IoT 기반 스마트시티 구축동향
서론
일반적으로 생각할 수 있는 에너지 신산업은
일반적으로 알고 있는 신재생(태양광, 풍력 등)에너지 발전소 모니터링 시스템 및 4차 산업혁명과 관계되어 있는 스마트
팩토리에서의 통신과 관제 시스템 등을 대표적인 예로 들 수 있을 것이다. 이러한 산업들은 이미 관련
전문 업체들이 준비중이며 개발 및 신규 아이템들이 쏟아지고 있다. 더 나아가 각 산업 분야에서는 고도화된
유/무선 이동통신망을 활용하여 기존보다 훨씬 복잡하며 진보된 복합 통신 서비스를 추진해야 할 것으로
판단된다. 따라서 고도화된 유/무선 통신망 서비스의 가장
많은 트래픽을 차지하는 도심지에서의 에너지의 수급에 관련된 미래 기술에 대해 생각할 수 있으며 작게는 사물인터넷으로 출발하여 좀 더 광범위한 범주의
스마트 시티에서의 역할 및 사업화 전략에 대해 생각해 볼 수 있다. 사물인터넷은 KT의 기가지니, SKT 누구, 네이버의
웨이브 등 벌써 몇몇 기업들이 인공지능 스피커 서비스를 통해 시장을 선점하고 있고 많은 얼라이언스들과 연계하여 사물 인터넷 기반 시장에 정착 발전 하고 있다. 이에 비해 스마트 시티에 관련된 준비가 아직 되어 있지 않고 있다. 스마트
시티는 이미 시범사업중인 국가 및 도시들도 있으며 특히 금년도 CES2018 에서 주요 테마로서 주요
가전, 자동차, 업체들이 커다란 테마를 가지고 홍보 전시중이었으며
가천대 에너지연구소의 연구인력 또한 전시회를 참관하였다.
따라서 본 글에서는 스마트 시티에 대한 기본적인
개념과 각각의 요소기술, 그리고 선진국 및 각국의 현황에 대해 살펴본다. 또한 스마트 시티를 구축하고 있는 도시들에 대해 각각의 스마트 시티가 어떠한 컨셉과 방법으로 구성되는지 알아보고 마지막으로 국내에서의 첫 스마트 시티로 결정된 세종특별자치시와 부산광역시에서 추진될 내용에 대해 살펴보고 고찰하는
것으로 글을 마치도록 한다.
스마트시티의 개념
스마트 시티라는 용어는 그 의미가 매우 광범위하게
사용되어 현재 국제적으로 통일된 정의는 존재하지 않지만, 일반적으로 스마트 시티는 “ICT 기술을 활용하여 도시 거주자 삶의 질과 도시 경쟁력을 향상시키는 보다 친환경적이고 지속 가능한 도시”라고 정의할 수 있으며, 첨단 기술을 활용하여 도시관리의 효율성을
높이고 탄소저감 및 생태 환경을 개선하는 미래도시(환경을 중시하는 생태도시를 포함) 조성을 의미하고 있다. 주요 연구기관에서 스마트시티를 정의할 때
포함하고 있는 주요 키워드는 위와 같다. 대부분의 저명한 국제기관과 연구소에서는 스마트 시티를 정의함에
있어 스마트 에너지/환경, 스마트 교통, 스마트 건물, 스마트 안전, 스마트
행정, 스마트 의료, 스마트 교육 등 7가지 요소를 검토하고 있음을 알 수 있다.
표. 주요 기관별 스마트 시티 정의시
핵심 구성요소
스마트 시티 등장 배경과 의미
(1) 도시화 진전과 도시 인프라 부족 심화
2010년
기준 전 세계 도시화 율은 52%로, 도시화는 앞으로도 빠른
속도로 진전되어 2050년에는 전 세계 인구의 약 67%가
도시에서 살게 될 것으로 전망되고 있다. (*도시화 율이란 한 국가의 총 인구에서 도시 인구가 차지하는
비중)
세계적으로 인구 1,000만 명 이상의 메가 시티는 1975년만 해도 전 세계에서 3개에 불과했지만, 2013년 24개로
늘어났고 2025년에는 30개 이상으로 확대될 것으로 전망된다. 2050년까지
전 세계적으로 30억명 이상의 인구가 도시로 유입될 것으로 전망(UN
세계 도시화 전망 보고서. 2014), 특히 아시아, 아프리카에서
도시화가 급속도로 진행 될 것으로 예상되어, 이에 따라, 향후 20년간 매년 30만명 규모의 신도시가 250개 이상 건설 해야 하는 수요 발생 전망된다. 이처럼 도시화가 진전되어 도시에 거주하는
인구가 늘어나게 되면 이에 비례하여 각종 도시 인프라와 자원 부족 현상이 더욱 심화될 것으로 예상됨으로써 새로운 대응전략이 필요해졌다. 대표적으로,
도시인구 급증에 따라 에너지소비량의 급격한 증가, 교통 혼잡, 인프라 노후 등 다양한 문제가 발생한다. IBM(International Business Machines Co.)은 2012년 10억대의 차량이 2020년 20억대로
증가하며, 주택과 건물이 전 세계 에너지의 1/3을 소비
할 것으로 내다봤다.
