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매거진 디지털 트랜스포메이션 트렌드

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by 이노핏파트너스 innoFIT Partners Sep 13. 2021

탄소중립 시대 스마트 시티 트렌드

탄소중립 시대 지속가능한 지구를 위한 스마트 시티

디지털 트랜스포메이션 트렌드 : 스마트시티

여러분은 '스마트 시티'를 생각하면 어디가 제일 먼저 떠오르시나요?뉴욕? 런던? 헬싱키?

세계경쟁력센터가 매년 발표하는 ‘스마트 시티 인덱스’에 따르면 싱가포르가 세계에서 가장 스마트한 도시 1위라고 합니다. 싱가포르의 뛰어난 IT기술 인프라, 정부의 적극적인 지원, 그리고 우수한 인재풀 등의 요소가 어우러진 결과라고 할 수 있는데요.

싱가포르 무비타의 자율주행차량 (출처 : 씨엘)

싱가포르는 여러가지 스마트 시티 기술 중에 환경오염을 크게 줄일 수 있는 ‘친환경 미래 모빌리티’ 에 집중하고 있습니다. 실제로 싱가포르의 교통 시스템은 세계 최고 수준이라고 잘 알려져있습니다. 싱가포르는 세계 최초의 자동화된 철도 기술에 투자한 바 있으며, 현재도 최고의 철도 시스템을 유지하고 있는 것으로 인정받고 있습니다.이렇듯 최고의 학자들이 정부 관리들과 함께 모빌리티 혁신을 일으키고 있는데요. 싱가포르 정부는 앞으로 그랩(Grab)같은 공유 모빌리티 MaaS모델이나 탄소중립 연료를 이용한 자율주행차에 대한 투자를 이어나갈 것이라고 밝혔습니다.

현재 인류가 직면한 가장 큰 위협이자 과제 중 하나는 ‘기후 변화’에 대한 대응입니다. 기후변화는 지구의 평균 기온이 변하는 현상으로 산업혁명 이후 매년 빠르게 증가하고 있습니다. 최근 전 세계 곳곳에서 일어나는 산불, 극 한파, 폭염과 지진 등은 기후변화로 인한 자연재해의 징조들입니다. 빠르게 지속되는 지구의 온도 상승과 이로 인한 해수면 상승은 인류에게 커다란 해악을 초래할 것입니다. 이 문제는 이미 수십 년 전부터 심각하게 제기되어 왔지만 더 이상 미룰 수 없는 상황에 다다랐습니다.

심각한 기후위기에 미국과 중국을 비롯한 많은 세계 국가들이 탄소중립선언과 더불어 이를 법제화 하는 가운데 우리나라 역시 기후위기 대응을 위한 ‘탄소중립기본법’이 8월25일 국회 법제사법위원회를 통과했습니다. 이 법안이 국회 본회의를 통과하면 한국은 세계에서 14번째로 ‘탄소중립’을 법제화한 나라가 됩니다. ‘탄소중립’이란 배출한 이산화탄소를 흡수하는 대책을 세워 실질적인 탄소배출량을 ‘0’으로 만든다는 개념입니다. 탄소중립 실행방안으로는 이산화탄소 배출량에 상응하는 만큼의 숲을 조성하여 산소를 공급하거나, 탄소배출을 감축하거나 또는 탄소배출권을 구매하는 방법이 있습니다.

지난 2019년 유엔이 발간한 ‘글로벌 지속가능발전보고서’에 따르면 경제 활동과 에너지 소비, 탄소배출은 전 세계 면적의 2%에 불과한 도시에 집중되어 있어 전체 탄소 배출량의 75%가 도시에서 발생한다고 합니다. 이에 ‘국가스마트도시위원회’ 김도년 위원장은 가장 시급히 해결해야 할 기후변화 문제의 답이 스마트시티에 있다고 강조합니다. 스마트시티란 첨단 정보통신기술(ICT)과 디지털기술의 융합을 통해 도시 생활 속에서 유발되는 교통, 환경, 안전, 주거 등의 문제와 시설 및 에너지의 비효율 등을 해결하여 시민들이 편리하고 쾌적한 삶을 누릴 수 있도록 설계한 미래형 도시입니다. 도시 곳곳에서 데이터를 수집하고 이를 도시 관리에 활용하여 도시가 스스로 문제를 해결하는 말 그대로 ‘똑똑한 도시’인 셈입니다.

