도시들이 한계에 다다르고 있다. 도시가 팽창하면서 비용이 급증하고 에너지.교통.범죄문제에 직면하고 있다. UN에 따르면 2014년 세계 도시화율은 54%에 이르렀다. 인류의 절반 이상이 이미 도시에 거주하고 있다는 뜻이다. 2050년에는 66%에 이를 전망이다.

문제는 도시화가 진전돼 거주 인구가 늘어나게 되면 이에 비례하게 각종 도시인프라도 늘어나야하지만 그렇지 않다는 것이다. 한정된 자원 탓에 무한정 인프라를 늘릴 수 없기 때문이다.

일례로 우리나라는 좁은 국토면적에 비해 차량이 많다. 도로보급률은 OECD 34개국 중 30위로 하위권이다. 이에 따라 사고비용.환경비용 등 교통수요 증가에 따라 추산하는 교통혼잡비용은 꾸준히 증가하고 있다. 2012년에는 30조원을 넘었다. 하지만 무한정 도로를 늘릴 수는 없는 노릇이다.

자원과 에너지의 효율적 사용이라는 과제는 그래서 중요하다. 이미 도시는 세계에너지의 60% 이상을 쓰고 있다. 에너지소비에 비례해 온난화물질배출량은 증가하고 있어 지구생태계의 지속가능성이 위협받고 있다.

세계가 스마트시티 추진에 매진하는 것은 인류생존의 문제다. 도시문제를 해결하고 재도약의 기회를 마련하는 한편 기후변화에 대한 지속가능성 확보를 위해서다.

이번 기획에서는 세계의 스마트시티 현황과 우리나라의 추진전략을 살펴보고 현재 시범도시로 지정된 세종시 5-1생활권과 부산시 에코델타시티의 미래 모습을 미리 알아본다.

전세계 스마트시티 ‘박차’

세계는 이미 스마트시티에 박차를 가하고 있다. 선진국은 산업화단계를 벗어나고 많은 도시문제를 해결하기 위해 스마트시티를 추진하고 있으며 개도국도 산업화에 진입하고 도시확장 문제를 해결하기 위해 이 사업에 뛰어들고 있다.

EU는 에너지·교통문제에 대응하고자 유럽혁신협의체(European Innovation Partnership)를 2012년부터 구축하고 시장을 선도하고 있다. 주요도시로는 덴마크 코펜하겐, 독일 함부르크, 스페인 바르셀로나, 영국 런던, 핀란드 헬싱키, 네덜란드 암스테르담, 스웨덴 스톡홀름 등이 있다.

미국도 2015년 스마트시티 이니셔티브를 발표하면서 그 해에만 1억6,000만달러(약 1,720여억원)를 투자했다. 뉴욕, 샌디에이고, 샌프란시스코, 애틀란타 등 10여곳을 시범도시로 선정해 미국 전역의 스마트시티화를 추진 중이다.

중국 역시 지혜성시(智慧城市: 스마트시티) 500여곳이 추진되고 있다. 중국 당국은 2020년까지 168조원을 투자할 방침이며 이미 베이징·상하이·톈진 등 331곳을 시범지정했고 100여곳을 추가지정할 계획이다.

싱가포르는 2014년 12월 스마트시티를 구축하기 시작한 이래 불과 1년여만에 세계 최고 스마트시티로 부상하고 있다. 인도는 나렌드라 모디 총리 취임 당시 100여개 스마트시티 건설을 공약했고 시범도시 20곳이 선정돼 있는 상태다.

또한 아랍에미리트(UAE)의 마스다르 시티(Masdar City)는 2006년부터 아부다비에 건설되고 있는 스마트시티 신도시다. 당초 계획보다 많은 부분이 구현되지 않아 실패했다는 평가에도 에너지 등 자원활용에 있어 50% 이상 절감효과를 실현하고 있다.

이 밖에도 구글이 참여하는 캐나다의 ‘사이드워크 토론토’ 등 북미지역을 비롯해 베트남 호찌민·다낭·하노이, 필리핀 ‘뉴클락시티’ 등 동남아국가에서도 스마트 시티가 추진되고 있다.

시동 거는 한국형 스마트시티

정부는 2017년 초부터 스마트시티에 주목했다. 지난 해 1월 ‘스마트시티 발전방향 산·학·연 정책간담회’에서 스마트시티를 4차 산업혁명의 플랫폼으로 키우겠다고 발표했다.

기존 ‘유비쿼터스 도시의 건설 등에 관한 법률’을 ‘스마트도시법’으로 개정해 스마트시티 구축 및 운영, 산업경쟁력 확장, 수출 활성화 등을 지원했고 스마트시티 수출업무를 맡고 있던 ‘스마트시티 수출추진단’을 국내까지 총괄하는 ‘스마트시티추진단’으로 확대, 개편하는 방안을 발표하며 제도기반을 다졌다.

