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Energy/Smart Energy

스마트시티 국내 사례와 국외 사례 조사

by 최성현 2021. 10. 12.
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Smart cities are described as cities that are designed and built using intelligent and smart technology and solutions. A smart city utilizes information and communications technologies (ICT) for improving the performance and quality of urban services, reducing consumption of resources and related costs, facilitating more active and efficient engagement with citizens, and enhancing quality of life of citizens sustainably. ICT is the core of smart cities initiative, since a knowledge infrastructure is critical for implementation of a smart city.

1. 스마트 시티의 정의

스마트시티란 도시의 경쟁력과 삶의 질의 향상을 위하여 건설·정보통신기술 등을 융·복합하여 건설된 도시기반시설을 바탕으로 다양한 도시서비스를 제공하는 지속가능한 도시를 말한다.

  • 첨단 기술을 도시에 선택적으로 적용하여 시대의 문제를 해결하고 새로운 수요에 대응
    • 오늘날의 도시는, 도시 문제를 해결하고 새로운 수요에 대응하기 위해 그 시대의 첨단 지식과 기술, 제도를 현명하게 사용해 온 과정과 결과의 축적
    • 도시의 역사는 각 시대의 스마트 도시를 만들어 온 역사라 할 수 있으며, 이 과정에서 스 마트 도시를 가능하게 한 기술과 산업을 선점한 도시들이 세계의 문명과 문화를 주도
  • 스마트시티의 핵심 가치는 시대가 지향하는 환경·사회·경제적으로 지속가능한 발전을 목표로, 첨단 기술을 활용하여 각 도시에 적합한 성장과 다음 세대를 위한 도시로의 진화를 실현해나가는 것
    • 스마트시티는 21세기 시대적 이슈인 기후변화와 도시화를 동시에 해결할 수 있는 대안
    • 더 적은 자원으로 더 많은 것을 할 수 있어야 하고, 더 적은 공간에서 더 다양하고 좋은 활동들이 일어날 수 있도록 하는 것이 중요
  • 주거·일·여가의 도시 생태계를 회복하고 포용도시의 가치를 실현할 수 있는 방안이자 삶의 질을 향상시킬 수 있는 가능성이 높은 모델
    • 스마트시티와 첨단제조업의 융합은 도시 내 생산기능과 산업생태계 회복을 통해 지속가능 한 성장과 미래 경쟁력 확보에 중요한 요건
    • 스마트 커뮤니티는 생활 인프라를 개선하고 생활공동체를 회복하여 포용도시 개념의 도시 재생 실현에 기여
  • 21세기 4차 산업 혁명 시대의 스마트시티는 디지털 기술(IoT, 빅데이터, AI 등)을 활용하여 도시의 문제를 해결하고 새로운 수요에 대응하는 도시를 일컬음
    • 국내·외 주요 기관의 스마트시티 정의 분석 결과
    • 지속가능한 스마트 시티(smart sustainable city)는 경제적, 사회적, 환경적 측면에서 현재와 미래의 요구를 충족시키고, 삶의 질을 향상시키면서 도시 관리, 서비스, 경쟁력을 증 진시키기 위한 ICT기술 등을 사용하는 혁신적인 도시
  • 스마트도시는 첨단 기술과 산업을 활용하여 21세기 시대정신인 ‘절감/절약’, ‘소통/연결’을 실현하고, 지속가능한 새로운 가치로 전환하는 역할을 수행
    • ‘절감/절약’은 신재생 에너지, 스마트 그리드 등의 기술을 활용하여 화석 에너지의 사용을 절감하고, 물·전기와 같은 자원을 재활용하며, 효율적으로 사용하는 것을 의미
    • ‘소통/연결’은 모바일, IoT와 같은 첨단 기술을 활용하여 사람·장소·기계가 소통할 수 있는 환경을 조성하고, 이 모든 것들이 연결된 네트워크를 통해 정보와 가치를 공유하는 것을 의미
    • ‘절감/절약’과 ‘소통/연결’의 실현을 통한 UN의 지속가능한 성장 목표(Sustainable Development Goals, SDGs)의 달성