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이번 컨텐츠에서는 탄소중립 목표달성을 위한 최적의 대안으로 부각되고 있는 스마트시티에 대해서 현재까지 국내외에서 추진 중인 사례를 살펴보겠습니다.

#1. [오스트리아] 비엔나, 자원보존과 생산혁신으로 삶의 질 높인 스마트 시티

'스마트시티 비엔나 프로젝트'의 목표는 자원 보존, 생산적인 혁신, 그리고 삶의 질 향상 등 3가지로 명확하게 정하고 2014년부터 '자원 소비를 줄이면서 성장을 달성'할 수 있도록 추진되어 왔습니다.

스마트 교통시스템으로 에너지 자원 절약

비엔나 교차로의 스마트 교통 시스템은 신호등에서 보행자의 존재를 인식하여 어떤 버튼도 누르지 않고도 대기시간이 단축되는 스마트 신호등입니다.

스마트 신호등에는 단순한 모션 센서 이상의 기능이 탑재되어 있습니다. 설치된 카메라 감지기를 사용하여 신호등 반경 8m 이내에 접근하는 보행자를 감지하고, 보행자 이동 방향에 따라 소프트웨어 알고리즘은 횡단 여부를 예측하여 관련 데이터를 신호등 제어 시스템으로 전송합니다. 보행자가 횡단보도에 도달하면 신호가 즉시 녹색으로 바뀝니다. 이 스마트 신호등 시험 서비스가 성공적이어서 2018년 중반부터 시내 곳곳 다른 교차로까지 교체가 시작됐습니다. 도시 전체가 실험실이었던 셈입니다.

비엔나는 또한 전체 교통 신호등 시스템을 연결하여 개별 교차로가 교통 흐름에 따라 소통할 수 있도록 신호등을 조정하여 예기치 않은 교통체증을 완화하고, 교통체증을 방지하여 도시의 이동시간과 차량배출량을 줄이도록 대응하고 있습니다. 이 연결된 교통 시스템은 또한 내비게이션 장치에 실시간 상태 업데이트를 전송하여 운전자가 경로를 최적화하여 3개 이상의 연속 녹색 신호등이 특정 방향으로 원활하고 지속적인 교통 흐름이 되도록 하고 있습니다.

보행자의 이동을 감지하는 스마트 신호등 (출처 : Traffic Technology Today)

스마트 가로등으로 에너지 절약 및 빅데이터 수집과 활용

대표적인 관광지인 케른트너 거리는 음악가 볼프강 아마데우스 모차르트의 결혼식과 장례미사가 이뤄졌다는 ‘슈테판 성당’과 흑사병이 사라진 것을 기념하며 세운 ‘삼위일체상’, 그리고 호프부르크 왕궁 등과 함께 상점들이 줄지어 있는 곳입니다.

이 케른트너 거리를 중심으로 뻗어 나온 골목길에는 상점과 음식점이 빽빽한데, 골목으로 들어서면 머리 위에 거미줄처럼 퍼져 있는 스마트 가로등을 발견할 수 있습니다. 생체인식 센서가 부착된 가로등은 행인이 가로등 인근을 지나면 불이 켜지고 지나가면 꺼지는 단순해 보이는 기술이지만 이 덕분에 에너지를 아낄 수 있는 것은 물론 골목길을 다니는 유동인구에 대한 데이터도 쌓을 수 있습니다. 빈 시청은 이 데이터를 활용해 추가로 가로등을 설치하거나 상가 입점 등에 활용하고 있습니다.