이후 스마트시티 조성사업을 공약으로 내건 문재인 정부가 출범하며 본격적으로 추진됐다. 청와대는 2017년 7월 국정운영 5개년 계획에서 스마트시티 내용을 담아 국정운영의 핵심과제로 제시했다.

같은해 10월에는 대통령 직속의 4차산업혁명위원회(4차위)가 출범하고 이어 11월에 스마트시티특별위원회(스마트시티특위)가 4차위 산하에 구성되며 추진전략이 논의됐다.

올해 들어서는 지난 1월말 로드맵 성격을 갖는 ‘스마트시티 추진전략’과 함께 세종·부산을 시범도시로 발표하며 개념에만 머물던 스마트시티가 구체적으로 논의되기 시작했다.

이후 다른 차원에서 시행하던 도시재생 뉴딜사업과의 연계방안 모색과 스마트시티 시범사업지 기본구상에 착수하는 한편 빅데이터 기반의 스마트시티를 만들기 위한 국가전략 R&D 공모, 실증지자체 공모와 함께 규제를 대폭 완화하는 내용의 스마트시티법 개정이 진행되고 있다.

향후에는 △빅데이터 기반 스마트시티 운영을 위한 국가전략 R&D 착수 △민간주도를 위한 제도검토 및 구체화 △우수 스마트시티 인증제 도입 △스마트 도시재생 뉴딜사업지 추가선정 △스마트도시법 개정안 시행 △월드스마트시티위크 등 국제협력 및 해외진출 추진 등이 시행된다.

사람중심 체감형 스마트시티

올초 4차위와 관계부처 합동으로 발표된 ‘스마트시티 추진전략’에 따르면 우리나라의 기본 방향은 △사람중심 △혁신성장 동력 △지속가능성 △체감형 △맞춤형 △개방형 △융합·연계형 등 7가지로 규정됐다.

스마트시티 이전에 우리나라에서 추진하던 U-City(유비쿼터스도시)에서의 문제점이 관 주도의 폐쇄적인 기술중심전략으로 지목되면서 이를 감안해 설정됐다.

기술중심에서 사람중심으로의 변화는 통합관제센터 혁신과 같은 행정당국의 편리성을 추진하는 대신 치안·재난대응, 교통체계, 정보공개 인프라 등 도시의 경쟁력과 생활편의성이라는 도시 본연의 가치를 추구한다는 의미다.

또한 단편적인 기술적용이 아니라 누구나 참여할 수 있고 융합·소통·제휴를 통해 지속적인 혁신이 일어나는 인프라를 도시에 담도록 하겠다는 것이 지속가능성·개방형·융합연계형 스마트시티의 개념이다.

이와 함께 맞춤형 스마트시티란 도시의 형태가 신도시·기존도시·노후도시 등 성격이 다르기 때문에 이와 같은 형태에 적합한 기술적용·제도마련 등을 추진하겠다는 것이다.

‘규제 샌드박스’ 스마트 신도시

스마트시티 추진방향을 토대로 4차위는 도시형태별로 차별화된 전략을 적용한다고 발표했다. 신규, 기존,노후도시를 구분해 각기 다른 콘셉트와 기술을 적용한다는 것이다.

신규도시는 이번 시범도시로 지정된 세종시 5-1생활권과 부산시 에코델타시티가 해당된다. 백지상태인도시의 장점을 살려 삶의 질을 바꿀 수 있는 다양한 혁신기술들의 테스트베드로 조성한다.

예컨대 이 지역은 입지규제최소구역으로 지정돼 용적률 등 밀도규제를 백지화하고 사업주체가 입지규제를 계획할 수 있으며 조세·부담금을 대폭 완화한다. 또한 법적으로 금지된 자율주행차의 군집운행도 가능하고 치안·안보·안전 목적의 드론은 기존의 신고·허가절차를 면제해 자유롭게 이용할 수도 있다.

정부는 이를 ‘샌드박스’에 비유했다. 모래사장에서 어린아이가 자유롭게 모래성을 만들고 부수는 것처럼 최소한의 규제로 기술의 혁신과 실증을 거친 뒤 다른 도시로의 전파, 해외로의 수출 등을 진행한다는 것이다.

여기에 포함되는 기술은 자율주행차·드론을 비롯해 VR·AR(가상·증강현실), AI(인공지능)로봇, 신재생에너지, 스마트그리드, 블록체인, 빅데이터, 5G 통신기술, IoT 등이다.

