물특화도시 부산EDC, 탄소중립 스마트시티 실현

2021-02-07

스마트시티 기반조성 마무리…확산단계 돌입
K-water, 친환경 물특화 혁신도시 플랫폼 구축
스마트빌리지, 신재생에너지 거래시스템 도입


우리나라 스마트시티가 기반조성 마무리단계에 돌입해 본격적인 확산사업을 준비하고 있다. 시범도시, 기존도시, 노후도시를 대상으로 추진 중인 스마트시티는 모든 유형에서 그간의 성과를 확산하기 위한 작업이 진행되고 있으며 정부도 확산속도를 촉진하기 위해 올해 관련예산을 대폭 증액했다.

시범도시로 지정된 세종 5-1생활권, 부산 에코델타시티(EDC)는 한창 토목공사가 진행 중이며 최근 인프라·서비스 도입을 담당할 민간 특수목적법인(SPC) 우선협상대상자를 선정하는 등 구체적인 그림을 그려나가고 있다.

기존도시를 대상으로는 스마트챌린지사업, 통합플랫폼사업 등이 추진되고 있다. 지금까지 개발·실증중심으로 진행됐지만 검증한 기술을 전국적으로 파급하는 솔루션·서비스 확산사업으로 무게중심을 옮겼다.

노후도시를 대상으로 진행하는 스마트도시재생사업 역시 도시재생 뉴딜사업 대상지로 지정된 곳을 추가로 선발해 스마트시티 기술요소 적용을 지원하는 등 적극적으로 대상을 확대하고 있다. 이는 기존에 추진하던 도시재생 뉴딜사업지 중 스마트시티 요소를 적용한 사례를 발굴하는 단계에서 한 걸음 나아간 것이다.

특히 백지상태의 부지에 조성돼 가장 미래지향적으로 추진되는 시범도시는 다양한 인프라·서비스를 새로운 도시모델에 최적화할 수 있어 기대감을 모으고 있다. 이중 부산EDC 시범도시는 2019년 11월 착공한 이후 SPC 우선협상대상자 선정을 거쳐 구체적인 사업계획을 협의 중에 있으며 각종 R&D 실증단지 역할을 수행, 구체성을 더해가고 있다.

이번 기획에서는 스마트시티 확산단계를 눈앞에 둔 시점에서 관련산업·시장현황을 살펴본다. 또한 빠르게 추진되고 있는 부산EDC 시범도시를 중심으로 추진현황·계획과 냉난방공조·신재생에너지·녹색건축과 관련된 에너지인프라, 기후변화 대응요소를 점검한다.

美, 글로벌 선두…韓, 기술격차 1.1년
스마트시티가 전 세계적으로 급속히 진행되고 있는 다양한 도시문제를 해결하는 새로운 패러다임으로 떠오르고 있다. 이에 따라 많은 나라에서 국가주도산업 전략으로 추진하고 있다.

정보통신기획평가원(IITP)이 발간한 ‘스마트시티 D.N.A 활용동향과 시사점’에 따르면 글로벌 시장조사·컨설팅기관 6곳의 세계 스마트시티시장 연평균 증가율전망은 20.4%로 나타났다. 규모로는 2023~2025년까지 평균 2조1,100억달러(약 2,256조원)에 달한다.

글로벌 스마트시티시장의 지역별 성장추세를 살펴보면 선진국보다는 아시아·태평양 지역이 스마트시티시장을 주도할 것으로 전망된다. 비교적 발전되지 않은 지역을 중심으로 급격한 도시인구 증가와 함께 스마트시티 요구가 지속된다는 것이다. 마켓엔마켓스(MnM)에 따르면 아시아는 연평균 18.2%, 아프리카는 17.2%, 라틴아메리카는 16.2%의 성장률을 기록할 전망이다.

글로벌기업들은 시장주도권을 잡기 위해 각 정부사업 초기단계부터 참여해 왔으며 스마트시티의 IT구축 및 네트워크 기반의 솔루션 제공 등 다양한 방법으로 사업을 추진 중이다.

시장주도기업인 IBM은 아시아, 미국, 유럽, 중동, 아프리카 등 30개 도시에서 프로젝트를 진행하고 있으며 스마트시티 컨설팅, 소프트웨어 구축, 유지관리솔루션 등을 중심으로 사업기반을 구축했다.

