최근 탄소배출감축, 산업현장의 에너지 효율향상에 대한 압박 증가 등에 따라 세계 각국은 효율적인 에너지 사용을 위한 에너지관리 솔루션 확보에 주목하고 있다. 특히, 에너지관리 솔루션은 절약과 관리를 바탕으로 기업의 비용절감, 직원의 생산성 향상 및 자산가치 상승, 고객 경험 확대 등의 다양한 장점을 바탕으로 전 산업 분야에서 새로운 먹거리시장으로서 가치가 높아지고 있다.

이 같은 추세를 반영해 산업자동화 업계 또한 산업현장에서 에너지 사용량을 최적화하고 에너지절감 전략을 반영함으로써 최상의 에너지 효율을 유지하고자 다양한 솔루션을 구축해 나가고 있다. 이에 FA저널에서는 산업자동화 업계의 새로운 먹거리로서 통합 에너지관리 산업동향 및 활성화 방안에 대한 정보를 제공하고자 한다.

이 서 윤 기자

미국 ‘타임지’에서는 불, 석유, 원자력, 신재생에너지에 이어 ‘에너지절약’을 제5의 에너지로 꼽은 바 있을 정도로 에너지는 인류의 삶과 직결되는 부분으로 인식되고 있다.

더욱이 최근 에너지 자원 고갈을 통해 공급이 수요를 따라가지 못하는 상황에 따라 에너지절약을 비롯한 에너지관리시스템(EMS : Energy Management System)이 주목받고 있다.

산업통상자원부와 정보통신산업진흥원의 ‘국내 EMS 도입현황 실태조사’에 따르면, 국내 EMS 시장은 아직 초기 단계이나 실태조사와 세계시장 추이를 기반으로 분석한 결과 2017년에는 8,535억원, 2020년에는 1조4,942억으로 증가해 연평균 28.4%의 성장이 전망됐다.

산업부의 조사에 의하면, 2013년을 기준으로 50인 이상 사업장 중 4.9%(147/3,000개)가 EMS를 도입 및 운영 중이며 BEMS는 2.97%, FEMS는 5.11% 도입 중으로 나타났다. 한편, EMS를 도입하지 않은 업체 중 약 8.5%가 향후 도입계획 의사를 밝힘에 따라, 앞으로 EMS 도입율 증가가 예상됐다. 더욱이 50인 이상 사업장 수가 4만개가 넘고 EMS를 도입하지 않은 사유로 ‘잘 몰라서(48.4%)’가 가장 높아, 성공사례 홍보 및 교육으로 잠재수요를 끌어낸다면 향후 시장 확대가 예측되고 있다.

EMS, 다양한 적용으로 가능성 UP

EMS는 에너지관리 소프트웨어와 유·무선 통신기술, 데이터 수집 및 모니터링 기술, 설비제어기술 등을 이용해 실시간으로 에너지 이용 상황을 모니터링하고 제어하는 에너지 절감 종합 솔루션을 의미한다. EMS는 적용되는 장소에 따라 크게 건물 에너지관리시스템(BEMS : Building EMS)과 공장(FEMS : Factory EMS), 가정(HEMS : Home EMS)으로 구분된다. 지역이나 국가 단위의 EMS의 경우에는 별도의 이름을 붙이는 경우가 드물지만 한국의 경우 스마트그리드에서는 국가 단위를 K-EMS라 하고 있다.

다양한 장소에 따라 다른 명칭이 부여되고 있지만, EMS의 궁극적인 역할은 합리적인 에너지의 사용을 통해 에너지 비용을 절감하는 것이다.

건물 에너지관리시스템(BEMS)
최근 4~5년간 빌딩 관리를 위한 기술개발은 빌딩 운용상의 문제점을 극복하고 사용자의 만족도 향상, 에너지 소비 효율 충족의 방향으로 진행되고 있다.

국내에서는 BEMS와 관련한 최초 공식적 연구가 2003년부터 2005년까지 산업자원부의 과제로 지정된 ‘에너지 절약형 BEMS 패키지 기술개발에 관한 연구’이며, 이 과제의 결과는 BEMS 자체 보다는 설비의 최적 운전에 중점을 뒀고 COEX를 대상으로 이를 적용해 그 결과를 도출해 냈다.