2. 스마트 시티 국내 사례 - 부산에코델타시티

부산 에코델타시티는 부산이 가지고 있는 급격한 고령화나 일자리 감소 등 도시문제에 대응하기 위하여 로봇 및 물 관리 관련 신산업 육성을 중점적으로 추진하고 있으며, 로봇과 함께하는 도시생활 및 한국형 물 특화 도시모델을 구축하여 로봇 및 물 관리 신산업 생태계 마련

2.1. 개요

  • 위치 : 부산시 강서구 일원
  • 계획호수 : 3,380호
  • 면적 : 66만평
  • 사업기간 : 2018~2023
  • 사업시행자 : K-Water, 부산도시공사, 부산광역시

2.2. 비전 및 추진방향

  • 비전 : 자연, 사람, 기술이 만나 미래의 생활을 앞당기는 글로벌 혁신 성장 도시
  • 추진방향 : 프로세스 혁신, 기술 혁신, 민간참여 혁신
    • 프로세스 혁신 : 디지털 트윈, BIM을 활용한 3D 설계 기술로 스마트 도시 구현
    • 기술 혁신 : 4차 산업 신기술로 도시문제 해결 및 삶의 질 향상
    • 민간참여 혁신 : 민간이 계획·운영에 적극 참여하는 사람중심의 도시

2.3. 3대 특화 전략

  1. (혁신 산업생태계 도시) 스마트시티 테크샌드박스(SCTS*) 운영을 통해 스타트업, 중소기업을 글로벌 기업으로 육성, 신성장 산업 기반 일자리 창출
    • SCTS : 스마트시티 기술 보유 스타트업·중소기업의 연구·개발 및 실증 지원(창업지원 공간 및 육성프로그램 등)
    • 부산 에코델타시티 내 스마트시티 혁신센터를 구축, 스타트업 및 관련기관을 입주시켜 혁신 산업생태계 활성화 지원
  2. (친환경 물 특화 도시) 낙동강, 평강천 등 도시에 인접한 물과 수변공간을 활용하여 세계적 도시브랜드 창출 및 글로벌 매력도 향상
    • 도심 운하와 수변카페 등 하천 중심의 도시요소 배치, 스마트 물관리 및 저영향 개발(LID) 등 물 기술 도입을 통해 한국형 물순환 도시모델 제시
  3. (상상이 현실이 되는 도시) 시민참여형 스마트시티의 핵심수단으로, VR·AR 및 BIM 기술, 3D 맵 기반 가상도시 구축을 추진
    • 시민·전문가가 시범도시를 가상공간에서 미리 체험하고 의견 제시․논의, 향후 도시통합운영 시스템과 연계하여 과학적 도시관리 기반으로 활용

