맞춤형 스마트화의 전제조건, 에너지 관리 시스템

에너지 관리 AI, 에너지·설비·생산 통합 관리 시스템 등 속속 등장

IoT, 빅데이터, 인공지능(AI), 컴퓨팅 등 4차 산업혁명 기술의 발전과 기후변화 대응 등 세계적인 에너지 전환 흐름 속에 전 분야에서 에너지 효율화 바람이 거세다. 정부는 이미 ‘디지털뉴딜’, ‘그린뉴딜’이라는 두 개의 큰 축을 세우고 전사적 차원의 지원을 이어가고 있다. ‘탈탄소화’ ‘디지털화’라는 글로벌 메가트렌드 흐름 속에서 기업입장에서는 에너지 관리능력의 중요성과 온실가스 감축이슈가 자체적인 대내외 시장환경에 대한 경영리스크에 편입되고 있다. 슬로건 수준에 머물러 있던 ‘지속가능성’, ‘탄소중립’ 등이 급격한 디지털 기술의 발전에 따른 디지털화에 따라 어느 새 눈앞의 현실이 됐다. ‘에너지 관리 시스템’이 필수불가결한 요소가 되고 있는 셈이다.

에너지 관리 시스템 도입, 국내는 여전히 ‘미미’

에너지 다소비 업종을 중심으로 온실가스 규제에 이은 배출권 거래제 시행 등 사회적인 이슈들이 부상과 함께 에너지절감과 효율화에 대한 관심이 높다. ICT 기업들의 에너지 통합 관리 솔루션들도 속속 등장하고 있다. 하지만 국내의 경우 낮은 산업용 전력 비용은 물론, 중소중견기업의 경우 초기 도입비용, 인지도 부족, 도입 후 효과에 대한 불확실성에 대한 우려에 따라 관련 솔루션 도입이 더딘 상태다. FA저널 SMART FACTORY 에너지 관리 시스템 시장조사 결과 국내 중소·중견기업의 경우 약 83.6%가 관리 시스템을 구축하지 않은 것으로 나타났다.

취재 과정에서 만난 에너지 효율화 솔루션 공급기업 관계자는 “국내는 여전히 에너지 관리에 대한 필요성과 관심이 적다”고 잘라 말했다. 그는 ‘낮은 산업용 전력비용’과 ‘높은 초기 투자비용’을 이유로 꼽았다. 그는 이어 “여전히 산업용 전기 사용료는 낮은데, 초기 투자비용은 높다”면서, “저가형 플랫폼들도 더 많이 활성화됨과 동시에, 도입 기업에 대해 정부의 사업관련 우대 방안 마련도 필요해 보인다”고 전했다.

반면, 여전히 많은 에너지 관리 솔루션이 단순 모니터링 수준에 그쳐 필요성을 느끼지 못하겠다는 의견도 있었다. 에너지 관리 시스템을 구축한 기업의 관계자는 “단순 모니터링 수준에 그쳐 만족도는 크지 않다”면서, “또 회사 내 전문가는 물론 담당 인력이 부족해 문제점이 발견되도 추가 조치가 쉽지 않다”고 토로했다.

에너지 관리 솔루션, 선택 아닌 필수로

전기를 포함한 에너지 산업은 탈탄소화(Decarbonization), 분산화(Decentralization), 디지털화(Digitalization)라는 큰 틀에서 변하고 있다. 탈탄소화 흐름에 따른 신재생 에너지 믹스의 변화가 초래할 에너지 비용 증가 상황과 마주하고 있으며, 이에 에너지 다소비 업종을 중심으로 에너지 사용 환경이 변화의 물결에 있다. 특히 2017년 기준 전세계 총 에너지 사용량의 37%가 소비된 제조산업은 에너지 관리와 관련 다양한 문제에 직면해 있다. 에너지 사용은 기업의 이익과 직접적으로 연관될 수밖에 없기 때문이다. 중요 자원인 에너지 낭비를 막고 효율적으로 사용해야만 수익으로 연결될 수 있다. 특히 에너지 비용이 높아지는 추세라면 더욱 효율적 관리의 중요성은 높아질 수밖에 없다.

이에 정부도 제조업 경쟁력 강화를 위한 스마트팩토리, FEMS 보급 확산, 공장·상업시설의 ESS 요금할인 확대 방안 등을 전략적으로 추진했다. AI, 빅데이터 등이 적용될수록 스마트팩토리가 고도화 될수록 효율성이 높아져 에너지 절감 효과도 함께 상승할 수밖에 없기 때문이다. 다만 국내 구축된 스마트팩토리가 2만개를 넘어섰지만, 여전히 고도화율은 25% 정도에 머물러 있어 에너지 절감 등 산업차원에서 구체적인 효과는 나타나고 있지 않다.

보급에 치중돼 있던 시장 상황속에 일정 수준에 올라야 적용할 수 있는 에너지 관리 솔루션도 모니터링 수준에 머물러 있었던 게 사실이다. 하지만 정부의 스마트팩토리 보급 전략이 질적고도화로 전환되고, ‘탄소중립’ 추진전략이 구체화되면서 진보한 에너지 관리 솔루션도 속속 등장하고 있다.

에너지·설비·생산 통합 관리, AI 솔루션 등 속속 등장

플랜트 운영 최적화와 자원의 효율적 활용을 위한 빅데이터 기반의 ‘데이터 인프라스트럭처’ 및 ‘설비 예지보전’ 솔루션을 제공하고 있는 BNF테크놀로지는 에너지 관련 데이터뿐만 아니라 설비 데이터도 동시에 가시화해 실시간 에너지 사용현황을 바탕으로 설비현황을 분석하고, 공장별 에너지 목표 관리, 에너지 소요 관리와 같은 에너지 목표 데이터에 따라 공장 내 설비 라이프 사이클을 최적화해 운영할 수 있는 환경을 조성하는 등과 같이 에너지 관리 시스템의 새로운 패러다임을 제시했다.

