1. 개요

기후보호에 성공하려면 효율성과 신？재생에너지를 통해 에너지공급구조의 변화가 필요하다. 그래서 독일에서 2007년 통합에너지와 기후프로그램(IEKP)이 실시되었고 여기에는 기후변화에 대한 기본적인 대처방안이 기술되었다. 주요골자는 2020년 1990년 대비 이산화탄소 발생량을 약 40% 감소하는 것이다. 그리고 이를 실현시키기 위해 실험적인 주택 및 도시계획 연구소(ExWoSt)는 신？재생에너지 공급의 잠재성을 도시에서 높이기 위한 휴경지와 공용지를 중심으로 신？재생에너지 생산을 관찰하였다. 특히 건물에서 직접 관계가 깊은 지붕, 입면 그리고 건물의 지하는 설치 측면에서 높은 잠재성을 갖고 있다. 이 보고서의 목적은 신？재생에너지의 잠재성을 파악하고 전체 도시공간에서 가능한 정확한 난방과 전기생산량을 측정하는데 있다.

2. 도시의 자유공간

정확한 관찰을 한다면 도시의 자유공간은 신？재생에너지 생산의 잠재성을 제공한다. 여기에는 건물의 지붕, 입면, 교통도로, 녹지, 공원, 농경지, 정원, 수공간, 휴경지, 도시기반시설 등이 속한다.

3. 신재생에너지

- 태양열 발전: 태양열 발전은 태양이 복사하는 열에너지를 흡수하여 열기관과 발전기를 움직여서 전기를 생산하는 기술이다.

- 바람을 이용한 풍력발전: 풍력 발전은 풍력터빈을 이용해서 바람(풍력)을 전력으로 바꾸는 일이다.

- 물에너지를 이용한 수력발전: 높은 곳에 위치한 물의 에너지를 이용해서 전기를 생성하는 발전이다. 현재 가장 널리 쓰이는 재생가능한 에너지이다.

- 생물체를 이용한 생물자원: 식물이나 미생물 등을 에너지원으로 이용하며, 지구상에서 1년간 생산되는 바이오매스는 석유의 전체 매장량과 맞먹어 적정하게 이용하면 고갈될 염려가 없는 이점이 있다.

- 땅 밑의 열에너지를 이용한 지열발전: 지열이란 지구 내부에서 외부로 유출되는 열을 말한다.

- 조수간만의 차를 이용한 조력발전: 조력발전은 바다의 밀물과 썰물의 차이를 이용해 전기를 생산하는 것이다.

4. 신재생에너지와 도시개발

14가지 도시공간형식의 정의

자유공간에서 신？재생에너지의 분석을 위해서는 각기 환경이 다른 도시공간을 분류하는 것이 필요하다. 다시 말해 각 건물의 구조, 밀도, 기존자유공간, 내부와 외부동선의 시스템에 따라 그 형식을 분류할 수 있다. 도시공간형식의 분류는 공간적으로 신？재생에너지 잠재성산출의 가장 낮은 단계이다. 그리고 도시공간형식에 따라 신？재생에너지원별 에너지 가능성을 분석할 수 있다. 도시공간형식의 14가지 분류는 아래표를 통해 볼 수 있다.

5. 도시자유공간에서 신재생에너지 생산의 가치

신재생에너지 생산의 개별 사항의 평가

- 설치비용, 면적효율, 규칙, 환경친화성, 도시계획과 조화와 인정, 문화재, 임시사용, 재사용성, 허가권에 따른 태양광, 태양열, 풍력, 수력, 지열, 바이오매쓰 등으로 분류하여 신？재생에너지 생산에 대한 평가를 하고 있다.

6. 도시공간의 전체잠재력 측정

이런 분류를 통해 신？재생에너지 잠재력 산출을 기초로 하는 가설을 세울 수 있다. 더불어 독일 에너지 에이전시(DENA)의 단계적인 방법에 의거한 에너지절약을 위한 에너지공급전략을 세울 수 있다. 동시에 열병합발전에서 열공급을 통한 에너지효율을 높이고 에너지공급구조를 신？재생에너지의 도입을 위해 개별식뿐만 아니라 중앙식으로 향상시킬 수 있다. 또한 장기적인 에너지공급을 위한 계획을 할 수 있다. (이 보고서는 단지 상업, 업무용 건물과 주택의 열과 전기에너지 공급에 중점을 두고 산업과 교통에는 거론하지 않았다.)

보고서는 각기 다른 도시마다 7가지 시나리오를 세우고 있다. 이 때 신？재생에너지생산, 즉 도시의 장기적인 열과 전기공급의 충족을 위해 대지면적과 각 신？재생에너지원의 개별성을 중요하게 여긴다. 동시에 불명확성과 명확성이 서로 구분된다. 다시 말해 명확성은 신？재생에너지원의 구체적인 잠재성을 말하고 이는 적어도 연료 집중적이거나 대지면적이 중요하다. 반면 불명확성은 연료 집중적이거나 대지면적 중심적이지 않고 많은 변수로 예측이 정확하지 않는 것을 말한다.

결과적으로 신？재생에너지 잠재성 산출은 결과값을 대중에게 공개하고 산출된 지도를 갖고 도시공간을 형성하는 것에 있다. 각 도시공간형식에 따른 개별 시나리오나 신？재생에너지의 추가사항을 통해 신？재생에너지 생산의 잠재성이 산출된다. 그리고 종합적으로 난방과 전기공급량의 자급율을 도출된다.

모델도시인 북튀링엔(Sondershausen, Nordhausen, Bleicherode und Roßleben), 겔젠키르헨과, 라이프지히, 슈투트가르트에서 처음으로 재생가능한 열에너지공급의 최적화를 통해 재생가능한 전기에너지공급에서 높은 자급율를 이룰 수 있었다. 연구대상이 된 저성장지역인 겔젠키르헨과 북튀링엔은 높은 휴경지와 녹지공간 때문에 안정적이고 성장하는 도시인 라이프찌히와 슈투트가르트와 비교해 상대적으로 높은 자급율(열과 전기)를 보였다.

도시에서 신？재생에너지 생산을 위한 많은 방법과 같이 신？재생에너지 사용을 위한 도시공간의 토지의 구획과 계획은 매우 복잡하다. 그래서 본 보고서의 결과값을 토대로 많은 자치단체는 신？재생에너지 가용 가능한 에너지의 양과 질에 대해 전체적인 예측을 통해 실천 가능한 계획을 세울 수 있다.

각 지역에 걸맞은 신？재생에너지를 선택함으로 지역의 에너지컨셉과 관련한 기후보호와 결과적으로 전문적인 도시개발계획으로 귀속시킬 수 있다. 그리고 이를 활용하여 관할구역에서 에너지관리를 체계적으로 할 수 있다. 동시에 신？재생에너지의 생산과 사용은 도시재생사업, 기존도시의 재개발, 구？신도시에서 신축과 연관지을 수 있다. 도시개발계획, 재정확보, 가치창출, 아이덴티티와 관련한 공식, 비공식적인 방법들이 보고서에 설명되어있다. 지역적인 실행을 위해 보고서의 마지막에서 신？재생에너지선택의 잠재적인 산출을 위한 단계적인 방법을 짧은 형식의 로드맵을 사용하여 기술하였다.