국내외 스마트시티 사업 현황 및 에너지분야 서비스 비교
국내외 스마트시티 사업 현황 및 에너지분야 서비스 비교
  • 손서은
  • 승인 2022.06.09
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손서은 한국전력공사 경영연구원 선임연구원

개황

국내 스마트시티 사업은 공공주도 형태의 실증사업 단계로 시장규모와 사업 형태는 정부 및 지자체의 계획에 따라 그 성격이 다르다. 스마트시티는 ICT, 빅데이터 등 디지털 기술을 기반으로 도시 여러 분야와 협력이 필요한 융복합 사업으로 최근 지속가능한 도시모델로 부상 중이다. 해외는 노후 도시 개선 니즈와 더불어 도시의 지속가능성, 저탄소화 니즈에 따라 다양한 분야와 협력을 통한 도시 모델로 스마트시티를 추진 중이며 향후 시장가치가 커질 전망이다. 국내의 경우 2007년부터 ‘유비쿼터스 시티’ 사업으로 스마트시티가 추진됐으나 정부 주도 Top down 사업 위주, 시민 체감형 모델보다는 수출 사업화에만 중점해 확산이 부족했다. 이후 2018년 1월 스마트시티 추진전략 수립으로 각 도시별 여건에 맞는 스마트시티 사업을 추진·계획 중이다.

또한 최근 도시의 지속가능성, 탄소중립 달성을 위해 스마트시티 모델이 부상하고 있는데, 2021년 7월 이탈리아 나폴리에서 열린 G20 기후장관회의에서는 기후행동을 위해 ‘디지털 기술’을 활용한 스마트시티의 중요성을 강조했다.

국내외 스마트시티 사례(에너지분야 서비스를 중심으로)

가. 해외 스마트시티 현황

여러 선진 해외 스마트시티 사례 중 우리나라와 유사한 사 업 추진 도시를 선정해 분석했다. 싱가포르는 우리나라처럼 공공주도형 사업으로 진행 중이며 헬싱키와 암스테르담은 에너지 분야 스마트시티를 선도하는 것으로 파악됐다. 해당 도시의 스마트시티 모델은 2018년 1월 정부가 발표한 ‘스마트시티 추진전략’에 제시된 도시가치 기준으로 서비스 및 기술 활용 수준을 비교했다.

암스테르담은 EMS 활용 에너지 효율화, 에너지 거래, 폐 배터리활용 DR 등 에너지 분야 실증사업을 가장 다양하게 수행 완료하고 진행 중이라는 특징이 있다. 암스테르담의 스마트시티 사업은 정부, 기업, 스타트업, 연구기관 등 650개 단체가 참여하는 ASC(Amsterdam Smart City) 플랫폼을 통해 개방형 혁신을 추구하는 것에 강점이 있다. 에너지 기업은 유럽 유틸리티 Engie, 네덜란드 전력판매회사 Alliander, 전기차 충전회사 New Motion 등이 참여 중이다. 암스테르담시의 주요 스마트시티 니즈는 환경 및 주거 생활 만족도 개선, 지속가능한 도시에너지 창출에 있다. 이에 따라 에너지 거래, 마이크로그리드 등 지속가능성(에너지) 서비스가 다양하며, 교통 및 플랫폼에 강점이 있다.

에너지 분야 실증사업으로는 EU 제7차 연구개발 프레임워크 지원 사업으로 추진된 City-Zen 프로젝트가 있다. 청정 에너지 도시건설을 목적으로 한 사업으로, 에너지 효율 개선을 위한 건물 개조, 스마트 전력·열 그리드 실증 등을 수행했다. 2014년부터 2019년 5년간 사업을 수행하여 완료했으며, 해당 사업 후속으로 EU Horizon 2020 지원 사업으로 ‘에너지긍정구역(Positive Energy District)’를 실증 중이다. 에너지 긍정구역은 최소한 에너지 소비량만큼 에너지 자체 공급이 가능하며, 외부 그리드와도 연결되어 있어 타 지역 에너지 공급이 가능한 지역을 의미한다.

EU 연구개발 프로그램 하에서 진행된 사례 외에도 시민이 참여해 실증사업을 주도하는 ‘리빙랩’을 통한 혁신모델을 주목할 수 있다. 과거 조선소로 훼손됐던 북암스테르담 항구지역 De Ceuvel지역 재생사업의 일환으로 마을 공동체 내에서 블록체인 기반의 에너지거래를 하는 실증사업을 진행했다. 토큰 1줄리에뜨는 1kWh로 거래됐으며 토큰은 전력거래뿐만 아니라 마을 내 물품교환, 카페 등에서도 활용 가능했다. 에너지 분야 외에도 IoT 인프라 확대 및 활용에 리빙랩 방식을 도입했는데, 암스테르담이 비콘센서 회사와 협력, 암스테르담에 비콘센서를 설치하고 비콘 데이터를 활용한 개방형 혁신을 꾀하는 스마트시티 사업을 추진했다.