이후 2010년에는 한국에너지기술평가원이 ‘건물에너지 효율 향상을 위한 최적 시설관리 시스템 개발’ 상세 기획 보고서를 발표하고 이를 바탕으로 2010년 6월부터 36개월의 ‘건물에너지 사용설비를 위한 운영관리 데이터 계측 및 제어시스템 개발·실증’ 과제가 나왔다.

최근에는 녹색건축물 활성화를 위해 BEMS의 정의가 신설되고 녹색건축물 기본계획 수립 및 변경절차까지도 체계화가 가능해졌다. 현재 시행령에 규정된 중앙건축위원회 심의 절차를 ‘녹색건축물 조성 지원법’ 제6조에서 일괄 규정토록 변경해 녹색건축물 기본계획 수립·변경절차를 체계화 및 명확화하고 제로에너지빌딩 활성화 사업, 시장기반 녹색건축물 조성사업, 건물에너지관리시스템 확산·보급 사업 등을 녹색건축물 조성사업 대상에 추가해 녹색건축물 기본계획의 원활한 추진 및 녹색건축물 조성을 활성화될 수 있도록 했다.

공장 에너지관리시스템(FEMS)

FEMS는 대규모 공장 설비의 생산수요에 적합하도록 에너지 사용 및 비용을 최적화하는 솔루션이다.

에너지경제연구원에 따르면, 2013년 국내 에너지 소비현황은 산업 62%, 건물 21%, 수송 18% 순으로 수치에서 확인할 수 있듯이 산업현장에서의 에너지 소비가 가장 큰 비중을 차지하고 있다.

국내 산업용 전력사용량의 경우, OECD 가입국 평균 약 2배 수준으로 에너지 다소비형 산업구조를 나타내고 있는데, 이에 따라 기존 하드웨어 중심의 에너지 효율화 방식에서 벗어나 소프트웨어를 활용한 에너지관리의 중요성이 부각되고 있다. 이에 따라 FEMS를 활용한 에너지관리가 대두됐다.

무궁무진한 가능성을 바탕으로 FEMS 시장은 지속적인 성장세를 보일 것으로 전망되고 있는데, 미국 시장조사기관인 내비건트리서치(Navigant Research)는 전 세계 FEMS 시장이 2013년 113억달러에서 2020년에는 224억달러로 연평균 10.3%씩 성장할 것으로 예측하고 있다.

FEMS를 활용한 시스템 구축의 움직임은 이미 글로벌 기업들로부터 시작됐으며, 미국은 GE, 하니웰, IBM 등 글로벌 기업을 중심으로 초기 시장을 형성하고 있고 일본의 경우에도 정부는 물론이고 히타치, 후지쯔, 도시바, 요꼬가와전기 등의 기업들을 주축으로 시장을 개척하고 있다. 중국 또한 에너지관리의 중요성을 인식하고 정부 차원에서 적극적으로 에너지관리 시스템에 큰 관심을 표방하고 있다.

FEMS에 대해 다소 막연하다면, 구체적인 예를 들 수 있다. 과거 기기를 병렬식으로 연결해 운전을 해왔던 현장에서 FEMS를 이용해 가동 기계수를 줄이고 고효율 설비 위주로 최적화 가동을 유지하거나, 24시간 내내 기기를 운영하던 현장에서 생산량 변동에 따른 기기 작동으로 에너지 소비량을 줄이는 게 한 예가 될 수 있다.

전력사용 설비의 자동 온오프 시스템 등을 통해 낮과 심야의 전력요금의 차이를 반영해 기기를 운영하거나, 온도, 압력, 유량 등 유체기기 운전현황과 효율을 분석해 최적 운전방법을 안내하고 설비 보완을 통해 운전을 최적화, 전력을 절감하는 것도 한 예이다.

가정 에너지관리시스템(HEMS)
주택의 에너지 소비 기기인 가전기기나 급탕기기를 IT 기술의 활용에 의해 네트워크로 연결하고, 자동 제어하는 기술로서 HEMS는 가정에서의 에너지 사용량이나 기기의 동작을 계측 및 표시하고, 거주자에게 에너지절약을 환기하는 것 외에 기기의 사용량 등을 제한해 에너지 소비량을 억제할 수 있다.

