본 연구는 우리나라 국토공간을 대상으로 하여, 교통수송부문 에너지소비에 영향을 주는 요소에 관한 검토, 도시분산모형별 수송에너지 절감 가능성에 대한 검토, 인구의 다극분산화에 의한 에너지 소비 감소효과 등을 검토하고, 에너지절약형 국토공간구조를 위한 실천전략 방향을 제시하고 있다.
본 연구는 총 5장으로 구성되어 있다.
제 1장과 2장에서는 에너지소비를 줄여야 하는 당위성과 에너지소비를 변화시키는 요인과 함께, 도시공간구조, 교통정책, 에너지소비 관계에 관한 선행연구를 종합정리하였다.
제 3장 도시분산과 에너지소비의 관계에 관한 분석에서는 도시분산에 영향을 주는 인자를 중심으로 에너지 소비관계를 추출해 보았다. 지역 및 도시의 공간적 배치에 의해 수송부문의 에너지절감효과가 있다고 전제하고 수송에너지를 목적변수로 하고, 도시분산도, 인구밀도, 도시화율 등을 설명변수로 하여 실제 데이터를 사용하여 통계적으로 도시분산에 따른 수송에너지 절감가능성을 검토하였다. 이때 수송에너지는 자료수집의 용이성 등을 고려하여 1인당 도로부문 에너지소비량(판매량)과 OD교통량 자료를 사용하였다.
제 4장에서는 일본 국립환경연구소에서 수행한 '다극분산형 국토이용과 에너지소비에 관한 연구'를 토대로, 인구분산의 에너지소비 절약효과를 최적화 프로그램(Comvex Combination Algorithm)을 이용하여 도출해 보았다.
본 연구는 4개월간 수행된 학·연 정책과제로서 시간이나 데이터의 제약상 심도있는 분석에 한계가 있었기 때문에 제 5장에서는 위에서 분석·정리된 내용을 중심으로 향후 추진될 과제와 방향 등을 정리하여 향후 연구토대를 제공하였다.
주요 연구결과를 장별로 정리하면 다음과 같다.
제 2장에서는 우선, 도시의 공간적 배치나 도시구조와 에너지 소비의 관계에 대해 과거의 연구를 체계적으로 검토하고자 하였다. 도시구조의 개선에 의한 에너지절약의 가능성에 대한 종래의 연구는 수송부문을 대상으로 한 연구가 많고, 인구밀도, 인구배치, 혼합토지이용, 대중교통수단, 도로시설정비에 의한 에너지 절약효과가 검토되고 있는 것을 알 수 있었다. 특히, 인구밀도가 높은 도시일수록 1인당 에너지소비량이 적은 것이 여러 연구에 의해 입증되었다. 그러나, 하나 하나의 도시가 국토 속에서 어떻게 배치되는 것이 에너지 절약의 관점에서 바람직한가에 대해서는 정량적으로 분석되어 있는 예는 검토할 수 없었다. 그러나, 일본 국립환경연구소의 '다극분산형 국토분산의 에너지절약효과'는 우리나라가 현재 당면하고 있는 수도권 집중과 지역균형개발의 명제를 에너지절약적 관점에서 분석해 볼 수 있는 근거를 제공하고 거시적이고 장기적 측면에서 국토공간개편의 당위성을 지원할 수 있는 연구임을 확인하였다.