CISCO는 자사의 네트워크 기술을 기반으로 교통, 안전, 보안, 교육, 부동산, 전력, 스포츠, 행정 등 솔루션을 제공한다. 인천 송도, 덴마크 코펜하겐, 스페인 바르셀로나 등 개발에 참여한 경험이 있다.

이밖에도 ABB, 에머슨, GE, 지멘스, 화웨이, 하니웰, 히타치 등이 스마트빌딩, 스마트홈, 스마트제조, EMS, 콜드체인, ICT, 스마트에너지 등 다양한 솔루션을 개발, 스마트시티 시장에서 활동하고 있다.

우리나라 기업의 경우 SK그룹이 SKT·SK건설 등 계열사 시너지를 기반으로 성남 판교, 중국 등 프로젝트에 참여했거나 참여할 예정이다.

LG-CNS는 성남판교 프로젝트를 시작으로 인천, 수원, 원주, 송산 등 13개 스마트시티 구축 프로젝트에 참여했으며 KT는 대부분의 U-City 통신인프라 구축사업에 참여, 서울, 천안 등 8개 이상의 구축사업에 참여했다.

스마트시티 구축기술과 관련해서는 국내기업들이 세계 최고수준의 기술을 갖춘 것으로 평가된다.

IITP의 관계자는 “한국의 디지털시티분야 기술수준은 최고기술수준 보유국인 미국대비 87.7%로 1.1년의 격차를 보유한 것으로 나타났다”라며 “상대적으로 유럽국가들이 앞서있으며 일본과는 비슷한 수준”이라고 밝혔다.

우리나라는 정부가 국가전략적 관점에서 스마트시티를 지원하고 데이터·AI기반의 도시운영을 위한 기술개발·실증 등을 추진하고 있어 기술수준의 지속적인 상승이 기대된다.



부산EDC, 글로벌 혁신성장 첨병
우리나라는 스마트시티를 미래 성장동력으로 보고 국가적 차원에서 추진하고 있다. 각종 도시문제 해결, 기후변화 대응을 위한 탄소중립 등 지속가능성 회복 등 도시혁신의 필요성과 요구가 높아지면서 글로벌 비교우위를 점할 경우 경제적 이점도 확보할 수 있다는 판단이다.

특히 코로나19 극복을 위해 디지털·그린뉴딜을 중심으로 한 한국판뉴딜이 발표되면서 스마트시티의 중요성은 더욱 강화되고 있으며 코로나19로 인한 비대면 중심의 사회환경 변화도 스마트시티와 관련성을 더하고 있다.

우리나라는 2018년 초 공급자 중심의 사업에서 벗어나 시대적 흐름에 맞춰 스마트시티 전략을 새롭게 수립했다. 4차 산업혁명위원회 산하에 설립된 스마트시티특별위원회를 중심으로 민간전문가들의 의견과 아이디어를 모으고 이를 반영해 다각적인 정책을 만들었다.

이중 가장 눈에 띄는 것은 국가 시범도시다. 백지상태의 부지에 미래 스마트시티 모델을 정부가 선도적으로 구현하는 것으로 2018년 1월 부산과 세종이 국가 스마트시티 시범도시로 지정됐다.

특히 부산EDC 시범도시의 가시화 속도가 빠르다. 부산 시범도시는 부산의 가장 서쪽 강서구에 조성하고 있는 부산EDC의 서낙동강, 맥도강, 평강천이 만나는 세물머리지역 2.8k㎡(약 84만평)이다. 지리적으로 부산·울산·경남의 인구 약 800만명을 연결하는 중심부에 위치하며 부산신항, 부산항, 부산역, 김해국제공항 등 바다·하늘·육지를 연결하는 동남권 교통 요충지다.

부산EDC 스마트시티는 일반시민, 중앙정부, 부산시, 시행사, 전문가, 기업 등의 참여와 협의를 거쳐 2018년 7월 기본구상을 발표했고 그해 12월 ‘자연, 사람, 기술이 만나 미래의 생활을 앞당기는 글로벌 혁신성장의 도시’를 비전으로 선포했다.