정부에서는 2002년에 지구 온난화 대책의 일환으로 가정 내 주요 기기를 최적 제어할 수 있는 HEMS의 개발 및 보급확대를 위해 실증실험을 실시했다.

기업에서도 HEMS를 도입한 사례가 있다. 대림산업에서는 HEMS를 개발해 입주 세대가 각자의 라이프스타일에 맞는 최적의 에너지 소비가 가능하도록 세대별로 맞춤형 가이드를 제시했다. 이를 통해 집 밖에서도 스마트폰이나 인터넷을 이용해 가스밸브 차단, 거실조명 전원 및 난방전원 차단이 가능하다.

과거 HEMS가 단순한 모니터링 기능만이 가능했던 것과 달리 최근에는 홈 시스템과 에너지 소비관리를 통합시킨 스마트 장비로서 진화의 과정을 겪고 있다. 하지만 아직은 그 적용 분야가 제한적인 상황이며 선진국의 경우 공익사업을 중심으로 성장 잠재력이 예상된다.

왜 EMS에 주목하는가?

최근 산업현장에 EMS의 적용이 주목을 받고 있는 이유는 무엇인가? 이는 IT 기술과의 융합을 먼저 떠올릴 수밖에 없다. 특히 IT 기술에서 한 단계 진화한 ICT 기술의 발전으로 에너지관리와의 융합이 더욱 급속도로 진행되고 있다.

앞서 언급했지만, EMS는 하드웨어, 소프트웨어 및 ICT 기반 모니터링과 제어기술을 토대로 에너지 사용량을 실시간으로 모니터링하고 집계 및 분석해 최적화된 사용량을 책정하는 솔루션이다. 최근에는 클라우드를 기반으로 EMS의 기술이 수동적인 패러다임에서 능동적 에너지관리로 변화하고 있다.

에너지를 자산으로 인식해 효율적인 관리를 진행하고 있는 대표 사례로 슈나이더일렉트릭을 꼽을 수 있다. 슈나이더는 에너지관리를 단순히 관리 대상에만 초점을 맞추지 않고 대상에 영향을 미치는 주변환경까지도 고려한 에너지관리로 다양한 적용사례를 확보하고 있다.

슈나이더일렉트릭코리아 에코빌딩사업부의 박정제 매니저는 통합 에너지관리시스템과 관련해, “에너지관리시스템을 기반으로 수집되고 분석된 데이터를 바탕으로 빌딩이나 공장의 제어시스템과 연계해 특정 부하 제어를 자동화하는 시스템 운용 방안까지 반영한다면 시스템 구축만으로도 에너지 비용절감에 기여할 수 있도록 그 영역을 확대할 수 있다”며, “이제는 에너지를 자산의 관점에서 보고, 시스템을 통해 지속적 관리가 가능하도록 에너지 베이스라인을 구축해 자산의 과거, 현재 그리고 미래를 가늠해 볼 수 있도록 해야 한다”고 강조했다.

시장 잠재력 급상승
자동화산업에 있어 에너지관리는 어떻게 적용되고 있을까? 이는 앞서 언급한 개념 중에 FEMS와 BEMS가 적용될 수 있겠다. 특히 FEMS의 개념이 더욱 적절하다. FEMS는 건물용 BEMS나 가정용 HEMS에 비해 전력·가스·기름·열 등 에너지 사용량이 매우 높기 때문에 에너지 낭비를 막을 효율적 관리가 요구되는 최우선 분야 중 하나다.

FEMS의 경우, 기본적으로 에너지 사용량을 인식하는 센서와 센서를 통해 인식한 에너지 사용량 데이터를 수집 및 분석하는 소프트웨어, 그리고 통신수단을 구성요소로 한다.

공장이나, 건물 등은 단위체로 존재하기 때문에 유선 및 무선을 통해 쉽게 소프트웨어 시스템에 연결이 가능해 다양한 시스템 구현이 가능하다. 더불어 하드웨어 및 소프트웨어를 통해 분석한 에너지 사용량의 실시간 모니터링을 위해 고속통신을 이용해 정보를 공유함으로써 효율적인 에너지관리가 가능해진다.