드론 검사로 정비 시간, 비용 절감뿐 아니라 안전하고 신속한 유지보수

풍력 발전 단지, 태양광 시스템, 지역 난방 파이프 등의 유지 보수 검사는 모두 드론을 통해 RGB 및 열화상 카메라를 사용하여 이미지를 수집합니다. 숙련된 직원이 실시간으로 드론이 수집한 이미지를 분석하고, 인공 지능의 지원을 받아 데이터를 분석하여 손상 가능성을 식별합니다. 드론 검사는 지면 온도가 더 높은 지점을 식별하여 누출을 감지하는 열화상 카메라를 이용하므로 불필요한 굴착을 피할 수 있어서 도로 폐쇄 등으로 인한 불필요한 교통체증과 노력, 비용 등을 없애 줍니다.

드론 검사 (출처 : Smart City)

드론 정비 영상 (출처 : Wien Energie GmbH)

의료서비스 개선을 통한 삶의 질 향상

의료 서비스 개선을 위해 ‘mHealth 앱’이라고 알려진 일련의 앱들이 마련됐습니다. '모바일 건강'을 의미하는 다양한 앱은 진료소의 환자 대기 시간을 줄이는 데 도움이 되는 의료 전문가용 앱이거나, 단순히 진료실로의 이동을 최적화하는 앱, 더 높은 수준의 의료 서비스를 집에서 환자 스스로 사용할 수 있는 앱도 있습니다. 이러한 가정 기반 애플리케이션은 혈압 또는 혈당 수준과 같은 매개 변수에 대한 다양한 건강 모니터와 지침 정보를 제공함으로써 환자의 건강 수준을 높이고 보다 장기적으로 삶의 질 향상이라는 긍정적인 결과로 이어지는 것을 목표로 하고 있습니다.

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endomondo 헬스케어 앱 (출처 : endomondo 어플 캡쳐)

#2. [덴마크] 코펜하겐, 스마트 파킹 시스템으로 교통체증과 배기가스 줄여요

코펜하겐은 CSL(Copenhagen Solution Lab)과 스트리트 랩(Street Lab)을 통해 시민, 대학, 연구기관, 기업, 스타트 업과 공동으로 스마트시티 구축을 진행하고 있습니다. 도시를 테스트베드 리빙랩으로 제공하고 선두기업과 연구소를 유치하여 실증테스트를 진행하는 방식으로 추진하는 것입니다.

스마트 파킹 시스템

인구 백만이 넘는 코펜하겐의 고질적인 골칫거리는 주차 문제입니다. 이 문제 해결을 위해 개발된 이지파크(Easy Park)라는 앱이 알아서 주차 공간을 찾아줍니다. 주차를 위해 헤매지 않게 됨으로써 편리할 뿐만 아니라 교통체증도 줄고, 배기가스 배출도 줄어드는 등 매우 효과적입니다.

스마트 파킹 시스템 (출처 : KBS 뉴스)

스마트 조명과 그린웨이브 조명

겨울 북유럽의 짧은 낮 시간 때문에 코펜하겐은 오후 4시 정도면 도시 전체가 어둠에 싸이게 됩니다. 이에 코펜하겐은 시내 가로등 2만 개를 LED 전구가 부착된 스마트 가로등으로 교체하고 도로 가장자리 자전거 도로에는 그린 웨티브 조명으로 교체하여 자동차나 자전거가 다가올 때만 자동으로 켜지고 차가 다니지 않을 때는 꺼지게 함으로써 시 전체 에너지 비용 40%를 차지하는 가로등의 전력 소비를 절반으로 줄였습니다.

