세계는 지금 지구를 지속가능하게 하자는 담론으로 뜨겁다. 코로나 상황에서 스마트시티를 추구하는 도시들은 지속가능성에 필요한 기술과 시민참여 방법을 찾기 위해 서로 경쟁하고 있다. 지구온난화, 온실가스배출, 자원순환(메타볼릭 Metabolic), 탄소중립, 15분도시 같은 말은 몇 년 전까지만 하더라도 시민들의 일상과는 멀리 있는 일부 비영리단체나 환경론자의 관심 영역이었다. 정확하게는 2015년 프랑스 파리에서 열린 '제21차 유엔기후변화협약 당사국총회(COP21)'에서 탄소중립 의무국가 범위가 확대되고, '2018년 기후 변화에 관한 정부간 협의체(IPCC)'에서 2030년까지 온실감축 목표를 기준년도 대비 45%로 권고하면서 이 문제는 세계 전면에 떠올랐다. 그동안 미온적이었던 한국은 2020년 10월 대통령 국회시정연설에서 탄소중립 국가 선언을 했다.

◆ 지구온난화 핵심원인은 인간

태양으로부터 지구에 복사된 에너지가 두터운 대기층에 의해 천천히 지구 밖으로 배출되면서 지구온도를 일정량 유지하는 안정된 온실효과가 정착한 것은 불과 1만년 전이다. 안정적인 균형의 온실효과는 인간이 농사를 짓거나 자연생태를 유지 가능하도록 돕는다. 지구온난화는 온실효과의 방출과 흡수 사이에 균형이 깨지면서 발생하는데 이는 다른 기체보다 재흡수 효율이 월등히 좋은 이산화탄소 같은 기체들이 늘어나면서 발생한다. 즉 이산화탄소가 많이 발생하면 지구밖으로 서서히 빠져나가야 할 복사에너지가 빠르게 재흡수되어 지표면의 온도를 상승시키는 것이다. 과학적 자료 없이 정황상으로 판단해도 지구온난화의 원인은 명백히 인간에게 있다. IPCC 1차 보고서부터 계속해서 '인간이 지구온난화에 미치는 영향'을 조사해 왔으며 2013년 5차보고서에서 인간활동이 지구온난화의 핵심 원인으로 발표하였다.

유엔이 제시하는 지구온도 변화 억제 목표는 명확하다. 1850년 산업화 기준에서 1.5℃ 이상 올라가면 지구는 돌이킬 수 없는 지점에 도달한다는 것이다. 지구 온도가 올라가면 빙하가 녹아 해수면이 상승해 지표면이 줄어든다는 정도의 문제가 아니다. 지구 맨틀아래에 있는 이산화탄소·메탄 등의 기체가 온도상승으로 녹아내린 지구 동토층을 뚫고 올라와 대기 중에 흡수되어 지구 온난화를 가속화시키는 상황으로 전개된다. 산업화 이후 지금까지 지구온도는 1.12℃ 상승하였으며, 학자들은 앞으로 420기가톤의 탄소를 더 배출하면 1.5℃가 상승할 것으로 예측하고 있다. 현재 전세계는 매년 42기가톤의 탄소를 배출하고 있다. 남은 시간은 고작 10년 정도라는 이야기다.

이러한 문제인식 하에 2018년 송도에서 열린 '48차 IPCC'에서 2030년 탄소배출 45% 이상 감축, 2050년 탄소제로를 목표로 제시되었다. 이 기준에 따라 한국은 2018년 기준 온실가스배출 7.26억t에서 IPCC권고안 45%보다 낮은 40% 감축을 2030년까지 달성하겠다고 보고한 바 있다. 에너지전환, 산업 영역에서 탄소배출이 많은 한국에서 이 목표의 달성가능성은 낮다는 의견이 지배적이다. 여기에서 ICT기반 스마트시티 기술의 역할이 중요해진다.

◆ 스마트시티 기술은 탄소중립을 어떻게 지원하나?

한국은 작년에 '2050년 탄소중립 시나리오'를 발표했다. 화력발전을 전면 중단하거나, 화력 발전이 일부 잔존하는 대신 이산화탄소 포집 및 활용·저장 기술을 적극 활용하는 두 개의 시나리오를 제시하였다. 하지만 전체 탄소배출 37% 비중을 차지하는 발전에너지 생산체제 전환과 함께 전체 배출의 56%를 차지하는 산업, 건물, 수송 등에도 스마트기술을 적용하는 탄소배출을 절감하는 구체적인 솔루션이 필요하다.

