지속가능발전에 대한 논의는 근본적으로 환경의 한계용량 내에서 인간의 삶의 질을 향상시키려는 노력으로 볼 수 있다. 환경의 한계용량 측면에서 지 속가능성은 발전과정에서 환경적, 경제적, 사회적 측면이 통합적으로 고려되 어야 함을 의미하며, 이러한 맥락에서 지속가능한 도시를 위한 노력은 도시의 구성 요소가 서로 유기적으로 연결되는 과정 속에서 이루어 져야 한다. 도시 를 구성하는 주요 요소는 학자에 따라 차이가 있지만, 일반적으로 사회ㆍ문화 적 요소(soft factor)와 물리적 요소(hard factor) 두 가지를 중심으로 논의되 고 있다. 사회ㆍ문화적 요소의 핵심은 시민(인구)과 활동을 일컬으며, 물리적 인 요소는 토지 및 시설을 들 수 있다. 이러한 도시구성요소가 결합되는 관점 에 따라 경제적, 환경적, 사회적 지속가능성에 대한 다양한 논의의 양태가 결 정된다.
도시의 물리적 구조와 관련되어 논의되고 있는 지속가능성은 일련의 도시 구조의 변화를 통해 경제발전이 촉진될 수 있으며, 사회적 형평성과 에너지효 율이 제고될 수 있다는 관점이다. 지속가능한 도시구조(sustainable urban form)가 어떤 것인가에 대해서는 학자들 간에 의견의 차이는 있지만 가장 빈 번히 거론되는 것이 이른바 ‘압축도시’(compact city)에 대한 것이다. 압축도 시의 지속가능성에 대한 근거는 도시가 압축화되는 경우 보다 안전하고, 활기 찬 도시공간을 만들어 줄 수 있으며, 지역산업과 서비스를 지원하고, 사회적 평등과 관계형성에 긍정적 역할을 수행하며, 도시기반시설에의 접근성을 증대 시킨다는 것이다.(Jenks et al., 1996) 이는 광범위한 차원에서 논의되었지만,
그 근원은 삶의 질(Quality of Life;, QoL)에서 논의된 것으로 볼 수 있다. 압 축도시의 지속가능성을 지지하는 학자들은 압축도시가 도시 내부의 에너지사 용량과 대기오염을 줄여 보다 쾌적한 삶을 영위할 수 있다는 점에 초점을 맞 추고 있다.(Newman and Kenworthy, 1992; Hillman, 1996, Masnavi, 1998) 반면 압축도시보다는 흩어진 저밀도 개발(dispersal and low density development)이 대중에게 더 인기가 있으며, 이는 도심내부의 집적비경제(Dis- Economic of Scale)를 피해 오염도와 혼잡도가 낮은 외부로 이주하여 개인의 효용을 높이려는 것이라는 주장 또한 존재한다(Gordon and Harrison, 1991;
Troy, 1996).
이러한 압축도시에 대한 다양한 관심 중에서 가장 활발히 연구되고 있는 분야가 압축도시와 교통에너지 소비의 관계에 대한 연구라고 할 수 있다 (Newman and Kenworthy, 1989; Ewing, 1997; Gordon and Harrison, Frenkel, 2008; 남기찬, 2008). 이와 같은 맥락에서 특정한 토지이용 수단이 도 시 내부의 에너지사용에 긍정적 혹은 부정적 영향을 미칠 수 있다는 의견과 더불어 이의 관계를 명확히 하고자 하는 연구가 활발히 시행되고 있다. 본 연 구에서는 토지이용정책 수단의 변화가 교통에너지에 미치는 효과에 대한 정 태적(static) 분석의 한계를 극복하기 위한 체계동태적(system synamic)인 시 뮬레이션 구조를 제안하고자 한다.
Cervero(1989)와 Newman and Kenworthy(1989)는 ‘직주균형(jobs-housing balance)’ 전략을 통한 도심 교통정체 및 오염 감소와 도시구조 개선을 통한 교통에너지 소비 절약과 관련한 연구를 수행하였다. 이를 통해 에너지효율이 가장 높은 도시는 중앙집중식 토지이용과 자동차와 대중교통이 균형을 이루 는 단핵집중형도시임을 제시하였다.
이처럼 도시의 개발밀도는 교통에너지 저감 측면에서 압축도시를 옹호하는 많은 학자들이 대표적인 변수로 사용하고 있다. 연구에 따라서는 주거밀도, 상업밀도, 총밀도 등 다양한 관점에서 사용되는데 일반적으로 밀도가 높아질 수록 에너지효율에 긍정적 효과가 있다고 알려져 있다. 하지만 Gordon and
Richardson (1997)은 확산도시(urban sprawl)와 압축도시 간의 에너지소비 비 교를 통해 압축도시가 합리적인 도시개발 목표가 될 수 있는가에 대해 의문 을 던졌다. 이들의 관점은 압축도시 전략이 교통에너지 저감에 부정적 영향을 미친다는 것인데, 고밀도가 단거리 혹은 내부의 통근통행수요를 증가시키고 도심의 혼잡을 야기하여 에너지 비효율적인 도시를 만들게 된다는 것이다.
도시의 에너지효율적인 구조는 여전히 뜨거운 논쟁거리가 되고 있는데, 국 내에서도 이와 관련된 다양한 연구가 시도되었다. 안건혁(2000)의 연구는 우 리나라 22개 도시를 대상으로 총밀도, 도로밀도 등의 변수와 가솔린 판매량으 로 측정된 교통에너지 소비 변수 간의 상관관계를 분석하였다. 이 연구에 따 르면 국내 도시의 경우 일반적으로 밀도가 높아짐에 따라 교통에너지가 저감 되는 것으로 나타났다. 이주일(2007)의 연구는 교통에너지 소비를 모빌리티수 준, 공간구조 변화, 수단분담의 변화 등 다각적인 관점에서 바라보았다. 이 연 구에서는 유전알고리즘(genetic algorithm)에 의한 거주지-직장 분포를 통해 거주지는 도심으로 집중시키고 직장은 도심외부에 분포하는 것이 교통에너지 를 저감시키는데 보다 효율적임을 지적하였다. 송기욱(2009)의 연구에서는 도 시의 다양한 특성을 통해 교통에너지소비에 미치는 여러 가지 원인을 살펴보 았다. 이 연구에서는 고밀도의 도시정책이 교통에너지소비에 효율적이지만 도 시의 특성별로 차별화된 전략이 필요함을 시사하였다.
도시동태모형과 관련된 연구인 문태훈(2007)에서는 지속가능한 도시의 구조 체계를 위해서는 체계동태적 관점이 필요함을 역설하고 압축도시의 기본적인 인과모형을 제안한바 있다. 이 연구에서는 도시가 가지는 ‘성장의 한계’를 지 적하고 이를 반영한 도시구조가 필요하다는 의견을 제시하였다.
구형수(2009)는 시스템 다이나믹스(System Dynamics)를 통한 시뮬레이션 기법을 사용하여 에너지저소비형 도시개발 전략에 대해 논의하였다. 이 연구 에서는 교통에너지를 포함한 도시의 산업 및 주거ㆍ상업 부문을 총체적으로 다루었다는 점에서 의의가 있으나, 교통에너지를 총통행량에 통행량당 교통에 너지 소비의 곱으로 계산하는 단순한 방식을 취하였다는 것이 아쉬운 점이다.