스마트 가로등과 스마트 그린 웨이브 조명 시스템 (출처 : KBS뉴스)

스마트 쓰레기 수거 시스템으로 작업 효율화와 비용절감 혁신

데이터를 기반한 도시환경을 목표로 정하고 쓰레기 처리에도 이를 적용했습니다. 즉, 코펜하겐 도심의 쓰레기통(5천개 이상)에 센서를 부착하여 쓰레기가 90%이상 차면 수거 신호 보낼 뿐만 아니라 교통량을 측정하여 가장 빠른 경로 및 방법까지 제시해 주는 스마트 쓰레기 수거 시스템을 통해 연간 약 13억원에 해당하는 비용을 절감했다고 합니다.

Big Belly 스마트 쓰레기통 소개 영상 (출처 : Big belly 유튜브)

코펜하겐 데이터 거래소

코펜하겐 데이터 거래소는 히타치와 함께 개발한 플랫폼으로 다양한 도메인이 보유하고 있는 데이터를 하나로 통합 운영하기 위한 플랫폼입니다. 코펜하겐은 교통, 환경, 문화 등의 공공 데이터를 일반인에게 공개함으로써 개인이나 기업이 활용하여 개선사항을 도출하게 합니다. 예를 들면 모바일 앱을 이용해 시민들의 하루 이동량, 운동량, 이산화탄소 배출량 등을 종합 측정하고, 도시 내 교통정보와 연결하여 교통문제의 개선사항을 도출합니다.

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#3. [일본] 폐쇄한 공장지대를 스마트 모빌리티 중심의 우븐시티로 개발

일본 최대 자동차 제조업체 도요타는 지난 2월 시즈오카현 스소노시에서 AI·자율주행차·로봇공학 및 사물인터넷(IoT) 등과 관련된 미래 기술을 개발하고 실생활에서 체험할 수 있는 스마트 도시인 '우븐 시티'(Woven City)’ 착공식을 가졌습니다.

우븐시티 조감도(왼쪽)과 내부거리 구성컨셉(오른쪽) (출처 : Creative & Smart)

우븐시티는 후지산 기슭 폐쇄한 후지공장 터 70만 8천㎡에 수소연료와 태양광을 에너지원으로 사용하는 등 지속가능한 도시로 건설 중이며 자율주행, 로봇, 퍼스널 모빌리티, 스마트홈, 인공지능(AI) 등의 혁신 기술을 활용한 서비스가 어우러지는 실증도시로 추진될 예정입니다.

도요타 우븐 시티(Woven City)의 스마트 도로 시스템

우븐시티 설계를 맡은 비야케 잉겔스는 '오늘날의 도로는 동선이 너무 혼잡하고 모든 것이 엉망'이라며 우븐시티의 도로를 세 가지의 유형으로 나눴습니다. 첫 번째, 속도가 빠른 이동성을 위한 도로입니다. 이 도로 위의 모든 차량은 배기가스가 없는 자율주행차이고, 두 번째는 보행자와 속도가 느린 개인이동성이 공존하는 산책로이며, 세 번째는 보행자 전용 산책로인 선형공원(Linear park)의 숲길입니다. 이 세 가지 유형의 도로는 3x3 도시 블록으로 짜인 격자 모양으로 만들어집니다. 지역 공원이나 중정(Courtyard)은 도시의 대표적인 블록입니다. 이렇게 길을 나눔으로써 보다 조용한 주거 환경을 제공할 뿐만 아니라, 도요타가 자율주행 및 스마트시티의 실증을 가속화할 수 있도록 인간, 동물, 차량, 로봇 등 다양한 사용자가 왕래하는 광범위한 교차점을 제공하기 위한 것입니다.