또한 4차 산업혁명기술을 도입해 균형있는 기회의 포용적 성장의 혜택을 받고 교육, 문화, 안전, 환경 등 도시의 전 분야에서 시민 삶의 질 향상을 핵심가치로 하는 마스터플랜을 수립했다. 이러한 비전과 핵심가치는 포용적 도시, 탄력적 도시, 첨단기술 도시 등 개념을 모두를 아우르는 도시로 조성하려는 포부를 담고 있다.

부산EDC 스마트시티는 마스터플랜을 실현토록 △일과 삶의 균형 50:50 △5년 더 건강하게 △새로운 일자리 2만8,000개 창출 △1년에 125시간 절약 △물 100% 재활용 △신재생에너지 +20% 등 6개 목표와 27개의 구체적인 성과관리 정량지표를 마련했다. 향후 이를 달성하기 위한 플랫폼을 구축하고 10개분야의 다양한 혁신기술을 도입할 예정이다.



플랫폼 기반 10대분야 혁신
부산EDC 스마트시티는 물 특화도시, 디지털도시, 로봇도시 구현을 위한 플랫폼으로서 스마트 서비스의 효율적 운영·연계·관리와 4차 산업혁명 기술을 기반으로 하는 혁신산업생태계 구축을 목적으로 한다.

이를 위해 여러 분야에 흩어져 있는 다양한 데이터와 시스템, 서비스, 제도들이 상호 연계돼야 한다. 플랫폼이 잘 구축된 스마트시티는 그렇지 못한 도시보다 적은 비용으로 더 강력한 도시혁신을 가능케 한다.

그동안 스마트시티가 고도화된 기술을 기계적으로 접목하는 데 주력했다면 부산 시범도시를 포함한 앞으로의 스마트시티는 각종 기술, 서비스, 데이터, 시스템이 잘 융합되도록 플랫폼 기반 위에서 새로운 모델을 마련하는데 주력하게 될 전망이다.

플랫폼을 기반으로 하는 10대 혁신분야는 △로봇 △LWP(Learn Work Play) △도시행정·관리 △물 △에너지 △교류 및 리빙 △헬스케어 △모빌리티 △안전 △공원 등으로 관련분야 혁신기술 적용을 통해 미래도시를 시민이 실생활에서 체감토록 조성될 예정이다.

특히 부산 시범도시는 한국의 물 전문 공기업인 K-water에서 사업시행을 맡아 추진함으로써 스마트워터 스탠다드 플랫폼을 기반으로 물로 특화된 스마트시티를 조성할 계획이다.

대표적인 스마트 물기술은 도시 물 재해(홍수, 가뭄, 수질사고 등)에 대해 증강도시 플랫폼과 연계, 실시간 모니터링하고 예측할 수 있는 통합관리시스템 구축이다. 이에 더해 도시 전체에 저영향개발기법(LID) 기술을 접목해 도로, 공원·녹지, 하천 등 공공시설부지 및 건축물에 도시 물 순환 회복에 초점을 둔다.

또한 소규모 스마트 정수장을 시범설치해 갓 만든 물을 공급하는 미래형 물공급 체계를 선보인다. 이를 통해 기존도시에서 해결하지 못한 홍수, 가뭄 피해를 최소화하고 소비자 중심의 물관리가 가능한 물에 대한 새로운 패러다임을 제시할 예정이다.

탄소중립 대응 E자립도시 목표
부산EDC 스마트시티는 기후변화와 탄소중립에 대응하기 위한 세계적인 수준의 에너지자립 도시 기반을 조성하는 것을 목표로 SPC 사업계획이 제출됐으며 이를 바탕으로 구체적 인프라 및 서비스를 협의할 예정이다.

K-water의 관계자는 “부산EDC 스마트시티는 지리적으로 낙동강 하구에 위치하고 있는 삼각주로서 환경적 지속가능성이 무엇보다 중요하다”라며 “최근 일각에서 기후변화·환경·에너지 등 지속가능성과 관계된 개념이 경시되는 것 아니냐는 우려가 있지만 스마트시티에서 각각의 세부요소보다는 스마트시티의 기술요소들이 지속가능할 수 있도록 플랫폼을 제공하고 발전시키는 것 또한 중요하다”고 밝혔다.