헬싱키시의 스마트시티 에너지 분야 서비스는 ICT 기술을 활용한 에너지 효율화 사업, 에너지 데이터 플랫폼 등에 초점을 맞추고 있다. 헬싱키시 산하기관 Forum Virium Helsinki에서 스마트시티 사업을 주관했으며 스마트시티 실증사업 재원은 주로 EU Horizon 2020 사업과 핀란드 혁신기금으로 충당됐다. 헬싱키시는 2035년 탄소중립 달성을 목표로 인근지역과 기후변화, 도시개발을 공동으로 추진하고 있고, 스마트시티에 중점 분야는 데이터 플랫폼, 에너지, 모빌리티 등이다.

에너지 분야 스마트시티 실증사업으로 대표적인 사례는 My Smart Life 실증사업이 있다. EU 연구개발 지원 프로그램 일환으로 진행됐고, 헬싱키시, 시영 유틸리티 HELEN, 구역열 사업자 Fourdeg, 학계 등 7개 기관이 참여했다. 유틸리티는 건물 에너지 효율화, 에너지정보 시각화 등에 참여했다.

싱가포르는 가장 성공한 스마트시티로 평가되고 있는 반면, 에너지분야 스마트시티 사업은 계획단계에 있는 것으로 보인다. 싱가포르는 총리실 직속기관이 스마트시티 사업을 전담해 신속한 의사결정을 통해 도시 운영에 디지털 기술을 효과적으로 도입했다. 그리하여 디지털 기술을 활용한 교통 시스템 개선, 디지털 도시 구축에 강점을 보이고 있고, 스위스 국제경영개발원(IMD)는 스마트시티 추진으로 공공서비스 등 전 분야의 서비스 개선이 이루어졌다고 평가했다.

에너지 분야 스마트시티 사업은 많이 이루어지지 않았으나 싱가포르 정부의 Green Plan 2030(2021.6) 발표로 향후 확대될 것으로 예상된다. Green Plan 2030에서는 그린 모빌리티 확대, BEMS 도입, IoT 기반 탄소배출량 관리 등 친환경 에너지 분야 사업 추진이 예상된다.

나. 국내 스마트시티 사례

국내 스마트시티 사업 중 가장 규모가 큰 사업은 ‘국가 시범 도시’ 사업이라고 할 수 있다. 우리나라의 스마트시티 사업은 목적에 따라 아래 표와 같이 3가지 유형으로 나뉠 수 있는데 원고에서는 국가 시범도시 사업에서 에너지분야 사례를 소개하려 한다. 국가 시범도시 사업은 현재 도시 조성단계에 있으며 주민들이 입주하는 2023년 이후 본격 실증 사업들이 진행될 것으로 예상된다.

세종 5-1 생활권 스마트시티 사업의 주요 목표는 ‘인공지능 기반으로 시민의 일상을 바꾸는 스마트시티’로 혁신을 위한 입지규제 완화, 스마트 서비스를 위한 도시계획 구현을 추진하고 있다. 이에 따라 도시 IoT 인프라가 구축되고 AI 기반 서비스가 활성화될 것으로 기대하고 있고, 에너지 분야 서비스 또한 원격검침 인프라 구축부터 마이크로그리드, 에너지 거래 플랫폼까지 다양하게 이루어질 수 있을 것으로 예상된다.

부산 에코델타시티에서 에너지 분야 서비스는 제로에너지 주택 및 BEMS가 중심이 될 것으로 예상된다. 제로에너지 타운, 도시관리 지능화 등 도시 전 영역의 스마트화를 추진하며, 수변도시로서 스마트 정수장, 수열에너지 등을 활용한 사업을 추진할 계획이다.

다. 에너지 분야 스마트시티 서비스 종합

에너지 분야 스마트시티 서비스는 스마트미터링, 에너지 데이터 분석, X-EMS, 모빌리티 전기화, 에너지 거래 실증 등으로 확인됐다. 분석 도시 중 암스테르담이 가장 선도적으로 에너지 거래 실증을 추진하고 있다. 우리나라 세종, 부산시 국가 시범도시의 경우, 계획 중인 실증 서비스는 선도도시 수준일 것으로 예상된다. 특히 헬싱키, 암스테르담의 경우 개별 실증 사업을 완료 후 후속 사업을 계획 중이거나 다른 지역 적용 등의 확산방안을 모색 중인 반면, 우리나라는 대부분 실증사업이 진행 중이거나 계획 중이다.

또한 에너지 분야는 정부차원에서 에너지협동조합 등을 지원해준 암스테르담의 경우를 제외하고는 X-EMS 기반 효율 화 사업에 중점을 두고 있다.