Woven City 계획 영상 (출처 : 도요타 유튜브)

도요타의 E-Palettes 자율주행차 및 공유시스템 등 모빌리티 서비스 플랫폼

우븐시티의 도로와 중앙광장, 지하에는 E-Palettes 자율주행차가 가득 들어서 있습니다. E-Palette는 도요타가 개발한 다목적 모듈식 전기차로 전동화, 커넥티드, 자율주행 기술을 활용하여 다양한 산업분야에 필요한 모빌리티 서비스를 제공할 수 있습니다. 자율주행자동차인 동시에 차량공유부터 배달, 택시, 이동식 상점, 업무공간 등 다양한 '모빌리티 서비스 플랫폼'구현을 위해 개발되었기 때문에 사용자 목적에 따라 공간구성이 가능해 병원, 사무실, 상점, 호텔까지 활용할 수 있습니다. 개인이 아닌 B2B기업을 대상으로 기업들의 비즈니스 필요에 따라 다양한 모빌리티를 제공하는 데에 초점을 맞추고 있는 도요타는 아래 사진과 같이 기업의 목적에 맞는 컨텐츠(Contents)를 실행할 수 있는 플랫폼(Platform)을 만들고자 추진 중입니다.

도요타의 E-Palettes 자율주행차 (출처 : 도요타)

가정용 로봇과 센서기반의 AI가 일상생활을 돕는 주거공간

주거공간에는 일상생활을 돕는 가정용 로봇이 구비되고 센서기반의 AI가 접목되어 거주자의 건강상태 및 보안상태 등을 점검하여 기본적인 필요사항을 스스로 처리해줌으로써 삶의 질을 높여줍니다. 데이터와 센서를 통해 사람, 건물, 자동차가 모두 서로 연결되고 통신하면서 가상과 현실 양쪽을 잇는 커넥티드 AI기술과 데이터 기반으로 시민들의 삶을 보다 더 안전하고 편리하고 지속 가능하게 변화시켜갈 것인가를 고민하는 방향으로 진행되고 실증하면서 표준을 만들어 가고 있습니다.

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#4. [한국] 세종시, 퍼스널 모빌리티, 자율주행차 등 스마트 교통도시 건설

우리 정부도 한국판 뉴딜 사업의 핵심 사업으로 스마트 시티를 선정해 적극 지원하고 나섰습니다. ‘스마트 시티 특별위원회’라는 전담 조직을 구성해 스마트 시티 구축에 박차를 가하고 있습니다. 특히 세종과 부산 두 도시를 ‘국가시범도시’로 지정하고, 신기술을 활용한 제품 및 서비스 개발 지원을 위해 ‘스마트 시티형 규제샌드박스 제도’를 시행하고 있습니다.

국가 시범도시 개요 및 시행계획 주요 내용 (출처 : 머니투데이)

세종 스마트시티 국가시범도시는 2024년 2월까지 세종시 합강리 일대 5-1 생활권 274만㎡ 부지에 인공지능(AI)과 데이터, 블록체인 기술을 기반으로 건설되는 첨단도시입니다. 세종시 스마트시티는 크게 모빌리티, 헬스케어, 교육, 에너지와 환경으로 나눠, 오는 2023년 본격적으로 입주자를 모집할 계획입니다. 이곳에서는 자율주행차 전용 도로를 비롯해 스마트 횡단보도와 스마트 주차공간이 건설되고, AI기반 응급상황 관제센터에서 응급 호출을 담당하는 등 빠른 헬스케어 시스템이 구축됩니다. 또한 모빌리티 충전 인프라를 확대해 스마트가로등, 전기차충전소, 수소충전소가 곳곳에 놓일 예정입니다.

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스마트 교통 시스템과 스마트 모빌리티 우선구축

세종 스마트 시티에서는 자율주행 셔틀, 퍼스널 모빌리티(PM), 헬스케어, 생활·안전 분야 30여개 스마트 기술들 가운데 교통 서비스 분야를 우선 구축합니다. 즉, PM 공유, 차량 공유, 자율주행 모빌리티, 수요응답형 모빌리티, 스마트 주차, 통합 모빌리티 등 6개 기술입니다. 통합 모빌리티 서비스는 다른 5개 서비스의 통합 정보를 제공함으로써 최적의 이동 방법과 경로 선택, 예약, 통합 결제까지 하나의 앱에서 제공하는 서비스입니다. 이들 서비스는 내년 6월 세종 1생활권에 우선 적용될 예정입니다.