이어 “도시에너지를 효율적으로 운영하고 관리하기 위해서는 발생되는 데이터를 어떻게 활용하는가도 중요한 문제이며 개인주택, 빌딩 등에서 이러한 데이터를 활용해 다양한 서비스가 제공될 수 있다”라며 “이에 따라 스마트시티에서 에너지·환경부문의 다양한 컨텐츠와 IoT, AI로 대표되는 4차산업기술의 접목을 통해 더 나은 도시로 발전할 수 있을 것”이라고 강조했다.

부산EDC 스마트시티는 신재생에너지를 이용해 에너지자립을 추진한다. 이를 위해 △수열 △지열 △연료전지 △태양광 △태양열 등 신재생에너지를 활용한 친환경에너지를 공급할 계획이다.

이러한 에너지원을 효율적으로 관리하기 위한 EMS와 잉여에너지 거래를 통해 새로운 부가가치를 창출하는 가상발전소(VPP) 등 에너지거래시스템도 검토되고 있다.

특히 물로 특화된 스마트시티답게 주변의 풍부한 물을 활용해 냉난방을 위한 열에너지를 공급해 화석연료 사용을 줄이는 수열에너지시스템을 국내 최초로 도시단위를 대상으로 적용할 계획이다. 이를 위해 단계별로 수열에너지공급센터를 구축해 친환경적인 에너지를 공급할 예정이다.

수열에너지는 물의 온도를 직접 또는 히트펌프를 사용해 열에너지로 변환, 건물의 냉난방 및 급탕에 이용하는 시스템으로 냉방 시 건물 내의 열을 물로 방출하고 난방 시에는 물로부터 열을 취득해 실내에 공급하는 방식이다.

현재는 1단계 구역 중 스마트빌리지의 수열공급을 우선 시행 중이다. ‘스마트빌리지 하천수 수열공급시설 실시설계’를 진행(2020년 9월~2021년 5월) 중이며 오는 7월 공사를 착수해 시운전을 거쳐 12월 스마트빌리지 입주에 맞춰 냉난방에너지를 공급할 계획이다.

향후 스마트혁신센터 및 2단계 구역에 대해 수열에너지 공급을 통해 탄소저감과 기후변화에 대응하는 지속가능한 도시로 조성된다.



스마트빌리지, 복합E시스템 구축
스마트빌리지는 부산EDC 스마트시티의 모습을 가장 먼저 접할 수 있는 첫마을이다. 총 56세대의 미래형 주거공간인 동시에 다양한 혁신기술을 적용하고 실증하는 리빙랩으로 2021년 12월 입주가 시작된다.

리빙랩 운영의 핵심주체가 되는 입주민은 지난해 12월 확정됐으며 1년간 교육 및 준비를 거쳐 연말에 입주를 시작한다. 입주민들은 스마트빌리지 내에서 발생하는 데이터를 비식별화해 제공하는 것을 조건으로 무상(관리비 자부담) 임대·운영될 예정이다.

이곳에서 검증된 기술을 도시전역으로 확대 적용하고 실증데이터는 혁신산업생태계 구축을 위한 기초자료로 활용될 예정이다.

스마트빌리지는 백지상태의 부지에 조성하는 주거단지로 입주민들의 생활편의를 제공하기 위해 어반테크하우스와 스마트파크를 도시에 조성할 예정이다.

어반테크하우스는 공유오피스, 카페, 회의실, 수면실, 행사공간 등으로 이뤄지며 기반시설이 미약한 입주민들의 생활편의를 돕는 동시에 강소기업 및 스타트업 지원공간 활용될 예정이며 모듈러하우스와 3D프린팅 건축물로 조성된다.

스마트파크는 야외공연장, 솔라트리, 태양광 바닥조명 등으로 이뤄진다. 공원의 구성요소와 스마트 테크놀로지가 결합한 휴식공간으로 조성된다.

스마트빌리지는 정부R&D사업과 연계해 △에너지공유플랫폼 기술적용 △국내 최초 제로에너지건축물 1등급(에너지자립률 100%) 획득 △단지 내 혁신기술(물·에너지·로봇·생활 등) 도입 △홈 네트워크 도입 등이 추진된다.