대표적 사례로 FEMS를 도입한 금호타이어가 있다. 지난 2009년 지식경제부의 u-IT 신기술 검증사업 일환으로 아시아나 IDT와 누리텔레콤이 공동으로 구축한 금호타이어의 u-FEMS 과제가 그 예인데, 국내에서 환경관리시스템이 아닌 FEMS 명칭으로 최초 공식 구축된 시스템으로 그 의미를 더한다. 특히 금호타이어 곡성공장을 시범으로 전력량계, 온습도 센서 240여개를 추가로 설치하고 여기에 무선을 통신수단으로 이용했다.

이 과제는 금호타이어 곡성공장뿐만 아니라 협력 업체 한 곳의 3개 공장도 포함했다. u-FEMS 구축 전인 2009년 3월과 4월, 그리고 구축 후인 2010년 3월과 4월 2개월을 기준으로 전력 비용 3.5%, 보일러·냉동기·공조기 등의 기타 에너지 5% 절감 효과를 거뒀으며, 연간 환산 비용으로 12억5,000만원의 비용을 절감했다.

BEMS의 사례로는 SK케미칼의 연구소를 언급할 수 있다. SK케미칼의 연구소인 에코랩은 건물 1층에 인공폭포를 설치해 냉·난방 및 가습 효과를 극대화했으며, 건물 외벽의 베란다에 나무를 심어 벽면 냉·난방 효과를 거두고 있다. 뿐만 아니라 건물 외부의 태양광시스템, 지열을 활용한 냉·난방 시스템, 상하부 온도차를 이용한 공기 제어시스템 등 100여개 이상의 친환경 기술을 적용해 연간 40%의 에너지를 절감하고 있다.

이 같은 에너지 절감으로 에코랩은 기존 건물에 비해 이산화탄소 발생량이 33%나 적은 효과를 거두고 있는데, 이는 소나무 9만여 그루를 심은 것과 동일하다.

ICT 기술 기반의 EMS 관련 정책
이렇게도 효율적인 관리시스템, 그렇다면 정부에서는 어떤 액션을 취하고 있나?

최근 정보통신산업진흥원은 에너지관리공단과 함께 2015년도 ICT 기반 에너지절약전문기업사업 세부과제 공모에 착수한다고 밝혔다.

두 기관은 올해 20억원 예산을 투입해 건물, 공장 분야 에너지관리시스템(EMS) 등 정보통신기술을 기반으로 새로운 유형의 에너지관리시스템을 구축하고 에너지절감 효과를 검증하는 시범 사업을 진행할 계획이다.

특히, 올해 사업은 다수의 건물·공장 에너지 관리기능을 집중해 원격으로 에너지 사용량 확인과 제어가 가능한 ‘클라우드 기반 에너지관리시스템(EMS) 모델’을 중점 발굴할 예정이다. 또, 에너지 사용정보 DB, 분석 소프트웨어 등 EMS 핵심 시스템을 공유할 수 있는 클라우드 EMS와 저가형 멀티계량기 등 보급확산에 적합한 ICT, 에너지 융합 기술을 발굴해 적용한다. 공단은 이번에 구축되는 EMS에서 취합되는 에너지 사용정보를 에너지데이터분석센터로 전송해, 체계적인 에너지 활용 계획에 참고한다는 계획이다.

또한, 에너지관리공단은 지난해 ESS(에너지저장장치)와 EMS(에너지관리시스템) 통합서비스사업 모델 육성을 위해 ‘ESS·EMS 통합서비스사업자 출범식’을 개최한 바 있다. ESS-EMS 통합서비스사업은 사업성 분석부터 사후관리까지 ESS·EMS 관련 사업 전주기 서비스를 통합 제공하는 사업모델이다.

ESS와 EMS는 ICT 기반 에너지수요관리 및 최근 정부에서 발표한 에너지 신산업의 핵심기술이다. 이번에 선정된 통합서비스 사업자들은 관련 분야의 기술과 경험뿐만 아니라 공공기관과 민간사업장에 적용할 수 있는 표준모델을 높이 평가받았다. 향후 공단과 사업자들은 우선적으로 공공기관 및 민간사업장을 대상으로 ESS·EMS 기술설명회 개최 및 컨설팅을 지원할 예정이다.

한편 국토교통부 또한 올초 BEMS 설치 건물의 에너지 및 운영데이터를 분석할 수 있는 ‘BEMS 에너지 데이터 분석센터’ 개소식을 개최한 바 있다.

