고 재정 인센티브나 규제가 부재하다는 점, 기술 혁신보다 인프라 확장에 초점이 맞춰져 있다는 점을 핵심 장벽으로 지적했다 [2].
향후에는 전 세계 대학에 적용 가능한 표준화된 탄소 발자국 산정 방법론이 개발되어야 하며, 통근·출장 등 불확실성이 큰 항목에 대한 데이터 수집 체계를 정교화할 필요가 있다. 재생에너지·스마트 기술·친환경 교통의 통합적 적용과 함께, 구성원의 행동 변화를 유도하는 인식 제고 프로그램도 병행되어야 캠퍼스 탄소중립이라는 목표에 한 걸음 더 다가갈 수 있을 것이다.
| 참고문헌
[1] Yang, C., Yao, T., Shiming, D., & Jiang, W. (2025). Carbon emissions accounting and uncertainty analysis in campus settings: A case study of a university in Sichuan, China. PLOS ONE, 20(4), e0321216. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0321216
[2] Aghamolaei, R., & Fallahpour, M. (2023). Strategies towards reducing carbon emission in university campuses: A comprehensive review of both global and local scales. Journal of Building Engineering, 76, 107183. https://doi.org/10.1016/j.jobe.2023.107183
전 세계 대학이 탄소중립을 선언하고 있지만, 실제로 캠퍼스에서 얼마나 많은 탄소가 배출되는지 정밀하게 측정한 사례는 드물다. PLOS ONE에 발표된 연구에 따르면, 중국 쓰촨성 J대학교의 2023년 순 탄소 배출량은 44,584톤 CO₂e(이산화탄소 환산량)에 달했으며, 구성원 1인당 배출량은 1.89톤으로 나타났다 [1]. 이 연구는 기존 대학 탄소 발자국 연구에서 간과되어 온 '불확실성 분석'까지 포함해, 캠퍼스 탄소 회계의 새로운 프레임워크를 제시했다는 점에서 주목할 만하다.
| 대학 캠퍼스는 작은 도시와 같다
대학 캠퍼스(UC, University Campus)는 교육·주거·상업·연구 기능을 동시에 수행하는 복합 시설이다. 강의실, 기숙사, 식당, 실험실, 사무실이 밀집해 있고, 수만 명의 구성원이 일상적으로 에너지를 소비한다. Journal of Building Engineering에 게재된 종합 리뷰 논문에 따르면, 건물 부문은 전 세계 에너지 관련 탄소 배출의 39%를 차지하며, 이 중 28%는 냉난방 및 전력 사용 같은 운영 배출에서 발생한다 [2]. 미국의 경우 대학만으로 전체 온실가스 배출의 약 2%를 차지하는데, 이는 상업용 항공기나 매립지의 배출량에 맞먹는 규모다 [2].
| 전기가 최대 배출원, 이어서 천연가스·출장 순
J대학교 연구진은 배출계수법(Emission Factor Method)과 델파이 기법(Delphi Method)을 결합해 캠퍼스의 탄소 배출을 직접 배출, 간접 배출, 기타 배출, 탄소 흡수 네 범주로 산정했다 [1]. 그 결과, 가장 큰 배출원은 전기 사용(조명·냉방·기기 가동 등)으로 18,880톤 CO₂e를 기록해 전체의 약 42%를 차지했다. 그 뒤를 천연가스(8,647톤, 19%), 출장(5,225톤, 12%), 통근(3,852톤, 9%), 식품(3,445톤, 8%), 겨울철 난방 열에너지(2,567톤, 6%)가 이었다. 여기서 전기와 난방은 별도로 산정되었는데, 전기는 연중 사용되는 전력을, 난방은 겨울철 온열 공급을 가리킨다.