‘저탄소 에너지효율화 기술기반 에너지공유 커뮤니티 구축기술 개발’ 과제로 오는 2023년 12월까지 총 371억여원이 투입되는 대규모 연구사업이다.

스마트빌리지에 도입되는 에너지인프라는 아직 미확정된 부산EDC 스마트시티의 에너지인프라를 미리 볼 수 있다는 의미가 있다. 특히 성과에 따라 전국, 전 세계 스마트시티로 확산될 수 있어 업계가 주목하고 있다.

온실가스, 미세먼지 등 오염물질의 배출량을 획기적으로 절감해 지속가능한 친환경 에너지자립도시로 구축하는 것을 목표로 수열, 연료전지, 태양광, 태양열, 지열 등 복합에너지시스템을 콘셉트로 도시 내 소비되는 에너지를 공급한다.

복합에너지시스템은 지구단위 에너지거래·공유를 위한 것으로 신재생에너지 자가소비율을 극대화하고 전력그리드 활용을 최소화한다. 소비자에너지요금 최소화를 위해 최대부하 시 경부하 전력요금으로 이전하는 전력부하 이전개념을 적용한다.

각 세대에 태양광패널이 기본적으로 설치되며 △태양열 기반의 열 프로슈머 △연료전지 기반의 전기·열 프로슈머 △태양광·히트펌프 기반의 열 프로슈머 등을 구성한다. 기계실에는 지열·수열과 연계한 급탕, 냉·온수 버퍼설비 등을 구비하며 옥외에 BESS(Battery Energy Storage System), EV(Electric Vehicle), 연료전지 등을 활용해 여분의 전력 및 커뮤니티 기저부하를 담당한다. 이러한 각각의 시스템을 어플리케이션 단위로 삼아 자가소비 후 남는 에너지를 거래함으로써 커뮤니티 단위의 에너지자립을 달성할 계획이다.



‘스마트워터플랫폼’ 글로벌 러브콜
K-water는 스마트빌리지를 필두로 구축되고 있는 부산EDC 스마트시티 시범단지를 발전시켜 글로벌시장으로 확산시킬 계획이다.

K-water의 관계자는 “부산EDC 스마트시티는 스마트워터 스탠다드플랫폼을 기반으로 하는 ‘물로 특화된 스마트시티’로 조성된다”라며 “이 프로젝트를 통해 기후변화로 인해 날로 심각해지는 물문제를 선도적으로 해결하는 스마트시티모델을 만들어 세계 스마트시티시장을 선도할 수 있을 것”이라고 밝혔다.

이어 “대한민국의 새로운 먹거리를 책임질 수 있는 신산업육성을 위한 기반을 구축할 수 있을 것”이라며 “현재 K-water에서 제시한 물로 특화된 스마트시티 모델은 물문제가 심각한 국가들로부터 큰 관심을 받고 있다”고 밝혔다.

K-water는 스마트시티 수출사업인 국토부의 K-City를 통해 베트남의 메콩델타지역의 스마트시티 조성사업과 인도네시아 신수도 스마트시티 조성사업에 참여하고 있으며 EIPP*를 통해 우즈베키스탄 앙그렌시 지역의 스마트시티 조성사업에 참여하고 있다.


*EIPP(Economic Innovation Partnership Program, 경제혁신 파트너십 프로그램): 해외 수주·진출에 도움이 되는 협력분야를 선정해 발전전략 수립 및 재원조달 등에 대한 정책자문을 제공하는 우리나라 경제발전경험공유사업(KSP) 프로그램.


여인규 기자 igyeo@kharn.kr
저작권자 2015.10.01 ⓒ Kharn


사이트의 콘텐츠는 저작권의 보호를 받는바 무단전제, 복사, 배포 등을 금합니다. 서울특별시 강서구 마곡중앙로 171, 1006호(마곡동, 마곡나루역프라이빗타워Ⅱ) 칸(KHARN) Tel 02)712-2354 Fax : 02)712-2358 등록번호 : 796-05-00237 | 인터넷신문사업 등록번호 : 서울, 아5613 l 대표이사 겸 발행인 : 강은철 | 편집인 : 강은철 Copyright ⓒ kharn. All Rights Reserved. Mail to kharn@kharn.kr