제 3장에서는 우리나라 도시를 대상으로 위치, 인구, 에너지 소비 등의 데이터베이스를 구축하여 도시의 공간적 배치와 에너지 소비의 관계를 분석하였다. 특히 도시분산과 에너지소비 관계를 분석하기 위해 엔트로피, 도시분산도, 도시화율, 인구밀도 및 권역면적 등을 설정하고, 각각의 경우의 가설을 세워 6대 광역권별 1인당 수송에너지소비와의 관계, 인구규모별 에너지소비와의 관계 등을 분석하여, 교육 및 생활편익시설의 분포, 산업단지의 규모 및 분포에 의해서도 수송에너지가 달라질 수 있다는 것과, 지방도시의 서울에 대한 의존도가 높다는 시사점을 도출하였다. 아울러 권역의 경계를 OD교통량의 크기에 따라 정하고, 목적변수를 OD교통량으로 하여 폐쇄체계속에서 도시배치, 인구밀도 등에 다른 교통량의 변화관계를 살펴 본 결과, 도시의 분산을 나타내는 각종 지표와 OD교통량과는 밀접한 관계가 있음을 확인하였다. 이에 따라 각종 경제적 지표도 함께 고려한 상태에서 도시분산에 따른 교통량 감소효과를 실증적으로 검토하여 보았으나, 그 결과는 우리나라의 경우는 선진공업국들과는 달리 도시분산이 이루어지면 질수록 교통량이 많이 발생한다는 것을 도출하였다.
제 4장에서는 여러 가지 경제변수를 고려하지 않은 채, 단순히 인구의 재배치에 의해 교통량이 변화될 수 있다는 가정하에, 최적화 시뮬레이션을 통해 교통량의 유발을 최소화할 수 있는 인구분산 방안을 도출했다. 일본의 경우는 인구의 권역별 최적배치를 통하여, 18.8%의 수송에너지 절감 효과를 예측하였고 우리나라의 경우는 26.3%의 지역간 유발교통량 절감효과가 예측되었다. 우리나라의 경우, 에너지절감효과로 산출되지 않았기 때문에 직접적인 비교에는 한계가 있지만, 두 나라 모두 기존의 인구 밀집 권역 (일본: 관동권, 근기권, 중부권; 한국: 수도권, 부산권)의 인구 분산을 통해 교통 에너지 감소 효과가 있음을 확인하였다. 이 모형은 아직 개량해야 할 점이 많이 보이기는 하지만, 국토의 균형분산화에 의해 에너지 절약의 가능성이 있는 것을 정량적으로 시사할 수 있었다.
제 5장에서는 에너지절약적 국토구조를 위한 다음의 3가지 실천방안을 제시하였다. 첫째, 지역균형개발과 중추기능의 적절분산이다. 지금까지의 고찰을 통해, 인구의 지역적 편중이 높은 곳에서는 승용차, 버스, 트럭 모두 교통량이 증가하여, 결국 수송에너지의 증가를 가져온다는 것을 추출할 수 있었다. 아울러 교육 및 생활편익시설의 분포, 산업단지의 규모 및 분포에 의해서도 수송에너지가 달라질 수 있음을 도출할 수 있었다. 따라서, 수송에너지의 감소를 위해서는 각 권역에 있어 경제적, 문화적 자족성을 갖춘 도시를 규모별로 육성시키고, 이들 규모별·위계별 중심지의 연계성을 강화시키는 것이 필요하다. 이를 위해서는 권역 중심지에 국가 중추기능 및 업무기능을 과감히 이전시키고, 그 차하위 중심지에 이들 고차기능을 지지할 수 있는 기능과 시설을 입지 시키는 것도 수송에너지의 감소를 위한 효율적인 정책이 될 수 있다고 판단하였다. 도시의 규모 및 분산방법에 대해서는 중심지이론에서의 교통의 원리를 원용하는 것도 하나의 방법이 될 수 있을 것이다. 아울러, 에너지 효과가 높은 국토공간구조를 형성하기 위해서는 콤팩트한 도시(compact city)를 위계별로 국토에 적절하게 분산하는 것이 필요하다고 판단되나, 이에 대해서는 추후 상세히 연구할 필요성이 있다.