전기 배출은 건물 유형별로도 차이를 보였다. 기숙사의 전기 탄소 배출 강도가 가장 높았고, 교육동, 복합건물, 식당, 문화센터, 도서관 순이었다 [1]. 월별로는 6월에 전기 관련 배출이 가장 높았는데, 이는 쓰촨 지역의 여름철 냉방 수요가 급격히 증가하기 때문이다. 반면 천연가스와 난방 배출은 겨울에 집중되어 뚜렷한 계절성을 나타냈다 [1].
출장과 통근은 합산 시 9,077톤 CO₂e로, 전기와 천연가스에 이어 세 번째로 큰 배출 범주를 형성한다 [1]. 특히 출장(5,225톤)의 경우, 교직원과 학생의 학술 활동·업무 이동에 수반되는 항공·철도·자가용 이용이 주된 원인이다. 연구진이 교통수단별 배출량을 분석한 결과, 자가용 이용에 따른 배출이 가장 높았고 기차, 택시, 오토바이, 항공 순으로 나타났다 [1]. 항공의 1인당 킬로미터 배출계수(0.285 kg CO₂e/passenger·km)는 기차(0.041)의 약 7배에 달하지만, J대학교 구성원의 항공 이용 빈도가 상대적으로 낮아 총량 기준에서는 자가용이 압도적이었다. 통근(3,852톤) 역시 화석연료 차량 의존도가 높은 데서 비롯되며, 연구진은 신에너지 차량(전기차 등)으로의 전환이 캠퍼스 탄소 배출을 유의미하게 줄일 수 있다고 제안했다 [1].
흥미로운 결과는 식품 부문에서 나왔다. J대학교 구성원의 식품 소비에서 채소가 차지하는 비중은 약 32%로 가장 높았지만, 탄소 배출 기여도에서는 육류가 전체 식품 배출의 약 61%를 차지했다 [1]. 육류의 탄소 배출계수(25 kg CO₂e/kg)가 채소(2 kg CO₂e/kg)의 약 12.5배에 달하기 때문이다.
| 캠퍼스 녹지만으로는 탄소중립 달성 불가능
J대학교는 30.99헥타르의 녹지와 수목을 보유하고 있으며, 이를 통해 연간 149.1톤의 탄소를 흡수한다 [1]. 그러나 이 수치는 대학 탄소 총 배출량의 0.33%에 불과하다. 연구진은 캠퍼스 녹화만으로 탄소중립을 달성하는 것은 비현실적이라고 지적했다 [1].
이와 관련해, 리뷰 논문[2]에서도 중국 칭화대학교 사례를 소개하고 있다. 칭화대는 건물 동·서·북면에 덩굴 식물을 심고, 옥상에 태양광 패널(PV)을 설치하는 전략을 병행했을 때 비로소 탄소중립이 가능하다는 결과를 도출했다 [2]. 즉, 녹지 확대와 재생에너지 도입이 동시에 이루어져야 한다는 것이다.
| 통근·출장 데이터의 불확실성이 전체 산정 신뢰도를 좌우한다
이 연구의 가장 독창적인 부분은 몬테카를로 시뮬레이션(Monte Carlo Simulation)을 활용한 불확실성 분석이다. 몬테카를로 시뮬레이션이란 변수에 확률 분포를 부여하고 수천~수만 회 반복 계산을 통해 결과의 변동 범위를 추정하는 통계 기법이다. 연구진은 10,000회 시뮬레이션을 수행해 각 배출원의 불확실성 범위를 산출했다 [1].
분석 결과, 통근(−55%~+129%)과 출장(−54%~+131%)의 불확실성 범위가 가장 넓었다 [1]. 이는 해당 데이터가 설문조사에 기반하기 때문이다. 반면, 전기·천연가스·수도 등 계측기로 측정한 항목의 불확실성은 상대적으로 작았다. 상관계수 분석에서도 통근(0.551)과 출장(0.591)이 전체 탄소 배출 불확실성에 가장 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다 [1]. 이는 활동 데이터 수집 방법과 배출계수 선택이 결과의 정확도를 크게 좌우함을 시사한다.
