스마트 시티와 에너지 절감에 대한 관심으로 시장 확대 기대

KISTI 사업기회분석실 박영욱(Tel: 02-3299-6279  e-mail: ywpark@kisti.re.kr)

주변 상황에 따라 조도 및 동작이 제어되는 스마트 가로등
스마트 가로등은 가로등 주변의 밝기, 차량 및 사람의 움직임 등을 감지하여 자동 또는 원격으로 조도 및 동작이 제어되는 가로등스마트 가로등은 이것을 운용하기 위한 외부의 통신 및 제어 모듈이 필요하므로 엄밀하게는 ‘스마트 가로등 시스템’을 의미하고, 여기에는 지자체에서 설치하는 보안등도 포함됨을 말한다. 도심 곳곳에 설치된 가로등이 그와 같은 기능을 발휘하려면 조명 기술뿐만 아니라 센서 기술, 네트워크 기술, 지능형 관제 기술이 적용되어야 한다.

 
스마트 가로등은 주변의 상황에 따라 자동 또는 원격으로 조도 및 동작이 제어되는 가로등이다. 전기에너지 절감 효과가 뛰어나, 서울시는 2018년까지 도로의 모든 가로등을 LED로 교체하는 한편, 2020년까지 스마트 가로등 비중을 50%까지 확대할 계획이다.

미국의 샌디에이고 시는 2014년에 3,000개의 스마트 가로등을 도입하여 연간 254,000달러의 에너지 비용을 절감하였으며, 서울시는 시청 주변 세종대로와 무교로에 스마트 가로등을 시범 설치하여 60%의 전기에너지를 절약하였다. 서울시는 2018년까지 도로의 모든 가로등을 LED로 교체하는 한편, 2020년까지 스마트 가로등 비중을 50%까지 확대할 계획이다. 업계에서는 스마트 가로등을 설치하면 전기에너지는 80%, 관리 비용은 50%까지 줄일 수 있는 것으로 보고 있다.

 
스마트 가로등에는 다양한 디밍시스템과 통신 기술이 적용된다. 디밍시스템은 관리 모듈의 위치에 따라 중앙관제, 분전함, 개별등으로 구분되고, 통신 기술은 활용된 통신 프로토콜에 따라 RF(Radio Frequencey), PLC(Power Line Communication), Cellular로 구분한다. 디밍시스템은 중앙관제 방식의 적용이 확대되는 추세이고, 통신 기술은 스마트 가로등 설치 환경 및 확장 가능성을 고려하여 선택 적용된다. 디밍시스템은 기존 가로등에도 적용이 가능한 반면, 통신 기술의 경우 LED 모듈 및 가로등 시스템 전반에 새롭게 적용되어야 하므로, 제어 기술 또는 IoT 기술을 갖춘 중소기업에는 새로운 시장으로 부각될 가능성이 존재한다.

스마트 가로등 향후 5년간 매년 80%의 성장세를 보일 전망
ABI Research가 발표한 자료에 따르면 전 세계적으로 설치된 스마트 가로등은 2014년 기준 2백만 개로 향후 5년간 매년 80%의 높은 성장세를 보일 전망이다. 이에 시스템 구축 비용과 가로등의 평균 단가를 고려하면 전 세계 시장 규모는 2014년 6.5억 달러에서 2018년에는 16억 달러로 연평균 25%의 성장률을 보일 것으로 기대된다. 설치 대수와 금액에서 성장률의 차이를 보이는 이유는 스마트 가로등의 주요 광원인 LED 가격의 하락에 따른 것이다.

세계 시장 규모는 2014년 6.5억 달러에서 2018년에는 16억 달러가 될 전망이며, 국내 시장 규모는 2014년 561억 원에서 2018년에는 1,081억 원 규모가 될 것으로 예상된다.

국내 시장의 경우 한국조명협동조합은 시장 규모를 2014년에 561억 원에서 연평균 18% 성장하여 4년 뒤에는 1,081억 원으로 성장할 것으로 내다봤다. 국내 시장은 가로등뿐만 아니라 골목길 또는 주택가에 설치되는 보안등으로 활용하는 사례가 많다. 광주광역시는 2010년에 통합관제시스템을 구축하였으며, 3~4년 전부터 가로등과 보안등에 디밍기술을 적용하였다.  
한편 스마트 가로등은 정부나 지자체의 도시 인프라 사업에 속하므로 LED 보급률이 70~80%에 이르는 2022년부터는 세계 시장 성장률이 다소 낮아질 전망이다.