이와 같이 혁신적인 기술과 서비스가 마음껏 뛰어놀게하기 위해 정부는 데이터기반의 도시운영 인프라를 계획한다. 도시에서 발생하는 에너지·교통·방범 등의 다양한 정보를 취합하고 분석해 개방형 운영체계(Open API)로 공개함으로써 다양한 서비스 개발의 토대를 만들게 된다. 정부는 기존 2곳의 외에도 올해 연말 시범도시를 추가지정할 방침이다.

시범도시 구체화 ‘착수’

기존·노후도시는 추진개념.방향은 제시됐지만 대상지가 아직 선정되지 않았거나 기본계획이 나오지 않았다.

기존도시는 테마특화단지 4곳, 데이터허브모델 2곳이 연내 선정되며 노후도시는 도시재생사업으로 매년 선정된다. 지난해 선정된 도시재생사업지 68곳 중 29곳이 스마트요소를 접목했지만 아직 가시적인 스마트시티화 계획이 나오지는 않았다.

한편 신도시로 조성되는 시범도시의 경우에는 개념계획이 나와 있고 현재 이를 구체화하는 작업이 진행되고 있다. 세종시 5-1생활권은 6월 기본구상안이 마련될 예정으로 내년 착공된다. 부산시 에코델타시티도 9월까지 구체적인 계획을 확정할 전망이다.

특징적인 점은 시범도시의 경우 세종이 2022년, 부산이 2023년 사업이 종료되지만 도시는 지속적으로 성장하는 유기체로 기능한다는 것이다.

김갑성 스마트시티특위 위원장은 “이번 세종·부산 시범도시는 사업이 종료된다고 다른 도시를 지정하는 기존의 개념과는 다르다”라며 “사업이 종료되더라도 적용된 제도·정책과 인프라·시스템을 그대로 유지하며 지속 개발되는 다양한 기술·서비스를 시험하고 검증하는 유기적인 테스트베드역할을 지속 수행하게 된다”고 밝혔다.

세종 시범도시 민간사업자 ‘연내 선정’

5-1생활권은 274만1,000㎡ 면적에 계획인구는 2만9,000명이다. 현재 토지보상이 완료된 상태로 2019년 초 실시설계를 완료하고 공사 착수해 2021년 12월 입주를 목표로 하고 있다.

정부에서는 기획재정부, 국토교통부, 과학기술정통부, 산업통상자원부 등이 합동으로 참여하고 있고 지자체로는 세종시가, 사업시행자로는 LH가 참여하고 있다.

다만 민간기업의 경우 구상안 확정 이후 사업자공모를 거쳐 연내에 선정될 예정이다. 특히 시범도시의 성격상 기존 개발방식과는 달리 민간주도로 추진되기 때문에 대기업은 물론 중소기업과 스타트업도 참여할 수 있도록 제도적으로 뒷받침할 방침이다.

4차위가 마련하는 구상안은 현재 추진하고 있는 도시시뮬레이션 경진대회가 오는 9월 종료되면 제시된 아이디어를 바탕으로 보완이 이뤄진다. 구상안에는 국가시범사업의 네이밍, 기본구상, 도시개발 방안이 담길 예정이다.

전체 사업규모와 정부의 재정지원, 경제효과는 구상안이 나오면 이어서 함께 발표될 계획이다. 정부는 민간참여 촉진과 선도산업 육성을 위해 재정지원이 필수적이라는 점에 공감하고 관련내용을 검토하고 있다.

기본적인 콘셉트는 △에너지 △교통 △생활·안전이며 이 중 에너지분야가 가장 핵심이다.

제로에너지를 중심으로 이뤄지는 만큼 5-1생활권은 △패시브건축 △고효율기계설비 △신재생에너지설비 △AMI 및 EMS산업분야에 기회가 될 전망이다.

제로에너지단지가 조성될 계획이며 이미 일부 단독주택단지의 경우에는 공사가 시작됐다. 또한 스마트그리드와 전력중개판매 서비스가 도입돼 AMI 및 EMS가 모든 건축물에 기본적으로 적용될 가능성이 높다.

도시전체의 에너지소요량 중 에너지효율화로 10%, 패시브요소로 40%, 액티브요소로 30%를 충당할 계획이지만 당장은 부족분인 20%를 화석연료로 충당해야만 한다. 다만 2025년 이후부터 100% 친환경에너지로의 자립을 추진하는 만큼 신재생에너지산업의 시장확대도 기대된다.

현재 태양광·열, 지열, 열병합발전, ESS 등이 다양하게 검토 중이며 태양광의 경우에는 솔라로드가 적용될 가능성이 높다.

에너지시스템은 스마트그리드, 분산전원, 다중에너지거래가 검토된다. 특히 태양열·지열·하수열 등 열원설비, 태양광·풍력 등 발전설비, 연료전지·복합플랜트 등 각 건물별·주체별로 설치된 열전설비에서 생산한 에너지가 계간축열과 ESS에 저장돼 주거·상업·산업단지에 공급되는 양방향 공급체계도 고려된다.