(2) 자원 부족 및 지구 기후변화 대응
자원, 특히
매장량이 한정된 화석연료는 앞으로 점점 더 비싸지고 공급 부족현상이 심화될 것으로 전망되고 있다. 세계 화석 에너지 부존량을 추정했을 때, 앞으로 석유는 52.9년, 천연가스는 55.7년, 석탄은 109년
채굴이 가능한 것으로 조사되고 있으며, 태양광/풍력/바이오연료/지열 등 신 재생에너지는 여전히 생산비가 비싼 편으로 한계가
있다. 또한, 에너지
소비 증가로 인해 이산화탄소 배출량이 급증함에 따라, 지구 온난화 현상이 지구 생태계의 지속가능성을
위협하면서 범국가적인 기후변화 대응전략의 마련이 요구되고 있다. 이에 세계 각국은 다양한 친환경▪에너지절감
정책들을 추진하고 있으며, 도시에서 신 재생에너지 생산을 늘리고 에너지 효율을 높이기 위한 스마트 그리드를
적극 도입 중이다.
그림. 주요국 에너지원별 에너지 소비 비중
출처: ‘BP Statistical Review of World Energy,’ BP ‘International Energy
Outlook 2013,’ U.S. Energy Information Administration
(3) 차량 증가와 교통문제
도시화는 필연적으로 교통문제를 야기 시킴. 좁은 국토에 상대적으로 차량 수가 많은 우리나라의 도로보급률은 국토계수당 도로보급률[1]이 1.49로 OECD 34개국 가운데 30위 수준으로 OECD 국가
중 하위권으로 평가된다. 한국 교통연구원에 따르면, 우리나라의 교통 혼잡비용은 2010년 기준 28.5조 원으로 추산되고 있으며, 지속적으로 증가하는 추세로 나타나고
있다. 교통문제는 도시문제의 중요한 과제로 부상하고
있으며, 선진국에서는 도로설치를 지양하고 효율을 높이는 정책의 도입으로 전환하고 있으며, 국내에서도 신규도로 설치보다는 속도 하향조정, 차량의 도심 진입을
줄이는 방향으로 나아가고 있으며, 차량공유 서비스 등 미래 자동차 이용 환경 조성에도 노력하고 있다.
출처: 국토교통부, 2013
그림. OECD 국토면적. 차량수 대비 도로 길이
(4) 인구 증가와 의료비
지출
도시화의 진전은 전 세계적인 인구증가와 관계가
높으며, 인구 증가율이 떨어진 선진국은 고령화라는 또 다른 유형의 인구 문제를 안고 있다. 선진국의 경우 2030년부터 본격적인 고령화 시대에 접어들 전망이며 출산율 저하와 기대수명 증가가 함께 진행 중인 우리나라의 65세
이상 인구 비중은 2010년 11.1%에서 2030년 23.4%까지 증가할 것으로 예상되고 있다. 이는 세계적으로 유례없이 빠른 초고령 사회로 진입하고 있다. 고령화 사회의 중요한 문제는 의료비 증가를 야기한다. 1990년 3.9%, 2000년
4.3%를 기록했던 우리나라의 GDP 대비 의료비 지출 비중은 2010년에 7.3%로 크게 증가한 것으로 나타났으며 고령화에 따른 만성질환[2]자의 증가는 의료비 지출 증가를 촉진하고 있다. 미국의 경우 전체 인구 중 약 45%인 1억 3,300만
명이 만성질환의 영향을 받고 있다고 추정되며, 미국 총 의료비 지출 가운데 75% 이상이 만성질환 치료에 소요하고 있는데, 고령화가 진전될수록
만성질환자 수는 더욱 늘어날 것으로 전망된다.
(5) 성장산업이자 국가 경쟁력인 스마트시티
이미 선진국의 경우 전체 인구 중 80% 이상이 도시에 거주하고 있으며, 도시의 경쟁력이 곧 한 나라의
경쟁력이라고 해도 무방할 정도로, 문화 관광 등 산업에 미치는 영향력이 커지고 있으며, 개발 노하우는 또 다른 산업 경쟁력으로 신 성장산업으로 인식되고 있다. 글로벌 컨설팅 업체 PwC는 매년 ‘Cities of Opportunity’라는 세계
주요 도시경쟁력을 비교 평가하는 보고서를 발간하고 있는데, 2012년 조사에서 우리나라 서울시는 조사대상 27개 도시 가운데 14위를 기록했다.
(*서울시
순위: 12위(2008년)
-> 8위(2010년) -> 16위(2011년) -> 14위(2012년))
따라서 세계 각국은 도시문제 해결뿐만 아니라
국가경쟁력 강화를 위해서 스마트시티와 같은 도시경쟁력 강화방안을 적극적으로 강구 중이며, 무엇보다 기존의
다양한 기술이 융▪복합되는 메가 산업으로서의 중요성을 인식하고 있다.
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