이 센터는 BEMS 설치건물의 에너지절감 분석 업무를 위해 국토교통부가 예산을 지원(4억원)했다. 에너지관리공단 내에 200㎡ 규모로 구축됐으며, 전담 전문가가 상주한다.

분석센터는 BEMS가 설치된 10개 건물의 에너지데이터를 실시간으로 수집하고 전문가의 분석을 통해 개별 건물별로 에너지절감 솔루션을 제공한다. 중소규모 건물에 대한 BEMS 관리대행 등 새로운 ICT 사업 모델의 개발도 추진하고 있다.

낮은 경제성으로 EMS 도입은 ‘아직’
정부, 기업은 물론이고 개인까지도 에너지관리가 중요하다는 것은 인식하고도 남는다. 앞서 언급했듯이 산업현장에서는 글로벌 기업을 주축으로 적극적으로 EMS를 도입해 적용하고 있으며, 국내에서도 도입 의지를 밝힌 기업들이 속속 등장하고 있는 것이 이를 반영한다. 뿐만 아니라 정책적으로도 EMS를 신산업으로 정하고 적극적인 지원을 제안 및 추진하고 있다.

그럼에도 아직 국내 에너지관리 분야는 발전이 더디게 진행되고 있다. 왜일까? 이는 경제성에서 기인한다.

상당수의 기업들은 EMS의 편리함과 타당성에 대해서 인식하고 있지만, 정작 경제성으로 판단했을 때 투자하기가 망설여진다고 언급한다. 때문에 EMS 적용을 위한 투자에 다소 보수적이고 소극적인 태도를 보이게 되는 것이다.

지난 2013년 NIPA(정보통신산업진흥원)의 에너지다소비업장 EMS 도입현황 실태조사에 따르면 업계가 EMS를 도입하지 않는 이유에 대해 26.2%가 ‘비용부담’을, 25.8%가 ‘FEMS에 대해 잘 모르기 때문’이라고 답했다. 이어 19.3%의 답변자는 ‘도입해도 절감효과가 클 것 같지 않다’는 것이 이유였다.

또한, EMS 적용과 관련해 실질적인 성공사례가 부족한 것 또한 활성화를 막는 또 다른 이유가 되고 있다. 국내에서 EMS를 공급하고 기업은 대부분이 외국계 기업이거나 혹은 국내 기업의 경우에는 규모가 작은 중소기업들이다. 특히 EMS를 공급하는 국내 기업의 경우 80%가 중소기업인 것으로 확인되고 있으며, 이들 기업들 중에서도 상당수는 원천기술을 외국계 및 대기업이 제공하고 있다.

인지도 부족, 호환성 및 다양성이 부족한 현실적 제한을 가지고 중소기업이 원천기술력을 확보하기에는 자금 여력도 부족하다. 이러한 상황은 결국 국내 EMS 산업의 발전을 더디게 만들고 있다.

뿐만 아니라 EMS 적용의 성공적 적용사례가 부재한 것 또한 활성화가 더딘 이유 중 하나이다. 실제로 몇몇 기업에서 EMS를 도입하기는 했지만 대부분이 자사의 공장 및 건물에 적용한 시범사례가 태반이다. 글로벌 기업의 도입사례 또한 국내에 적용한 사례가 아닌 국외의 사례라 국내 실정과는 괴리가 있을 수 있다.

또 문제가 있다. 아직 국내에서는 EMS를 평가할 수 있는 표준이 없다는 점이다. 정책적으로 정부에서 다양한 지원책을 내놓고는 있지만, 아직 EMS는 시장초기 단계로서 EMS를 적용하고도 이의 성패를 판단할 어떠한 표준도 없는 상황이다. 실제로 EMS를 적용한 뒤 그 결과를 평가하고자 할 경우 계절 및 환경적 요인도 감안해야 하기 때문에 2년 이상의 기간이 필요하다고 한다.

EMS를 활용하기 위한 인프라 구축이 미비한 상황에서 무조건 에너지관리가 중요하다고 강조할 수만은 없다. 관리를 하려고 해도 비용을 투자해야 하는 상황이라면, 기업의 입장에서는 망설일 수밖에 없다. 에너지관리라는 것이 당장의 가시적인 투자이익이 나오는 일도 아니고 장기적으로 판단해야 할 사항이라 더욱 어려울 수밖에 없다.

