기후위기 대응을 위한 탄소중립 스마트시티 핵심요인 및 발전방안 연구 = A Study on Key Factors and Development Strategies for Carbon-Neutral Smart Cities

국문 초록 (Abstract)

기후변화에 관한 정부 간 협의체（IPCC）의 지속적인 경고 속에 국제사회는 탄소중립을 선택적 의제를 넘어 국가와 도시의 생존을 결정짓는 인류 공동의 핵심 목표로 공고히 하고 있다. 최근 글로벌 에너지 안보 위기, 경제적 부담 가중, 국가 간 이해관계 재편 등 대외 환경의 급격한 변화로 탄소중립 정책 추진의 실효성과 방향성을 둘러싼 심도 있는 논의가 이어지고 있다. 이러한 흐름은 탄소중립 정책이 단순히 선언적 수준의 목표나 하향식 규제를 넘어, 실제 도시 공간에서 실행 가능한 구체적이고 유연한 정책 체계로 전환되어야 함을 시사한다. 도시는 전 세계 온실가스 배출의 70% 이상이 집중되는 곳으로 국가적 감축 목표를 실질적인 성과로 연결하는 핵심 공간이다. 그럼에도 불구하고 기존 정책은 개별 기술 도입이나 단편적 사업에 치중하여 다양한 정책요인 간의 전략적 연계가 미흡한 실정이다. 특히 에너지, 교통, 건물, 데이터 등 다양한 영역이 복합적으로 작용하는 탄소중립의 특성상 자원 투입의 효율성을 극대화하고 정책 간 상충 관계를 조절할 수 있는 명확한 기준과 통합 연계 체계 마련이 시급히 요구된다. 스마트시티는 ICT와 데이터 플랫폼을 통해 도시문제를 해결하는 핵심 수단으로 발전해 왔으나, 그간 사용자 편의성과 효율성 중심의 서비스 제공에 치중하면서 탄소중립과의 유기적 결합은 다소 제한적인 수준에 머물러 있었다. 이에 본 연구는 기후위기 대응을 위한 탄소중립 스마트시티를 단편적인 기술 적용의 차원을 넘어, 도시의 물리적 구조와 운영체계를 통합 관리하는 체계로 접근하였다. 이를 통해 기존 스마트시티 및 신도시 개발이 지닌 공급자 중심의 한계를 극복하고, 도시 조성 단계와 분양（임대） 이후의 실질적 운영관리가 분절되는 구조적 문제를 해결하기 위한 핵심요인을 식별하고 실효성 있는 정책적 발전방안을 도출하였다. 이를 위해 선행연구 및 국내외 사례 분석을 토대로 상위 영역을 ① 법· 제도 개선, ② 기술 발전 및 R＆D, ③ 데이터·플랫폼 통합 관리체계, ④ 성과관리 및 거버넌스의 4개 영역으로 체계화하였다. 계층화분석（AHP）을 통해 요인별 상대적 중요도를 도출하고, 바이올린 플롯（Violin Plot） 기법을 활용하여 전문가 의견의 분포 특성을 보완적으로 검토하였다. 계층화분석 결과, 법·제도 개선 영역과 기술 발전 및 R＆D 영역이 가장 높은 중요도로 나타났으며, 이는 전문가 그룹이 정책 실현을 위해 주요한 제도적 기반과 기술, 인프라 기반의 선행적 확보를 최우선 과제로 인식하고 있음을 시사한다. 세부 정책요인 분석에서도 탄소중립 스마트시티 관련 법·제도 개선, 재정 및 금융 지원, 에너지 전환 기술 등이 상위권 요인으로 도출되어 초기 구축 단계의 실무적 시급성을 뒷받침한다. 이러한 정량적 분석 결과를 보완하기 위해 실시된 전문가 심층면담에서 는 실행 단계의 제약요인을 분석하였으며, 그 결과 부문별 계획과 운영관리의 분절, 정책 간 연계 부족, 데이터 활용체계 미흡 등이 본질적 제약요인으로 확인되었다. 비록 AHP 분석에서는 성과관리 및 거버넌스 영역이 상대적으로 낮은 순위를 보였으나, 이는 해당 영역의 중요도가 낮다는 의미라기보다 정책 이행 단계에 따른 우선순위 차이로 해석할 수 있다. 실제 운영 단계에서는 성과관리 및 거버넌스가 분절된 정책을 유기적으로 연결하고 탄소 감축 성과를 지속적으로 관리하는 기반으로 작용한다. 따라서 초기 조성 단계에서는 법·제도와 기술이 우선적으로 인식되지만, 운영 단계에서는 데이터와 거버넌스의 중요성이 확대됨을 확인하였다. 연구 결과를 종합하면, 탄소중립 스마트시티의 실효성을 확보하기 위해서는 도시 조성 단계에서 요구되는 법·제도 및 기술 기반과 도시 운영 단계의 데이터 및 거버넌스 체계가 단절 없이 유기적으로 연계되어야 한다. 이에 본 연구는 도시 전 생애주기 관점에서 탄소 배출량과 감축 성과를 지속적으로 관리하고 검증할 수 있는 탄소중립도시 운영 주체 중심의 통합 실행체계 메커니즘을 구체적인 발전방안으로 제시하였다. 이는 탄소중립 스마트시티가 단편적인 기술 적용이나 개별 사업의 집합이 아닌, 도시 조성부터 장기 운영관리까지 포괄하는 종합적인 도시 단위 실행체계로 전환되어야 함을 시사한다. 결과적으로 본 연구는 향후 도시 차원의 탄소중립 전략 수립 및 정책 로드맵 고도화에 기여할 수 있는 실증적 근거를 제시하였다는 점에서 학술적, 정책적 의의를 지닌다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Amid continuous warnings from the Intergovernmental Panel on Climate Change（IPCC）, the international community has established carbon neutrality as a common goal for humanity that goes beyond an optional agenda and determines the survival of nations and cities. Recently, rapid changes in the external environment, including the global energy security crisis, increasing economic burdens, and the reorganization of interests among countries, have led to in-depth discussions on the effectiveness and direction of carbon-neutral policies. These trends suggest that carbon-neutral policies should move beyond declarative goals or top-down regulations and be transformed into specific and flexible policy systems that can be implemented in actual urban spaces.
Cities, where more than 70% of global greenhouse gas emissions are concentrated, serve as key spaces for translating national reduction targets into tangible outcomes. Nevertheless, existing policies have tended to focus on the introduction of individual technologies or fragmented projects, resulting in insufficient strategic linkage among various policy factors. In particular, given the nature of carbon neutrality, in which energy, transportation, buildings, data, and other domains interact in a complex manner, there is an urgent need to establish clear criteria and an integrated linkage system that can maximize the efficiency of resource allocation and coordinate conflicts among policies.
Smart cities have developed as a major means of solving urban problems through ICT and data platforms. However, they have largely focused on user convenience and service efficiency, while their organic integration with carbon neutrality has remained limited. Accordingly, this study approaches carbon-neutral smart cities in response to the climate crisis not as a fragmented application of technologies, but as a system that integrates and manages the physical structure and operating system of cities. Through this perspective, this study identified key factors and derived effective policy-oriented development strategies to overcome the supplier-centered limitations of existing smart cities and new town development, as well as to address the structural problem in which practical operation and management are separated after urban development, sale, or lease.
To this end, based on previous studies and domestic and international case analyses, this study systematized the upper-level domains into four areas: legal and institutional improvement, technological development and R＆D, integrated data and platform management systems, and performance management and governance. The relative importance of each factor was derived through the Analytic Hierarchy Process（AHP）, and the distribution characteristics of expert opinions were additionally examined using the Violin Plot method.
The AHP results showed that legal and institutional improvement and technological development and R＆D were the most important areas. This indicates that the expert group regarded the prior establishment of key institutional foundations and technological and infrastructure bases as the highest priority for policy implementation. In the analysis of detailed policy factors, legal and institutional improvement related to carbon-neutral smart cities, fiscal and financial support, and energy transition technologies were identified as high-priority factors, supporting the practical urgency of the initial development stage.
To complement these quantitative results, expert in-depth interviews were conducted to analyze constraints in the implementation stage. The findings confirmed that the separation between sectoral planning and operational management, insufficient policy linkage, and inadequate data utilization systems were fundamental constraints. Although performance management and governance ranked relatively low in the AHP results, this does not mean that these areas are less important. Rather, it can be interpreted as a difference in priority depending on the stage of policy implementation. In the actual operational stage, performance management and governance serve as key foundations for organically connecting fragmented policies and continuously managing carbon reduction performance. Therefore, while legal and institutional systems and technologies are prioritized in the initial development stage, the importance of data and governance increases during the operational stage.
In summary, the findings suggest that, to secure the effectiveness of carbon-neutral smart cities, the legal, institutional, and technological foundations required in the urban development stage should be organically linked without interruption to the data and governance systems required in the urban operation stage. In response, this study proposes an integrated implementation mechanism centered on a Carbon-Neutral City Operating Entity, which can continuously manage and verify carbon emissions and reduction performance from the perspective of the entire urban life cycle. This demonstrates that carbon-neutral smart cities should be transformed from a fragmented application of technologies or a collection of individual projects into a comprehensive urban-level implementation system that encompasses the entire process from urban development to long-term operation and management. This study has academic and policy significance in that it provides empirical evidence that can contribute to the establishment of carbon-neutral strategies and the advancement of policy roadmaps at the urban level.