2.4. 7대 핵심 콘텐츠

  1. 사람 중심의 스마트 도시 디자인
    • (자연과 공존) 도시 내 어디에서나 수변과 공원을 쉽게 만날 수 있고, 대중교통 중심으로 개인차량이 없이도 편리한 생활 여건 조성
    • (사람 간 공감) 다채로운 문화·여가 공간을 스마트한 특화 가로로 연결하여 사람 간 커뮤니티 및 공감을 만드는 활기찬 도시 조성 ‐ 국제공모를 통해 '세계 최장(약 4km)의 스마트·LID 적용 가로' 조성
    • (기술의 공유) 수자원, 미세먼지 저감, 스마트 교통·물류·에너지를 도시에 접목하여 미래 산업을 육성하고 일자리 창출 도시 조성
  2. 시민이 직접 만드는 도시
    • 도시계획 단계부터 입주까지 전 과정에 시민과 민간전문가가 참여하는 시민 참여(소통) 플랫폼 ‘스마트시티 1번가’를 운영 (온·오프라인 병행)
  3. 리빙랩 네트워크
    • 시민·사용자가 직접 혁신활동의 주체가 되는 공동체인 리빙랩 구축 ‐ 시민 주도형 혁신 환경을 조성하여 시민 참여 중심으로 도시 개방성을 확대하고, 시민들이 직·간접적으로 다양한 도시문제 해결
    • ‘리빙랩 네트워크’를 만들어 세종-부산 스마트시티 간 협력 추진
  4. R&D 플러그인(Plug-in) 도시
    • 도시에 필요한 R&D 기술의 실증·사업화를 지원하고, 혁신기술 적용성이 용이하도록 유연하고 지속발전 가능한 플러그인 시티 조성
      • 스마트시티 국가 시범도시에서 범부처적인 R&D 기술의 융·복합 연계 적용을 통해 시너지 효과 증대(계획~개발~사업화 전 단계)
      • 국책 연구기관에서 개발하는 미래형 혁신 기술(예시 : 하이퍼루프 등)을 담는 그릇 역할 
  5. 규제 샌드박스 도입
    • 스마트시티 신(新)기술 도입, 지속가능 혁신생태계 구축을 위한 샌드박스 도입 
    • 민간기업이 필요로 하는 데이터를 생성하여 공유하는 양방향 데이터 공유 플랫폼인 ‘데이터마켓(Data Market)’ 제도를 도입하여 운영
    • 민간기업·시민이 원하는 정보 요청 시 각종 센서 등 인프라 지원으로 맞춤형 데이터를 생성·공급하고, 시민을 정보생산의 주체로 활동 유도개방형 빅데이터 도시
  6. 시민 체감형 혁신기술
    • (스마트 물관리) 스마트 정수장·상수도, 에코필터링, 저영향 개발(LID), 물 재이용 등 스마트 물관리 기술 도입 및 수변 도시의 선도모델 제시 
    • (스마트 에너지) VPP 서비스, 수열에너지, BEMS, 연료전지, 제로 에너지 주택 등 신재생에너지 도입과 에너지 수요 관리시스템 구축
    • (스마트 교통) 스마트 트램, C-ITS, 맞춤형 교통신호제어, 주차장 등 자율주행시대에 맞는 교통 인프라 및 수요자 중심 교통 서비스 제공
    • (스마트 안전) 지능형 CCTV, 싱크홀, 스쿨존 안전, 미세먼지, 홍수통합관리시스템 등 방범·재난·환경 관련 시민 안전서비스 제공
    • (생활·문화) 헬스케어, 교육, 쇼핑·문화 특화거리, 스마트 쓰레기 수거, 스마트 가든 등 의료·가사지원·교육·문화·쇼핑 관련 서비스 제공


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3. 스마트 시티 국외 사례 - 덴마크 코펜하겐

3.1. 개요

덴마크 코펜하겐의 매년 늘어나는 인구수와 사람들의 유입으로 이산화탄소 배출량이 늘어났고, 이에 정부는 2012년 코펜하겐을 2025년까지 탄소중립도시로 만들겠다는 청사진을 제시했다.

  • 탄소 중립은 이산화탄소를 배출한 만큼 흡수하는 대책을 마련하여 실질적으로 배출되는 이산화탄소량을 제로로 만드는 것이다.
  • 코펜하겐은 탄소중립도시라는 명확한 비전 하에 우선적으로 해결해야 할 5가지 세부 목표에 집중하여 스마트 시티 추진
    1. 유동인구 분석
    2. 디지털 서비스 강화
    3. 데이터 기반 도시환경 개선
    4. 기후변화 측정
    5. 조명과 여가생활

3.2. 비전 및 추진방향

코펜하겐시의 기술환경부 내 CSL(Copenhagen Solution Lab)을 통해 시민, 대학, 연구기관, 기업, 스타트업과 공동으로 솔루션을 발굴하기 위해 도시의 공간을 테스트베드 리빙랩으로 제공하고, 선두기업 또는 연구소를 유치하여 실증테스트를 진행하는 방식으로 추진

  • 코펜하겐 데이터 거래소
    • 코펜하겐 데이터 거래소는 히타치와 함께 개발한 플랫폼으로 다양한 도메인이 보유하고 있는 데이터를 하나로 통합 운영하기 위한 플랫폼
    • 데이터 분석 기술을 통해 데이터를 가공한 후 일반 시민들에게 공개하며, 개인이나 기업 관련 정보를 얻고 분석하여 활용
  • 데이터 관리 및 활용 현황
    • 코펜하겐은 공공 데이터 플랫폼을 통해 교통, 환경, 문화 등 도시 내의 공공데이터를 일반 시민에게 공개하고 있음
    • 다양한 형태의 데이터 원본을 공개하여 일반 시민이나 연구소, 기업 등에서 데이터를 분석하고 응용할 수 있도록 함
  • 스트리트 랩
    • 코펜하겐 스트리트 랩은 도심의 데이터를 확보하기 위한 테스트베드
    • 거리에 각종 센서를 설치하여 주차정보, 쓰레기 처리, 공기 오염도, 소음, 상하수도 정보, 교통량, 보행자 수, 와이파이 등의 각종 정보를 획득하여 분석
  • 셀렉트 포 시티즈
    • 셀렉트 포 시티즈(SELECT for Cities)는 스마트 시티를 만들기 위한 유럽연합 프로젝트 중 하나이며, 코펜하겐 솔루션 랩이 해당 프로젝트에 참여 중
    • 도시 데이터를 연계, 공동 분석하여 이를 이용하여 새로운 스마트 시티 개발을 위한 방법과 디자인을 공동으로 제시