BNF테크놀로지 서호준 대표는 “ICT 기술을 활용한 에너지 사용을 실시간으로 모니터링하고 제어기술을 토대로 에너지 사용을 최적화하는 통합 에너지 관리 솔루션은 앞으로 선택이 아니라 필수가 될 것”이라고 밝혔다. 서호준 대표는 이어 “국내에서도 이미 EMS(Energy Management System)가 시중에 판매되고 있지만, 이는 에너지 소비량을 파악하고 수집한 데이터를 바탕으로 에너지 사용량을 집계·분석하는 기본적인 기능만을 수행하는 정도”라며, “이러한 한계를 뛰어넘기 위해서는 EMS를 단편적으로 다가갈 것이 아니라 빅데이터 및 예측분석에 전문성을 갖춘 기업과 협력해 에너지 절감 효과를 극대화 할 수 있는 통합 에너지 관리 시스템을 구축할 수 있는 비전을 세워야 한다”고 조언했다.

SK가스는 지난해 프랑스 ‘Metron’사와 협력해 ‘AI 에너지 효율화 솔루션’을 시장에 선보였다. ‘SK GAS Eco Energy Analytics powered by Metron’ 솔루션은 AI 플랫폼을 통해 다양한 설비와 프로세스의 운전 데이터를 Ontologies에 저장하고, 공장 내부의 데이터와 결합해 머신러닝 알고리즘을 적용함으로써 공장만의 에너지 최적화 수준을 지속적으로 제고시킨다. SK가스 전기신사업그룹 김근호 매니저는 “SK가스는 Metron 솔루션 기반의 서비스를 통해 고객이 최적의 에너지 사용을 통해서, 에너지 비용 절감뿐만 아니라, 데이터 기반의 선진화된 에너지 관리를 제공한다”고 밝혔다.

‘지속가능 스마트팩토리’, 에너지 관리에 달려

글로벌 에너지 관리 및 공장 자동화 종합 솔루션 전문기업인 슈나이더일렉트릭은 ‘지속가능한 스마트팩토리’를 위해서도 에너지 소비 형태를 지속적으로 관리해 나가야 할 때라고 강조했다. 슈나이더일렉트릭은 지난해 사물인터넷(IoT)을 기반으로 효율적인 에너지 관리와 자동화 공정을 최적화하는 기술 플랫폼 에코스트럭처(EcoStruxure) 플랫폼을 기반으로 ‘익산 스마트팩토리’를 선보이기도 했다.

슈나이더일렉트릭 손장익 이사는 “스마트공장은 단순히 ‘공장 및 공정의 자동화’를 넘어, 에너지 소비 형태를 지속적으로 관리함으로써 ‘지속가능한 스마트공장’이 돼야 할 시점”이라고 말했다. 손장익 이사는 “공장의 에너지 소비를 모니터링하고, KPI를 통해 전략적으로 관리하는 에너지 관리 시스템이 스마트팩토리의 중요한 모듈로서 적용돼야 할 것”이라고 강조했다.

스마트빌딩, 체계적 컨설팅으로 운영 SOP 시스템화 중요

한편, 공장 건물을 비롯 대규모 건축물들은 전세계 에너지 소비량의 40%를 소비한다. 이를 개선하지 않고 외치는 ‘탄소중립’ ‘스마트팩토리 고도화’도 공염불에 가깝다. 글로벌 에너지 효율 솔루션 기업 댄포스도 최근 건축물 에너지 솔루션 ‘HVAC 4.0’을 선보이며, 상업용 빌딩 등 건축물에서의 에너지 효율을 강조하고 있다. ‘HVAC 4.0’은 스마트 빌딩을 위한 HVAC 솔루션으로 클라우드 환경에서 에너지관리 시스템과 상호연동을 통해 에너지 소비를 최적화할 수 있는 액티브 에너지관리 솔루션이다.

댄포스 Business Development 김대훈 이사는 “건물의 HVAC(heating, ventilation, & air conditioning)은 건물 에너지 소비량의 55%를 차지하고 있는 만큼 최적화가 무엇보다 중요하다”면서, “‘HVAC 4.0’은 디지털 트랜스포메이션과 결합된 액티브 에너지 솔루션으로 스마트한 운영관리 체계를 만들어 에너지 소비를 최적화 한다”고 밝혔다.

맞춤형 스마트화의 전제조건, 에너지 관리 시스템

기후변화 위기에 대응하기 위해 국제적으로 에너지 효율 향상과 온실가스 배출 감축을 위한 정부의 규제가 강화되고, 에너지 비용 증대, 전력 공급의 부족들의 사태 등으로 많은 기업들이 에너지 소비절약과 효율 향상에 대한 관심을 높이고 있다. 실제 국내 각 분야별 산업계의 ‘탄소중립’ 동참 선언이 이어지는 가운데, 국가 경제를 이끄는 주요 산업 중 하나인 전자·전기·전지 업계도 이 같은 행렬에 동참하고 나섰다. 업계는 단기과제로 ‘에너지 공정효율 개선’을 꼽았다.

정책과 시대적 요구가 변하는 가운데, 디지털 기술의 발전이 이를 뒷받침하고 있다. 즉, ICT 기술을 통한 생산시설 등의 에너지 성능 최적화를 통한 관리시스템은 생산활동 및 시설유지에 사용되는 에너지를 모니터링, 분석, 원격제어함으로써 맞춤형 스마트팩토리, 빌딩 등의 전제조건으로 작용하고 있다.

최종윤 기자 editor@infothe.com

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