목차 (Table of Contents)

• 제1장 서 론 1
• 제1절 연구의 배경 및 필요성 1
• 제2절 연구의 목적 4
• 제3절 연구의 내용 및 범위 6
• 제2장 이론적 고찰 11
• 제1절 도시 탄소중립을 위한 기후변화 대응체계 11
• 제2절 스마트시티 개념과 변화 22
• 제3절 탄소중립 스마트시티 30
• 제4절 선행연구 분석 38
• 제3장 연구 방법 53
• 제1절 연구 방법 개요 53
• 제2절 핵심요인 도출 및 체계화 방법 56
• 제3절 핵심요인 계층화분석(AHP) 방법 69
• 제4절 핵심요인 전문가 심층면담 방법 77
• 제4장 탄소중립 스마트시티 핵심요인 중요도 및 제약요인 분석 81
• 제1절 정책 영역 중요도 분석 81
• 제2절 정책 영역별 세부 핵심요인 중요도 분석 91
• 제3절 전문가 심층면담 분석 109
• 제5장 탄소중립 스마트시티 발전방안 및 실행체계 127
• 제1절 정책 영역별 핵심 발전방안 127
• 제2절 탄소중립 스마트시티 통합 실행체계 메커니즘 144
• 제6장 결 론 151
• 제1절 연구 요약 151
• 제2절 연구의 한계 및 시사점 154
• 참고문헌 157