둘째, 토지이용과 교통정책의 통합수단과 계획절차 마련이 필요하다. 토지이용계획과 교통정책의 통합성의 내용은 제 2장에서 서술한 바와 같이 주로 도시 레벨에서 다루어져 왔다. 그러나, 국토공간계획과 지역교통계획의 통합적인 접근방법을 마련하여 실질적으로 국토 및 지역계획에 적용한다면, 지역간 교통량의 감소를 가져올 수 있고, 이것은 결국 수송에너지의 감소와 유해한 대기오염물질의 배출량을 감소시키는데 크게 기여할 수 있을 것이다.

셋째, 수송에너지 절감방안에 대한 이론적 틀의 정립이 필요하다. <br>에너지 절약적인 국토공간체계의 실현을 위해서는 대도시차원에서의 에너지 절감효과에 대한 이론뿐만 아니라, 대도시와 중소도시, 중소도시 내부, 대도시와 대도시, 중소도시와 중소도시 사이의 수송에너지에 대한 정량적 파악과 더불어, 이들 지역간의 교통에 미치는 영향에 대한 분석 및 지역간 에너지 절감방안에 대한 이론적 체계의 정립이 선행되어야 할 것이다. <br>본 연구에서는 국토이용 및 공간계획 역시 지구환경보전의 관점에서 에너지절약을 할 수 있는 방안을 검토하고자 하였으나, 자료수집의 한계 및 연구기간의 제약 등으로 인하여 연구대상을 지역간의 도로부문에 한정하는 등 제한적이고 부분적으로 분석이 이루어졌다. 아울러, 도시구조와 수송에너지에 대하여 가설에 근거해서 분석을 시도하였기 때문에 실제현상과는 차이가 있을 수 있고, 소득대비 교통비의 문제, 교통발생과 접근도의 1:1 가정 등 일정 전제조건과 변수에 따라 역가설이 성립할 수 있는 여지가 있기 때문에 향후 세부적인 검증과 수정작업이 이루어져야 한다.<br>본 연구에서는 수송에너지>도로부문>자동차 여객교통에 위주로 분석하였기 때문에, 실제 수송에너지소비비율이 큰 철도화물, 철도여객, 해운화물 부문 등이 고려되지 않았다. 화물교통 OD 등의 데이터베이스기반이 구축되면 최근 물류비용증대에 따른 수송비증대, 에너지소비증대 문제와 연관시켜 볼 때 물류센터의 교통결절점분포에 따른 물류비용감소, 에너지감소효과 등도 검증이 가능할 것으로 판단된다.<br>향후 에너지절약을 고려한 공간정책지원을 위해 지역 및 도시차원에서의 다각적인 분석모형개발 필요하고, 관련분야와의 협력연구기반조성이 필요하다. 이를테면, 지역간 분석의 경우 SOC(도로)투자효과 평가 모형을 개발하고, 토지이용과 교통균형의 해인 비용최소화원칙(cost minimization principle)과 연계하여 비선형 최적화 모형 개발 등을 검토하여 보다 정교한 분석틀을 구축할 수 있을 것이다. 도시내 분석의 경우는 교통수단간 최적밀도와 거리분석, 대도시 통근실태조사, 직주균형을 위한 할당모형개발이 필요하다고 생각된다.<br>이와 함께 에너지소비는 사람들의 교통행위 형태와 자동차와 도로에 의한 공급조건 등에 의해 영향을 받기 때문에 연구의 범위와 조건을 넓혀가면서 체계화하는 작업이 요구된다. 여객수송 외의 화물수송 포함시 그 특성에 대한 분석이 요구되며, 지역특성별(산업도시, 관광도시, 경유도시 등)로 사람들의 교통행위형태를 연구하고, 통근통행뿐만 아니라 비통근통행도 고려하면서, 대중교통서비스와의 접근성 등도 연구의 대상에 포함시켜야 될 것이다.<br>이 밖에도 국토·도시정책, 토지이용정책, 교통정책이 환경보전, 에너지절약관점에서 통합적으로 이루어질 수 있는 실질적인 수단과 실천 전략를 정량적으로 지원할 수 있는 조사분석틀과 모형 개발이 필요하다. 