디지털 탄소중립 실현을 위한 AI 기반 공공 웹서비스 제안 = AI-Based Public Web Service Proposal for Digital Carbon Neutrality

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

As the environmental crisis, characterized by climate change and ecosystem collapse, intensifies, the need for society-wide responses to environmental protection has been consistently raised. Particularly since the COVID-19 pandemic, as contactless activities have become routine and digital service usage has expanded, network traffic and data processing volumes have surged, bringing energy consumption and carbon emissions in digital environments to the forefront of environmental discourse. With digital technology and service usage expected to continue expanding, discussions on how to manage and reduce resource use within digital environments are increasingly necessary.
Based on this awareness, this study approaches carbon emissions in digital environments from a design perspective, aiming to verify the potential for carbon emission reduction through adjustments to screen composition and resource usage in public web services. It particularly focuses on the possibility of mitigating environmental burdens by adjusting reducible elements at the service design stage, without requiring additional changes in user awareness or behavior.
To this end, major prior research on the environmental impacts of data centers and artificial intelligence technologies was reviewed, and theoretical discussions on carbon neutrality and sustainable design were synthesized. Additionally, cases of digital carbon neutrality initiatives by domestic and international governments and corporations were analyzed to identify structural characteristics and design-level improvement possibilities in public digital services.
Based on this analysis, design improvements were proposed for South Korean public agency web services. Web-based services were selected as experimental subjects, and adjustments were made focusing on screen composition, visual resources, and data usage methods while maintaining existing service functions and information delivery structures. Design work was conducted using Figma, static prototypes were implemented through the AI-based code automation function of the Anima plugin, and page weight and estimated carbon emissions were compared and analyzed using carbon emission analysis tools.
The results showed that the 'Carbon Neutrality Guide' page achieved reductions of approximately 61.9% in carbon emissions and 61.8% in page weight compared to the original, while the 'Carbon Neutrality Point System' service showed reduction effects of approximately 92.2% and 94.6%, respectively. This suggests that digital carbon emissions can be significantly reduced by adjusting UI components and resource usage methods in public web services alone, without introducing additional functions. Through this, the study examines how design choices in public web services connect to resource usage and carbon emissions in digital environments and presents analytical evidence for discussions on digital carbon neutrality.

국문 초록 (Abstract)

기후변화와 생태계 붕괴로 대표되는 환경 위기가 심화함에 따라, 환경 보 호를 위한 사회 전반의 대응 필요성이 지속적으로 제기되고 있다. 특히 코로나19 팬데믹 이후 비대면 활동이 일상화되고 디지털 서비스 이용이 확대되면서 네트워크 트래픽과 데이터 처리량이 급증하였고, 이에 따라 디지털 환경에서 발생하는 에너지 소비와 탄소 배출 문제가 새로운 환경 적 논의의 대상으로 부상하고 있다. 향후 디지털 기술과 서비스 이용이 더 확대될 것으로 예상되는 상황에서, 디지털 환경 내 자원 사용을 어떻 게 관리하고 줄일 것인지에 대한 논의가 요구된다. 본 연구는 이러한 문제의식에 기반하여 디지털 환경에서 발생하는 탄소 배출을 디자인적 관점에서 접근하고, 공공 웹서비스를 대상으로 화면 구 성과 자원 사용 방식의 조정을 통해 탄소 배출 저감 가능성을 검증하는 것을 목적으로 한다. 특히 이용자의 추가적인 인식 변화나 행동 수정을 요구하지 않고, 서비스 설계 단계에서 줄일 수 있는 요소를 조정함으로써 환경 부담을 완화할 가능성에 주목하였다. 이를 위해 데이터센터와 인공지능 기술이 환경에 미치는 영향에 관한 주 요 선행연구를 검토하고, 탄소중립과 지속가능 디자인에 관한 이론적 논 의를 종합하였다. 또한 국내외 국가 및 기업의 디지털 탄소중립 추진 사 례를 분석하여, 공공 디지털 서비스의 구조적 특성과 설계 측면의 개선 가능성을 도출하였다. 이러한 분석을 바탕으로 우리나라 공공기관 웹서비스를 대상으로 디자인 개선안을 제안하였다. 기존 웹 서비스의 기능과 정보 전달 구조는 유지한 채, 화면 구성과 시각 자원, 데이터 사용 방식을 중심으로 조정하였다. 디 자인 제작은 Figma를 활용해 진행하였으며, Anima 플러그인의 AI 기반 코드 자동화 기능을 통해 정적 프로토타입을 구현한 뒤, 탄소 배출량 분 석 도구를 사용해 페이지 무게와 추정 탄소 배출량을 비교·분석하였다. 연구 결과, ‘탄소중립 안내’ 페이지에서는 기존 대비 탄소 배출량 약 61.9%, 페이지 무게 약 61.8%의 감소가 확인되었으며, ‘탄소중립 포인트 제’ 서비스의 경우 각각 약 92.2%, 94.6%의 감축 효과가 나타났다. 이는 추가적인 기능 도입 없이도 공공 웹서비스의 UI 구성 요소와 자원 사용 방식을 조정하는 것만으로 디지털 탄소 배출을 유의미하게 줄일 수 있음 을 시사한다. 이를 통해 본 연구는 공공 웹서비스의 설계 선택이 디지털 환경에서의 자원 사용과 탄소 배출에 어떻게 연결되는지를 살펴보고, 디 지털 탄소중립 논의를 위한 분석적 근거를 제시한다.