에너지생산 분야는 우선 석탄발전소의 퇴출과 함께 재생에너지 비중을 최소한 OECD평균인 25%까지(현재 한국 6%) 끌어 올려야 한다. 생산된 재생 에너지는 지능형 전략망(스마트 그리드)에 연결해 예비율관리로 낭비되는 에너지를 효율적으로 관리할 수 있도록 해야 한다.

산업분야에서는 철강, 석유화학, 시멘트 분야의 획기적인 전환이 요구된다. 일회용 플라스틱 석유화학제품을 줄이고 썩는 플라스틱제품 사용을 일상화한다. 한번 만든 물건을 고치고 수리해서 재사용성을 높인다. 스마트기기는 작은 부품 교체만으로 재사용이 가능하도록 사용연한을 늘린다. 오래된 건물을 부수고 시멘트와 철제를 투입해 새로운 건축물을 짓기보다 ICT기술과 결합한 리모델링을 통해 원료 가공에서 발생하는 온실가스 배출을 줄인다.

최근 디지털전환의 핵심인 ICT산업도 데이터센터나 딥러닝 알고리즘의 비효율성으로 탄소배출이 많은 산업이다. 이에 구글, 애플, 아마존, SKT도 친환경에너지에 투자하면서 '재생에너지 사용 100% 캠페인(RE 100)'에 동참하고 있다. 향후 협력업체까지도 RE100으로 생산된 부품을 요구할 계획이다.

스마트시티 기술이 가장 활발하게 실증되고 있는 분야는 교통수송이다. 탄소중립을 위한 교통수송분야의 우선과제는 모든 내연자동차를 전기차로 대체하고 네트워크로 연결하는 것이다. 이는 재생에너지로 생산하는 발전기술, 전기저장장치인 배터리 기술 등과 함께 진화한다. 도시내 대중교통 수송분담률을 높이기 위해서는 자동차, 퍼스널 모빌리티(PM), 자전거를 포함 모든 이동수단을 통합적으로 관리하는 '서비스로서의 이동 수단 시스템(MaaS)'을 도입해야 한다. MaaS를 이용하면 스마트폰 하나로 카셰어링뿐 아니라 철도, 택시, 자전거, 전동 스쿠터, 주차장, 라이드셰어, 렌터카, 그리고 숙박에 이르기까지 포괄적인 이동 서비스를 제공할 수 있다.

전세계서 매년 42기가톤의 탄소 배출
지구온난화 가속 주요원인 막기위해
스마트시티 기술 더 중요해지는 시기

재생에너지로 달리는 자율주행차 등
도심 전체 네트워크로 연결해 관리
에너지 낭비 없는 지속가능 미래 기대

◆ 탄소중립 스마트시티 대구를 위한 소셜픽셔닝

대구시도 지난해 11월에 탄소중립 비전을 선포하고, 구체적인 이행계획을 수립 중에 있다. 탄소중립 이행은 지속가능한 스마트시티 발전계획과 결합되어야 한다. 탄소중립을 통한 지속가능한 스마트시티는 단순히 지구온난화를 방어하는 기술적 노력만으로 부족하다. 여기에는 시대 변화를 수용하는 시민행동이 병행되어야 한다. 즉 시민참여형 혁신플랫폼이 작동해야 한다.

100% 재생에너지로 운영되는 전기자율차가 도심외곽에서 들어와 대중교통과 수송을 담당하는 공유도시, 15분 거리에 보행과 자전거로 근로·여가·교육·주거·문화 활동에 접근할 수 있는 복합모듈 도시, 자원순환을 통해 도시내 생산 자급률이 50%가 넘는 팹시티, 자전거와 보행길이 늘어나고 줄어든 차도의 차량흐름은 지능교통망의 연동신호체계에 의해 더 원활한 도시, 빈집과 공유지에 다양한 시민활동이 허가되고 네트워크로 연결된 메타버스를 통해 콘텐츠로 입체화된 도시 등 스마트시티 대구가 구현한 지속가능한 미래를 상상해본다. 도시는 꿈꾸는 자가 만든다. <대구TP 디지털융합센터장>