 
스마트 가로등 시장 다양한 업체가 진입 시도 
스마트 가로등을 구축하기 위한 밸류체인상에서의 참여 업체들은 3개 부문(LED 광원 → 조명기구 → 스마트 가로등)으로 구분할 수 있다. 스마트 가로등 기술이 적용된 LED 생산 업체는 브리지럭스(Bridgelux), 크리(Cree) 등이 있으며, 한국의 중견기업인 서울반도체가 포함된다. 서울반도체는 2년 전 중국 양저우시에 디밍 기술이 적용된 아크리치 모듈을 공급함으로써 중국 시장에 진출하였다. 조명기구 업체로는 아큐이티(Acuity), 허벨라이팅(Hubbell Lighting) 등이 유명하고, 스마트 가로등을 설치하기 위한 제어장치 및 통합 기술을 갖춘 업체로서 에셜론(Echelon), 필립스, 슈나이더 전자, GE가 기술력을 인정받고 있다. 일반적으로 GE조명과 필립스처럼 LED 개발 능력과 투자 여력이 큰 기업은 스마트 가로등 시장까지 수직계열화를 추진하는 반면, 중소기업은 각각의 기술적 장점을 가지고 세분화된 시장에서 활동하는 양상이다.

스마트 가로등을 설치하기 위한 제어장치 및 통합 기술을 갖춘 업체로서 에셜론(Echelon), 필립스, 슈나이더 전자, GE가 기술력을 인정받고 있다.

 
에셜론은 옥외조명, 빌딩자동화, 교통통제 솔루션 기업으로 자사의 네트워크 기술을 강점으로 삼아 파리, 베이징, 오슬로, 퀘벡 등 세계 여러 도시 및 대학(University of California,2012)에 스마트 가로등 시스템을 구축한 사례를 가지고 있으며 최근에는 PLC(Power Line Communication) 기술을 통신에 접목하여 운영 효율성을 제고하였다.

필립스는 통신기업인 에릭슨(Ericsson)과 협력하여 커넥티드 가로등을 선보였다(2014). 이 제품은 스마트 가로등에 무선중계기를 결합하여 통신사의 모바일 데이터 트래픽 문제를 해결하는 데 도움을 주었다. 이처럼 스마트 가로등 시장은 일부 기업이 구축 사례를 가지고 있지만 현재로써는 전 세계적으로 춘추전국시대라고 할 수 있다.

시장의 성장 가능성을 보고 다양한 업체들이 진입을 시도하고 있기 때문이다. LED와 조명기구 업체 대부분은 조명산업에 속한 기업이지만, 제어장치를 만드는 기업 중에는 신제품을 통해 스마트 가로등 시장에 진입하는 경우도 있다. 텔리코는 2009년에 설립되어 에너지 검침 장치 제조 및 전력망 관리 솔루션을 전문적으로 구축하는 기업으로 citylight가 대표 제품이다. 중국의 앤드산은 LED 조명기구를 만드는 기업으로 2014년에 마카오 국제환경포럼에서 자사의 휴대형 스마트 가로등 제어장치를 선보여 호평을 받은 바 있다. 최근의 중국 제품은 과거 값이 싸다는 이미지를 탈피하고 서서히 기술력을 인정받고 있다. 특히 중국은 LED칩과 컨버터, 조명기구 부문에서 규모의 경제를 실현하여 값이 싸면서 기술력이 우수한 제품을 내놓고 있다. 

국내 시장의 경우 LED 기술력을 갖춘 국내 기업은 다수 있지만 스마트 가로등의 핵심인 제어 장치를 직접 생산하거나 스마트 가로등을 주도적으로 구축한 기업은 소수에 불과하다. (주)에코란트는 배터리 재생장치(PRA)를 적용한 ‘스마트 LED도로조명제어시스템’을 구현하였으며 서울시 일부 도로에 2016년까지 45대를 설치할 예정이다. SK텔레콤은 2013년에 의정부시에 자사의 스마트 조명제어 솔루션을 적용하여 50%에 가까운 에너지 절감률을 보였다. 

스마트시티 구현, 기술 발달 등으로 스마트 가로등 시장 성장할 전망
스마트 가로등 시장의 주요 이슈로는 지자체의 스마트시티 구현 노력 증가, 가로등 설치 및 운용 비용의 절감 필요성 증대, 탄소 배출 감소를 위한 사회적 공감대 형성, 사물인터넷 등 스마트 가로등의 구성 기술의 발달이 있다.

 
스마트 가로등 시장의 주요 이슈로는 스마트시티 구현 노력 증가, 가로등 설치 및 운용 비용의 절감, 탄소 배출 감소를 위한 사회적 공감대 형성, 사물인터넷 등 스마트 가로등의 구성 기술의 발달이 있다.