3.3. 대표 서비스

  1. 유통인구 분석
    • 유통인구 분석은 최적화된 도시계획을 위해 반드시 필요
    • 지하철역 입구의 설치, 역 인근에 만들어야 하는 자동차, 자전거도로의 규모의 결정, 특정 지역에서 쓰레기 발생량 및 소음 발생의 예측
    • 휴대전화 추적, 와이파이 무선 연결 개수, 교통 센서, 시각적 측량, 티켓 구매 정보 획득 등 여러 요소를 종합하는 방법을 사용유통인구 분석유통인구 분석
  2. 쓰레기 처리 작업 효율화
    • 코펜하겐은 데이터에 기반한 도시환경 개선을 목표로 하는데, 쓰레기 처리에 이를 시험 적용
    • 일부 쓰레기통에 센서를 부착하고 실시간으로 쓰레기 양을 파악
    • 센서가 부착된 쓰례기통의 내부가 채워지면 센터로 이를 알리도록 하며, 환경미화원들에게 쓰레기토을 비울 수 있도록 함
  3. 스마트 LED 조명 서비스
    • LED 조명을 설치하여 도시에서 소비되는 에너지 자원을 효율적으로 사용할 수 있게 하고, 이외에도 도시 공간의 솔류션으로 활용할 수있도록 함
    • 전통적인 조명에 비해 총 10만톤의 이산화탄소 배출 저감 효과를 달성할 수 있으며, 기존 대비 에너지 사용량의 75% 절감
    • 네트워크 기술을 이용해 가로등을 모두 연결하여 원격 관리가 가능, 스스로 조명 밝기를 조절하여 에너지 효율을 극대화
    • 가로등 하나에 여러 개의 센서를 붙여 공기 질과 교통 정체 등을 파악해 주민들에게 정보를 스마트폰으로 보내주는 서비스 실증                                           
  4. 스마트 교통통제 서비스
    • 도시 안팎의 센서를 통해 교통패턴에 대한 정보를 획득하여 교통체증을 해소하기 위해 노력
    • 도시 내 혼잡지역에 실시간 테스트베드를 구축
    • 거리,교통,주차를 감지하여 코펜하겐에 진입하기 전에 미리 주차 상황을 파악할 수 있도록 돕는 방안을 강구
  5. 자전거 기반 교통 서비스(그린웨이브)
    • 그린시티를 위해 자전거와 대중교통을 유기적으로 결합시키려고 함
    • GPS와 스마트 기술을 이용하여 자전거와 버스의 움직임을 체크하고 신호등에 신호를 보낼 때 승용차보다 자전거와 버스에 우선 신호를 부여하여 자전거가 논스톱으로 주행 할 수 있도록 도움
    • 스마트 LED 조명 서비스와 연계하여 안전에 보다 도움을 주도록 함                                     
  6. 스마트파킹 서비스
    • 운전자들이 목적지 근처에 빈 주차 공간을 쉽게 찾을 수 있도록 스마트파킹 서비스를 운영
    • 데이터와 알고리즘에 기반하여, 약 30개의 서로 다른 데이터를 이용하여 서비스 제공
    • 2017년 시법사업을 수행하였으며, 이를 통해 획득한 데이터를 이용하여 시민들의 주차패턴을 예측하고 운전자에게 빈 주차 공간을 찾을 확률을 높임
    • 스마트 파킹의 궁극적인 목표는 주차 공간에 대한 검색 시간을 최소화하고 이에 따라 발생하는 CO2 배출을 저감

Reference

  • 국내외 스마트시티 관련 도시재생 사례조사 분석용역, 서울특별시, 성균관대학교 산학협력단
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