김수일 LH 스마트도시개발처장은 “다양한 발전방식과 신재생에너지원방식이 검토되고 있지만 민간이 사업모델을 갖고 시행자로 참여하는 특징이 있으니 앞으로 민간기업들이 구체적인 콘텐츠와 서비스 구현방안을 제시하길 기대한다”고 밝혔다.

부산 EDC, 민간 비즈니스모델 도입

부산 에코델타시티(EDC)는 1,200만㎡(약 360만평)지만 이번 시범지구로 선정된 곳은 부산 강서구 일원 219만4,000㎡(약 66만평) 구역으로 9,000여명이 생활할 전망이다. 이번 시범사업은 66만평 부지를 대상으로 추진되지만 사업종료 후에는 EDC전체로 영역이 확장된다.

이곳은 주로 주거·상업·업무·문화·연구시설이 구축될 예정이다. 세종시가 주거중심으로 구성되는 반면 EDC는 복합지구로서 다양한 시설이 들어가기 때문에 각 지구별·용도별로 필요한 기술들이 다양하게 적용될 수 있을 전망이다.

올 상반기 마스터플랜 용역이 발주되고 민간 비즈니스모델 도입과 참여확대를 위한 민관협의체가 구성된다. 또한 대국민 네이밍·슬로건 공모를 지난 4월말 발표해 이달 14일까지 진행하고 있다.

연말까지는 기본구상과 시행계획 수립을 완료할 방침이며 내년 상반기 실시설계를 완료하고 7월경 착공을 목표로 하고 있다. 2021년 7월 입주시작 이후 9월 스마트시티 내에서의 콘텐츠를 가시적으로 구현할 계획이며 2023년까지 사업을 마무리한다.

기본적인 콘셉트는 수자원·친환경·생활·안전 등이며 이에 따라 수자원을 활용한 에너지계획도 비중 있게 다뤄진다.

수자원과 관련된 에너지원 중 전력은 수상태양광 등이 검토되고 있으며 열원으로는 낙동강 물을 이용한 수열시스템이 고려되고 있다. 또한 시범지구 내에 생활가로와 아스팔트에 태양광집적판을 설치해 이를 인근 건물에 공급·판매하는 시스템과 보도블럭의 압력차에 의해 전기를 발생시키는 스마트기술도 활용될 예정이다.

이와 같은 기술은 새롭게 시도되기 때문에 시범도시에서 실증을 거쳐 실효성이 검증되면 다른 도시로 확산될 수 있을 전망이다.

특히 공공부문을 중심으로 신재생에너지를 전체 에너지소요량대비 20~30% 활용토록 선도적인 역할을 부여할 방침이다. 또한 에너지효율화 차원에서도 학교 등 공공시설과 대형 상가를 중심으로 신재생에너지와 함께 EMS를 적용한다.

한편 건설부문에서의 신기술 적용도 주목된다. 트윈시티(가상복제도시)에서 VR을 이용해 계획단계부터 완성된 건축물을 보고 인허가 작업 등이 추진되는 시스템을 구축하는 한편 건설단계에서 드론을 이용한 3D측량, 3D프린터를 활용한 시설물 설치 등도 검토되고 있다.

적극적 사업제안 ‘관건’

이번 스마트시티 추진방식의 핵심은 상향식(Bottom-up) 민간주도다. 우리나라에서 세계최초로 시행한 스마트시티인 U-City(유비쿼터스도시)가 흥행하지 못한 원인이 관주도, 기술중심의 개발이라는 점을 정부가 인식하면서 설정됐다.

이에 따라 업계에서는 신규·기존·노후도시 등 어떤 형태에 적합한 제품·솔루션인가를 판단하고 관련 기관과의 네트워크가 중요해질 전망이다.

기존·노후도시의 경우 주민협의체, 도시재생지원센터, 지자체 중심으로 의사결정이 이뤄지는 만큼 관련 기관에 자사의 강점을 홍보하고 솔루션을 제안하는 활동이 필요할 것으로 보인다.

특히 도시 특색에 맞는 테마로 사업이 추진되는 만큼 특정 지자체·지구가 어떤 콘셉트로 사업을 추진하게 되는지 주시하고 이에 맞는 솔루션을 제시할 필요가 있다.

또한 시범도시와 같은 스마트시티 테스트베드에 적합한 혁신적인 기술·제품·아이디어는 정부나 시행사 등에서 추진하는 공모전·정책제안 등 창구를 통해 적극적으로 정보를 제공하고 이슈를 선점하려는 노력이 필요할 것으로 분석된다.