스마트시티는 도시화에 따른 사회, 환경 문제를 극복하기 위하여 스마트 플랫폼(교통, 통신, 에너지 등의 정보 인프라)을 구축, 활용하는 도시로 스마트 가로등은 스마트시티의 일부가 된다. 스마트시티는 인천경제자유구역처럼 신도시에 적용되기도 하지만, 이미 형성된 도시에서도 추진되는 사업이며 국내 및 해외 시장 모두 규모가 증가하는 추세다.

또한 식물의 광합성 작용에 혼란을 일으키고, 수면을 방해하는 광공해에 대한 인식이 커지면서 스마트 가로등이 이에 대한 해결책으로 부각되고 있다. 한편 스마트 가로등을 구성하는 주요 부품 중 하나인 LED 가격이 지속적으로 하락하고 있고, 사물인터넷, 스마트 그리드, 센서 및 네트워크 기술 등 구성 기술의 발달은 스마트 가로등 시장이 성장하는 데 호재가 될 것이다.

조명 기업 외에 제어 기술을 갖춘 기업의 진출이 예상
현재 지자체별로 추진하고 있는 스마트 가로등 시범설치 사업이 마무리되면 향후 2~3년 이내에 시장의 급격한 성장이 전망되지만, 아직까지는 국내 기업의 활동이 미미한 상황이다. 즉 국내 기업의 적극적 시장 대응이 필요한 시점으로 이와 관련하여 사업화를 위한 주요 영향력 5개를 검토하였다. 도시 가로등이 스마트 가로등으로 대체되었을 경우 공익은 증대될 것이므로 ①사회적 요구는 높고, 기술 및 사회 트렌드와 매우 밀접하므로 ②트렌드 부합성 또한 높은 것으로 분석된다. 가로등은 공공 조달 품목이므로 시장의 성장성은 지자체가 얼마나 투자하느냐에 달려 있다. 따라서 기존 제품 대비 4배의 설치 비용이 소요되는 점에서 단기적으로는 예산 집행에 한계가 존재하지만, 중장기적으로는 투자가 증대될 것으로 전망되므로 ③정책 지원 정도 및 ④시장확대 가능성은 보통 이상으로 판단된다. 반면 ⑤국내 중소기업의 시장 진입 용이성은 타 항목에 비해 다소 낮은 것으로 나타났다. 주요 이유는 센서 및 네트워크, 지능형 관제 기술을 접목하는 융합기술력이 열세이기 때문이다. 시장의 PLC(Product Life Cycle)가 도입기에 해당되어 조달 시장 진출에 필요한 경험 및 사례가 부족한 것도 한 원인이 된다.

 
스마트 가로등은 다양한 기술이 융합된 제품으로 조명 기업 외에 제어 기술을 갖춘 기업의 진출이 예상된다. 국내 중소기업이 스마트 가로등 시장에 진입하기 위해 기술개발, 전략적 제휴, 제품 다각화를 제안한다.

따라서, 국내 중소기업의 사업진출 전략으로 시장 진입의 가능성을 제고하는 방안을 제안한다.

첫째, 연구개발 전략으로서 외부의 우수인력을 영입하거나 스마트 가로등 구현에 필요한 요소 기술력을 갖춘 스타트업 업체를 M&A함으로써 시장 진입에 필요한 기술의 내재화를 도모한다. 필요 기술은 지자체에서 발주한 용역계획서 등을 참고할 수 있다. 2013년 서울시 용역계획서에 따르면 전력원격제어시스템 및 양방향 통신기술에 대한 기술력을 확보한 기업에 참가 자격이 주어지는 것으로 조사되었다.

둘째, 통신사, LED 업체, 또는 보안업체와의 파트너십을 형성한다. 스마트 가로등은 융합 제품이므로 전술한 기업군은 잠재 경쟁자가 될 수 있지만, 충분한 시장 조사를 기반으로 협력을 도모한다면 시너지 효과를 기대할 수 있다.

마지막으로 제품 다각화 전략이다. 공동주택 또는 전원주택에 사용되는 보안등으로 타켓 시장을 확대하거나, 태양광 또는 도심형 풍력발전 기술을 연계하여 온사이트(on-site) 전력 생산형 제품으로 차별화를 시도할 수 있다. 또한 다양한 도로 조건 등 제품의 설치환경에 부합하는 최적의 스마트 가로등을 구축할 수 있도록 이를 지원하는 시뮬레이션 Tool(SW)도 고려해볼 만한 시장 진입 아이템이다.

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