에너지소비를 유발할 수 있는 요소들(인구, 중추기능, 교통·물류시설, SOC시설 등)을 지역균형발전전략과 연계하여 에너지소비를 최소화할 수 있는 최적분산, 입지대안 모색에 대한 연구, 에너지절약적 측면에서의 신도시개발과 내부충진식개발 비교모형에 관한 연구 등 앞으로 수행해야될 연구들이 산적해 있다. 이에 대한 효율적이면서 실질적인 연구를 수행하기 위해서는 정부관계부처간의 협의와 관련 연구기관간의 공조체계 구축이 선행되어야 할 것이다.<br><br>서 문 ⅰ<br> 요 약 ⅲ<br><br>제 1 장 연구의 개요 1<br><br>1. 연구의 배경 및 목적 1<br>2. 연구의 범위 및 방법 2<br>3. 연구의 구성 3<br><br>제 2 장 현안 잇슈와 연구동향 5<br><br>1. 현안잇슈와 과제 5<br> 1) 기후변화협약 교토의정서 비준과 대응동향 5<br> 2) 수송부문의 에너지소비 현황과 과제 8<br> 3) 수송부문의 에너지절약대책 동향 11<br>2. 에너지절약형 공간구조에 관한 선행연구 검토 12<br> 1) 도시구조 및 도시공간배치와 에너지 소비에 관한 연구 검토 12<br> 2) 토지이용과 교통정책의 통합 연구 검토 22<br> 3) 에너지소비를 변화시키는 요인 정리 25<br> 4) 향후 분석의 시사점 30<br><br>제 3 장 도시분산과 에너지소비와의 관계 분석 32<br><br>1. 분석의 틀 32<br> 1) 분석의 관점 32<br> 2) 도시분산을 나타내는 지표설정 33<br> 3) 에너지소비에 영향을 미치는 기타지표의 설정 35<br> 4) 자료수집 35<br>2. 가설의 설정과 분석방법 35<br> 1) 가설 설정의 방향과 범위 35<br> 2) 도시화율 37<br> 3) 1인당 지방세 38<br> 4) 인구밀도 39<br> 5) 엔트로피 39<br> 6) 분산도 42<br> 7) 면적 43<br> 8) 분석방법 43<br>3. 분석의 결과 44<br> 1) 1인당 에너지 소비를 목적변수로 하였을 때의 분석결과 44<br> 2) 기타 도로부문 에너지 소비에 영향을 주는 요소1 50<br> 3) 수송수단별 OD교통량(Trip)을 목적변수로 하였을 때의 분석결과 52<br>4. 도시분산에 의한 교통량 감소 가능성 검토 62<br>5. 본 분석에서의 문제점 63<br><br>제 4 장 국토이용 다극분산화에 따른 에너지절감 효과분석 65<br><br>1. 다극분산화 국토이용과 에너지소비에 관한 연구(일본 사례) 66<br> 1) 분석방법 66<br> 2) 수송에너지 모델의 구성 67<br> 3) 최적화 모형의 구성 73<br> 4) 분석 결과 74<br>2. 인구분산에 따른 에너지소비의 변화 예측(우리나라 사례) 75<br> 1) 연구 개요 75<br> 2) 분석 결과 76<br>3. 일본과 우리나라 사례연구결과의 비교 77<br><br>제 5 장 결 론 79<br><br>1. 분석의 결과 79<br>2. 에너지절약적 국토구조를 위한 실천전략 80<br> 1) 지역균형개발과 중추기능의 적절분산 80<br> 2) 토지이용과 교통정책의 통합수단과 계획절차 마련 81<br> 3) 수송에너지 절감방안에 대한 이론적 틀의 정립 81<br>3. 본 연구의 한계성 및 향후과제 82<br><br>참고문헌 85<br>SUMMARY 89<br><br> <br>