인프라 및 기반 확충을 위한 유기적 연계 필수
에너지관리의 중요성이 부각되고 있는 것은 이 산업을 바라보는 패러다임이 ‘공급’ 중심에서 ‘수요관리’ 중심으로 변화하고 있다는 것을 상기시킨다. 이를 실현하기 위해 에너지절약 및 관리가 개인의 인식에서 나아가 산업현장에서까지 중시되고 있는 것인데, 앞서 언급한 바와 같이 국내에서 EMS 산업이 선진국 수준이 되고자 한다면 어떠한 필요조건이 뒤따라야 하는 것일까?

EMS 산업의 특징은 한 가지 기술력만으로 구성되지 않는다는 점이다. EMS 산업은 IT 기술을 기반으로 정부, 기업 등 다양한 주최의 유기적 협력 및 체계적 지원이 필요하다.

우선 국내 EMS 산업은 아직 시장초기 단계이다. 시장은 만들어졌으나, 보급 확대를 위한 인프라가 미비하다고 할 수 있는데, 이를 위해서는 우선 정책 입안자의 전폭적인 지원이 절실하다. 정부에서는 몇몇 지원책을 통해 EMS 산업 활성화를 도모하고 있지만, 이로는 역부족이라는 게 관련 전문가들의 지적이다.

전문가들이 언급하는 정책적 지원은 EMS 설치 건물 및 공장 세금공제, 에너지진단 의무화, 그리고 공공기관을 대상으로 EMS 우선 적용 등이다.

더불어 EMS의 투자 여력이 부족한 중소기업에 대한 보조금 지원도 필요한데, 대기업에 비해 중소기업의 경우 에너지 사용에 있어 소비 대비 관리가 쉽지 않다. 경제성 측면에서 EMS 도입이 어려운 것이 현실인데, 시범사업 등을 통해 업종별 특성을 반영해 효율적으로 에너지를 관리하고 있는 사례를 발굴해 일부 비용을 보조하는 등 보급확대를 추진해야 할 것이다.

보급확산을 위한 홍보 및 교육 필요

이 외에도 EMS 산업의 활성화를 위해서는 기반 및 인프라 확충이 중요하다. 이를 위해서는 원천 기술력 확보가 우선시돼야 한다.

단순히 센서를 통해 에너지의 사용량을 파악해 분석하는 기술만으로 생각하면 간단하겠지만 이러한 사고로는 EMS 산업의 성장은 제한적일 수밖에 없다.

인프라 확충을 위해서는 정부, 기업, 학계의 네트워킹 및 커뮤니티 활성화가 필요하다. 이를 위해서는 정부를 주축으로 한 커뮤니티를 구축해 꾸준히 정보교류를 활성화하고 더불어 기술개발이 꾸준히 진행될 수 있도록 해야 한다.

계측기, 센서 등의 하드웨어 기술이 EMS 산업에 다양하게 적용될 수 있는 길 또한 모색해야 한다. 기존 측정기의 사용처를 확대해 다양한 EMS 적용 애플리케이션을 확보할 수 있도록 정부과제 등을 다양화할 필요도 있다.

뿐만 아니라 중소기업이 상당수인 EMS 시장에서 제품간 호환이 가능할 수 있는 표준 확정, 그리고 표준 프로토콜 준수 등 정부차원에서 기준점 마련이 뒤따라야 할 것이다.

마지막으로 ICT 기술을 기반으로 하는 만큼 IT 기업은 물론이고 통신을 담당하는 기업들의 진입이 용이하도록 등록제 등을 개선해 EMS 활성화를 도모해야 한다.

더불어 정부와 기업뿐만 아니라 민간에서도 에너지관리에 대한 인식확산을 위해서 다양한 채널을 통한 홍보 및 교육이 필요하다. 이를 위해서는 다양한 SNS 창구를 이용하는 것이 필요할 것이다. 이러한 창구를 통해서 꾸준히 신기술 및 EMS 동향 등에 대한 정보를 제공 및 교류함으로써 산업의 보급확산을 도모해야 할 것이다.