해외 X-EMS 기반 에너지 서비스 동향

가. 주요기업 X-EMS 사업 추진 방식

X-EMS 사업은 전력 데이터 분석 단계에서 나아가 이종데이터 결합 분석, 스마트 제어, 에너지 거래 솔루션, 탄소배출 및 폐기물 관리 등을 포함한 지속가능성 관리의 단계로 진화할 수 있을 것이다. 기업·기관들의 에너지 절감 니즈 뿐만 아니라 탄소배출 저감을 위해서 X-EMS 사업의 영역은 확장되고 있고, 이에 따라 스마트시티 사업에 적용되는 X-EMS 기반 에너지 효율화 사업 또한 확장될 수 있을 것으로 예상된다.

에너지 효율화 사업을 추진하는 주요 글로벌 기업은 유틸리티, 엔지니어링 기업, 빅테크 기업이며, 기업 유형에 따라 사업 특성이 다르다. 해외 유틸리티는 건물 EMS(BEMS) 사업 중심으로 에너지 효율화 사업을 추진 중이다. 이탈리아 유틸리티 ENEL은 Enel X Connect라는 브랜드로 건물 부문 에너지 효율화 사업을 중심으로 추진하고 있다. 에너지 공급 및 소비 관리 서비스 외에 탄소배출량 추적, 신재생에너지 사용, 건물 에너지 효율 등급 관리 등의 서비스를 제공하고 있다. 프랑스 유틸리티 Engie는 에너지 솔루션 사업을 ‘Engie Impact’라는 브랜드로 통합하고, X-EMS 솔루션에서 자산관리, 탄소배출량 관리 등 ‘에너지 및 지속가능성 관리 플랫폼으로 확장했다. 이를 반영한 탈탄소 솔루션 지원 플랫폼인 Ellipse를 2021년 9월 출시했다.

엔지니어링 기업은 IoT 센서 등 제조 역량과 도메인 역량을 바탕으로 FEMS 사업에 집중했으며 에너지 절감에서 탄소배출량 관리로 사업을 확장하고 있다. 자체 개발한 산업 플랫폼을 기반으로 에너지 관리 및 공정 효율화를 추진하고, 탄소배출량 관리, 기업 신재생에너지 조달 지원 등 지속가능 솔루션으로 확장하고 있다. 지멘스는 자사 플랫폼 MindSphere 기반으로 스마트 공장 구축에서 스마트시티 사업까지 확장을 시도하고 있다. 또한 ABB는 GE의 산업 IoT 부문을 인수, BEMS 및 FEMS 솔루션 사업을 확대 중이다. 빌딩, 데이터센터, 제조공장, 전기차 충전소 등 고객별 맞춤 솔루션을 제공 중이며 특히 빌딩은 자사 IoT 설비를 활용, 건축 단계에서부터 스마트 빌딩 구축 사업에 참여 중이다.

빅테크 기업은 개별 사업장의 에너지 절감보다는 우수한 IT 역량을 기반으로 블록체인, 인공지능 등을 활용한 친환경 공급망 관리로 확장하고, Shell 등 에너지 기업의 디지털화를 지원하고 신재생 에너지를 공급받는 협력관계를 맺고 있는 것이 특징이다. 마이크로소프트는 영국 에너지기업 BP 파트너쉽을 통해 데이터 센터에 필요한 전기를 신재생으로 조달받고 클라우드 기반 스마트시티, HEMS, IoT 솔루션 등 신사업을 공동 개발 중이다. 아마존은 클라우드 IoT 활용 에너지 사용 최적화에 중점하고 블록체인 기술을 활용한 공급망 관리 및 Scope3 배출량 감축 솔루션을 개발한 것이 특징이다.

나. 엔지니어링 VS 빅테크 VS 유틸리티

엔지니어링, 빅테크 기업은 유틸리티에 비해 우수한 디지털 기반 기술과 도메인 지식을 바탕으로 소규모 사업장보다는 절감 잠재량이 큰 FEMS 솔루션에 집중하고 지속가능성 지원 솔루션으로 사업을 확장 중이다. 유틸리티는 BEMS 중심, 기업 차량 사용 등을 연계한 탈탄소 솔루션에 중점을 두고 엔지니어링 기업은 공정 최적화와 연계한 FEMS에 중점을 둔다. 빅테크 기업은 블록체인, 인공지능 등 신기술을 활용한 고객사 디지털화, 공급망관리 등의 서비스를 제공하고 있다. 그러나 비유틸리티 기업은 수요반응, P2P 등 에너지 거래 분야는 적극 추진하고 있지 않은 것으로 파악된다. 유틸리티는 분산자원 거래 시장이 활발해지고, VPP 사업으로 확장 시 유틸리티는 제조업 기반 및 IT 기반 기업에 비해 분산자원 설치, 에너지 거래, 전기차 충전 연계 부문 등에서 강점을 가질 수 있을 것으로 예상된다.

 

손서은 한국전력공사 경영연구원 선임연구원 keaj@kea.kr


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