목차 (Table of Contents)

• 표목차 v
• 그림목차 vi
• 국문초록 viii
• 연구 구성도 x
• 제1장 서론 1
• 제1절 연구 배경 및 목적 1
• 제2절 연구 범위 및 방법 2
• 제2장 선행연구 분석 4
• 제1절 인공지능 시대의 디지털 탄소 4
• 1. 데이터센터와 탄소배출 5
• 2. 인공지능과 탄소중립 7
• 제2절 디지털 탄소중립을 위한 디자인 9
• 1. 디자인과 지속가능성 10
• 2. 디지털 환경의 지속가능 디자인 12
• 2.1. 인식 제고 13
• 2.2. 사용자 경험 15
• 제3절 인공지능과 디자인 18
• 1. 디자인에서의 인공지능 18
• 2. 지속가능 디자인을 위한 인공지능 활용 20
• 제4절 소결 22
• 제3장 이론적 배경 24
• 제1절 기후위기와 디지털 전환 24
• 1. 기후위기 24
• 2. 탄소중립의 개념과 문제점 26
• 2.1. 탄소중립의 개념 26
• 2.2. 세계 각국의 노력 28
• 2.3. 기업의 노력 32
• 3. 디지털탄소와 인공지능 37
• 제2절 지속가능 디자인 39
• 1. 공동체 중심의 지속가능한 디자인 41
• 2. 생태적 전환과 디자인 42
• 제3절 소결 44
• 제4장 실천 사례 분석 46
• 제1절 국외 정책 및 플랫폼 사례 46
• 1. 기후 모니터링 46
• 1.1. Destination Earth 47
• 1.2. Climate TRACE 48
• 1.3. European Green Digital Coalition 49
• 2. 시민 참여형 탄소중립 플랫폼 51
• 2.1. GetGreen Duluth 51
• 2.2. Green Rewards 52
• 2.3. Meri LiFE 54
• 제2절 기업의 탄소중립 전략과 서비스 사례 55
• 1. 지속가능 경영 56
• 1.1. 친환경 데이터센터 56
• 1.2. 친환경 기술 57
• 1.2.1. SK 액침냉각 시스템 57
• 1.2.2. 현대자동차그룹 협력사 탄소 배출 이력 관리 시스템 58
• 2. 인공지능 기반 에너지 관리 서비스 59
• 2.1. 인공지능 에너지 절약 59
• 2.2. 인공지능 물류센터 61
• 제3절 디자인 분야의 인공지능 적용 및 탄소중립 전략 62
• 1. 생성형 인공지능 디자인 적용 사례 63
• 1.1. Genspark 63
• 1.2. Packify 65
• 1.3. 이미지 생성 도구 66
• 2. 디자인 탄소중립 사용자경험 가이드 68
• 2.1. Ecograder 68
• 2.2. Sustainable Web Design 69
• 2.3. IBM Carbon Design System 70
• 제4절 소결 72
• 제5장 공공기관 탄소중립 서비스 동향 분석 74
• 제1절 분석 방법 74
• 제2절 공공기관 디지털 탄소중립 서비스 분석 75
• 1. 웹 서비스 75
• 1.1. 탄소중립 포털 76
• 1.2. 탄소중립 포인트 79
• 1.3. 서울시 에코마일리지 82
• 2. 앱 서비스 85
• 2.1. 도봉구 탄소공감마일리지 85
• 2.2. 경기 기후행동 기회소득 87
• 2.3. 충남 탄소업슈 89
• 제3절 소결 92
• 제6장 공공 웹서비스의 디지털 탄소중립 디자인 제안 94
• 제1절 디자인 설계 방법 94
• 1. 제안 대상 95
• 2. 디자인 전략 96
• 제2절 디자인 제안 99
• 1. 탄소중립 안내 100
• 2. 탄소중립 포인트제 104
• 제3절 탄소 배출량 분석 110
• 1. 분석 방법 110
• 2. 분석 결과 111
• 제7장 결론 115
• 참고문헌 118
• ABSTRACT 130