에너지 효율화, 선택이 아닌 필수
이번 기획특집을 진행하면서 통합 에너지관리 솔루션에 대해 다양한 정보를 제공하고자 했는데, 사실 아직 통합이라는 단어를 사용할 만큼 산업이 안정세에 도달하지는 않은 것이 현실이다. 통합이라고 한다면, 에너지 사용량을 인지 및 분석할 수 있는 장비, 시스템, 통신, 모니터링 시스템을 통합으로 제공 및 관리할 수 있는 것을 기준으로 ‘통합’이라는 용어를 사용하고 있지만, 국내 현실상 이러한 서비스가 가능한 기업은 소수에 불과하다. 통합 서비스가 가능한 기업들조차 국내 기업이 아닌 글로벌 기업들에 한한다.

때문에 이번 기획특집은 통합 에너지관리 솔루션보다는 에너지관리의 개념 및 중요성에 집중하고자 했다. 공급 중심에서 수요관리 중심으로의 패러다임이 변화하고 있는 EM

S의 분류 및 개념을 짚어보고 특히 산업자동화 시장에 적용되고 있는 EMS인 FEMS에 집중해 현재의 정책 및 발전방향을 파악하고 산업현장에서 실질적인 역할을 할 수 있는 방안에 대해 고민해봤다.

여러번 언급됐지만, 국내에서 에너지관리는 아직 초기 중에서도 초기 단계에 있다고 할 수 있다. 전반적인 산업이 안정의 반열에 올랐다고는 해도 이를 잘 관리하는 수준에까지는 도달하지 못한 것이 현실이다.

제조산업의 성장 및 도시화가 지속적으로 진행되면서 에너지 소비 및 고갈 또한 뒤따랐고, 이에 따라 에너지관리의 필요성이 얼마나 절실한지 누구나 인식하고 있다.

과거 에너지절약 및 관리는 불편함을 감수하는 행위로서 인식됐으나, 이제 에너지 효율화는 비용절감, 생산성 및 품질향상 등의 효과까지 함께 이끌어가며 필수사항으로 인식되고 있다. 그 첫걸음은 에너지에 대한 국민들의 의식향상이 우선시돼야 할 것이며, 점차 정부, 기업의 적극적인 참여가 뒤따라 EMS 산업의 성장으로 이어질 것으로 기대해본다.

APPLICATION POINT 1

슈나이더일렉트릭
EMS 적용해 연간 1억원 비용절감

슈나이더에서 소개하는 성공사례로 S사 인천공장을 꼽을 수 있다. 이 공장은 합판, 제재, MDF 제품을 생산하는 사업장으로 지속가능 경영에 대한 사회적 관심 및 에너지 가격의 상승으로 인한 에너지 비용절감을 중요한 경영 이슈로 보고 생산원가 절감 및 체계적 에너지 관리를 목적으로 슈나이더의 EMS를 도입했다.

S사는 3곳의 단위 공장에 주요 공정별로 디지털 전력 미터를 설치했으며, 에너지 사용 개소 및 설비별 에너지 사용패턴을 분석하고 이를 토대로 에너지비용을 최적화하기 위한 에너지 수요 단계별 설비운용계획을 수립했다. 각 단계에서는 시스템으로부터 지시되는 내용에 따라 각 공정별 설비 운용이 가능하도록 함으로써 생산성을 유지하면서 에너지비용을 최적화하도록 했다.

비용절감 및 지속적 유지관리 가능
수요관리 목적으로 설정된 각 단계에서 시스템은 HMI를 통해 작업지시 내용을 현장에 전달하고, 경광등을 통해서 현장에서도 지시내용에 주의할 수 있도록 했다. 마지막 수요단계에서는 에너지 사용량이 상당한 특정 부하의 전력공급 계통을 발전기 계통으로 자동 전환할 수 있도록 제어기능을 구성했다. 현장에는 항시 에너지현황 모니터를 통해 수요단계별 운용지시와 함께 상태정보를 확인할 수 있도록 하면서 에너지관리시스템의 웹 서버 기능을 이용해 사내 관계자는 자신의 사무용 컴퓨터를 이용해 현황을 보는 것이 가능하도록 했다.

또한, 호스트 기반 솔루션을 적용함으로써 모든 에너지 데이터를 데이터센터 서버로 전송해 안정적으로 저장 및 관리될 수 있도록 하면서 인터넷 사용이 가능하면 언제 어디서든 모니터링이 가능하도록 했다.