| 대학 간 비교: 선진국 대학의 1인당 배출이 더 높다
연구진은 전 세계 대학의 1인당 탄소 배출량을 비교했다. J대학교의 1인당 1.89톤은 중간 수준에 해당한다 [1]. 스탠퍼드대(3.41톤), 앨버타대(6.51톤), 케임브리지대(3.5톤) 등 선진국 대학이 높은 편이었고, 콜롬비아 국립대(0.43톤)는 낮은 편이었다 [1]. 이러한 차이는 탄소 회계 범위, 연구 장비 수준, 기숙사 비율, 기후대 등 복합 요인에 기인한다. 리뷰 논문[2]에서도 대학 간 탄소 배출 비교를 어렵게 만드는 주요 원인으로 표준화된 산정 방법의 부재를 지적하고 있다.
| 태양광·스마트 기술·전기차가 핵심 감축 수단
리뷰 논문[2]은 63편의 선행 연구를 체계적으로 분석해, 대학 캠퍼스의 탄소 감축에 효과적인 8가지 핵심 요인을 도출했다. 공간 계획·조경, 재생에너지, 에너지 시스템, 건물 외피, 친환경 교통, 관리·제어, 인간 행동, 스마트 기술이 그것이다 [2].
재생에너지 중에서는 태양광 패널(PV)이 가장 널리 연구되었다. 스페인 마드리드의 한 대학은 PV 분산 시스템 설치를 통해 전체 전력 사용의 약 40%를 충당하고 배출을 30% 줄일 수 있다는 결과를 얻었다 [2]. 아일랜드 대학에서는 PV, 소형 풍력터빈, 바이오매스 보일러, 캠퍼스 차량 전기화를 병행할 경우 현장 탄소 배출을 25% 낮출 수 있음을 확인했다 [2].
스마트 기술도 주목받고 있다. 유럽 4개 도시의 대학이 참여한 '스마트 캠퍼스' 프로젝트는 ICT 기반 에너지 관리 시스템을 도입해 일부 시험 지역에서 약 40%의 에너지 절감을 달성했다 [2]. 딥러닝 기반 HVAC 최적화 알고리즘을 적용한 사례에서는 에너지 소비와 CO₂ 농도를 각각 15%, 13% 줄이는 결과가 보고되었다 [2].
| 정책적 의지와 표준화된 산정 체계가 필요하다
두 연구를 종합하면, 대학 캠퍼스의 탄소 감축에는 기술적 전환과 함께 제도적 기반이 필수적이다. J대학교 연구는 캠퍼스 탄소 회계의 구체적 프레임워크를 제시했지만, 연구 범위가 단일 캠퍼스에 한정되어 있고 단년도 데이터만 분석했다는 한계가 있다 [1]. 리뷰 논문 역시 기존 대학 정책이 자발적이고 재정 인센티브나 규제가 부재하다는 점, 기술 혁신보다 인프라 확장에 초점이 맞춰져 있다는 점을 핵심 장벽으로 지적했다 [2].
향후에는 전 세계 대학에 적용 가능한 표준화된 탄소 발자국 산정 방법론이 개발되어야 하며, 통근·출장 등 불확실성이 큰 항목에 대한 데이터 수집 체계를 정교화할 필요가 있다. 재생에너지·스마트 기술·친환경 교통의 통합적 적용과 함께, 구성원의 행동 변화를 유도하는 인식 제고 프로그램도 병행되어야 캠퍼스 탄소중립이라는 목표에 한 걸음 더 다가갈 수 있을 것이다.
| 참고문헌
[1] Yang, C., Yao, T., Shiming, D., & Jiang, W. (2025). Carbon emissions accounting and uncertainty analysis in campus settings: A case study of a university in Sichuan, China. PLOS ONE, 20(4), e0321216. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0321216
[2] Aghamolaei, R., & Fallahpour, M. (2023). Strategies towards reducing carbon emission in university campuses: A comprehensive review of both global and local scales. Journal of Building Engineering, 76, 107183. https://doi.org/10.1016/j.jobe.2023.107183