S사는 슈나이더일렉트릭의 솔루션을 통해 디맨드 피크값 관리를 통한 전력비용 절감 효과와 더불어 에너지를 계통별, 부하별, 시간별로 관리할 수 있게 됨에 따라 연간 1억원 정도의 에너지 비용을 절감할 수 있을 것으로 예상하고 있다. 슈나이더일렉트릭은 이 사업장에 에너지관리를 위한 소프트웨어 기술, 공장 자동화 기기, 차단기, 전력품질 관리 기술이 복합된 에너지관리 솔루션을 공급함으로써 기본 에너지요금 절감뿐 아니라 지속적인 유지관리가 가능하도록 지원하고 있다.

APPLICATION POINT 2

B&R산업자동화
산업 시스템 노하우로부터 얻는 빌딩 자동화의 이점

산업 시스템을 가진 현대의 빌딩들은 영구적인 개회로와 폐회로 제어 요구와 같은 기술 장비의 복잡한 배합이다. APROL 프로세스 제어 시스템, X20 컨트롤러 제품군, 그리고 ACOPOS 드라이브 기술과 같이 산업 환경에서 수천 번 가치를 증명한 제품들을 가지고, B&R은 빌딩 자동화를 위한 통합된 사용하기 쉬운 개회로와 폐회로 제어 시스템을 구축할 수 있었고, 프로세스에 새로운 표준을 만들고 있다.

B&R의 소프트웨어 툴은 개개의 센서의 쿼리(Querying)부터 모터와 드라이브의 제어까지, 그리고 개별 시스템의 자동화에서부터 전체 시스템의 비주얼화까지 컨트롤 시스템의 모든 측면들에 완벽하게 통합된다.

각각의 시스템은 이더넷 기반의 고속 산업용 버스인 POWERLINK를 통해 통신한다. POWERLINK는 밀리세컨드 범위의 반응 시간을 보장해 종래의 빌딩 자동화 시스템에서 기대하는 것보다 상당히 더 높은 밀도의 데이터를 하나의 케이블에서 처리할 수 있다.

10년 이상을 견디는 강건한 PC 기술
에러로부터의 높은 저항력을 보장하는 산업 등급의 강건함은 개회로와 폐회로 제어 태스크와 모니터링 태스크(특히 프로세스 컨트롤 기술 자체)가 PC에서 처리되고 있을 때에도 요구된다. 산업용 PC는 다른 전력 종류, 다양한 메모리 크기에서도 사용 가능하다는 것은 사실이다.

또한 팬과 하드 드라이브가 없고 피포성의 디자인을 하고 있기 때문에 적은 유지보수로 긴 제품 수명을 보장한다. 이는 컨트롤러와 화면 태스크가 결합된 Panel PC, 그리고 PANELWARE군의 콤팩트 오퍼레이터에서도 마찬가지다. 반면 상당히 높은 수량은 탁월한 가격/성능 비율에 기여한다. 빌딩 자동화 설치의 긴 제품수명과 관련하여 이 분야에 일반적이지 않은 것은 10년 이상의 가용성과 더 긴 기간 동안의 동일한 기능 보장이다.

제어의 통합 개발과 빌딩 운영 시스템
프로세스 제어 단계에서 소프트웨어 개발 툴의 완벽한 통합은 B&R APROL 프로세스 제어 시스템이 제공하는 주목할 만한 이점이다. 더욱이 개체 지향적 그래픽 프로그래밍으로 전체 소프트웨어를 기능에 따라 모듈식으로 디자인하고, 만들고, 모의실험을 하고, 테스트할 수 있게 됐다. 라우팅 리스트를 사용해 다른 프로그램들을 결합하는 대신에 이 방식은 물리적인 연결 토폴로지와 별개로 기존의 하드웨어에 완전한 프로그램을 전송한다.

전체 소프트웨어를 배포하는 기능은 프로세스 컨트롤 기술이 제어 스테이션에 국한되지 않는다는 것을 의미하지만, 같은 시스템 내에 있는 어떤 적합한 컴퓨터나 내부 혹은 외부의 사무실 컴퓨터 등에서도 불러낼 수 있다는 것을 의미한다. 동일한 정보에 대한 다중 접속은 상호 간섭 없이도 가능하다. 문제 해결을 위한 사용하기 쉬운 방법 또한 지원된다.

FA Journal 이 서 윤 기자 (fa@infothe.com)

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