최근 국내 에너지 정책의 패러다임이 ‘공급’ 중심에서 ‘수요 관리’ 중심으로 변화하고 있다. 제조산업의 성장과 도시화가 지속돼 매년 에너지 소비가 급격히 증가하면서 기존 공급 중심의 에너지 수급 정책으로는 역부족인 상황 탓이다. 수요 관리란 공장, 빌딩, 가정 등 에너지 사용자가 필요한 만큼만 에너지를 사용하도록 효율을 관리하고, 불필요하게 낭비되는 에너지를 신속하게 제거함으로써 에너지를 절감하는 것을 뜻한다.

	▲ LS산전 청주 2사업장 전경

산업통상자원부는 지난해 12월 ‘제3차 에너지기술 개발 계획’을 확정하고, ‘2차 국가 에너지 기본 계획 정책목표’와 기술 패러다임 변화를 근거로 한 ‘17대 기술 개발 프로그램’을 발표했다. 그 중 하나가 FEMS(Factory Energy Management System)다. 이에 앞서 산업통상자원부는 지난 2014년 9월 노후 산업단지를 스마트 혁신 산업단지로 전환한다는 계획을 발표하고, FEMS를 2017년까지 10개 산업단지에 확대 적용한다고 밝힌 바 있다.

자체 솔루션 기반 FEMS 상용화
국내 전력·자동화 대표 기업인 LS산전은 기존 자동화 기반 스마트 공정 라인에 EMS를 기반으로 ESS(Energy Storage System), 태양광, 스마트 미터 등 LS산전의 노하우가 집약된 융합 기술을 구현했다. LS산전 청주 2사업장에는 1MW 규모의 ESS, 2MW 규모의 태양광 발전시스템, 고효율 인버터, LED 조명, 스마트 미터 등이 적용됐으며, 그리드솔 스테이션(GridSol Station)에 구축된 중앙제어센터를 통해 각각의 솔루션을 하나의 네트워크로 통합, 공장 전체 실시간 에너지 사용 현황을 한 눈에 파악할 수 있다. 해당 ESS는 연간 약 1.1억원의 전력요금 절감 및 6.5%의 전력 피크 저감 효과를 보일 것으로 추산되며, 태양광발전시스템은 연간 약 7억원 정도의 발전수익 확보를 도모할 것으로 보인다.

이를 통해 에너지 사용을 효율적으로 관리함으로써 연간 에너지 사용량은 21%, 온실가스는 1,024TOE 정도 감축할 것으로 보이며, 생산성 향상 및 품질 개선을 통해 제조업 경쟁력도 동시에 강화할 수 있을 것으로 기대된다. LS산전은 이번 FEMS 상용화를 시작으로 그리드솔 적용 BEMS(Building Energy Management System) 등 고도화된 에너지 관리 솔루션을 앞세워 전체 건물 에너지 사용량의 약 60%를 차지하는 공장, 산업체는 물론 대형 빌딩, 백화점에 이르기까지 다양한 분야에 대한 에너지 효율화 사업을 본격화할 계획이다.

	▲ 청주 2사업장에 설치된 태양광발전시스템

25%에 달하는 에너지 절감율 구현
LS산전의 FEMS는 약 67억원의 투자를 통해 ESS, 태양광발전시스템, 고효율 인버터, 스마트 미터 등 설비 제어관리 및 실시간 모니터링을 통한 통합 제어 관리 시스템을 구축했다. 이를 통해 LS산전은 전력, 가스, 열, 물 등 다양한 에너지원의 이용을 최적화했으며, 실시간 모니터링 및 통합 제어관리 시스템을 통해 설비의 안정성을 향상시켰다. 총 에너지 비용의 경우 ESS, 태양광발전, 에너지 성능 개선 등을 통해 연간 약 10억원 정도 절감될 것으로 예상된다. 설비 기준 투자비 회수 기간은 8년에 불과하며, FEMS 도입 이후 지난 3년간 보인 평균 에너지 소비량 대비 에너지 절감율은 약 25%에 달한다. 투자비 회수기간만 지나면 전기요금의 25%를 매년 벌어들이는 셈이다.

에너지 다소비형 산업구조 위한 해답
FEMS는 대규모 공장 설비의 생산 수요에 적합하도록 에너지 사용과 비용을 최적화하는 ICT 융합 솔루션이다. FEMS는 ICT 기술을 각 공정과 설비 등에 적용해 공장 에너지 사용 및 가동 현황을 파악해 에너지 수요를 예측하고, 이에 적합한 에너지를 공급함으로써 에너지 절약 및 비용을 절감할 수 있는 에너지 관리 최적 제어를 가능케 한다.

에너지경제연구원에 따르면 2013년 국내 에너지 소비 현황은 산업 62%, 건물 21%, 수송 18% 순으로, 공장 등 산업 현장이 에너지 소비에서 가장 큰 비중을 차지하고 있다. 현재 한국의 산업용 전력요금은 OECD 가입국 대비 약 55% 수준이나 전력 사용량은 약 2배 수준으로 에너지 다소비형의 비효율적 산업 구조를 보이고 있다. 때문에 고효율 설비 교체 등 하드웨어 중심의 기존 에너지 효율화 방식의 한계를 획기적으로 뛰어넘고, 나아가 선진국 수준으로 도약하기 위한 대안으로서 소프트웨어를 활용한 FEMS가 주목 받고 있는 상황이다. FEMS는 통합 데이터베이스와 애플리케이션으로 구성된 소프트웨어 시스템으로, 기능은 크게 에너지 모니터링, 현황 분석, 에너지 수요예측, 에너지 수요 공급 최적화 등으로 구분할 수 있다.

향후 FEMS 시장 전망
FEMS가 차세대 에너지 절감 및 효율화 기술로 주목 받고 있는 만큼, FEMS 시장은 지속적인 성장세를 보일 것으로 전망된다. 미국의 시장조사 기관인 내비건트 리서치(Navigant Research)는 전 세계 FEMS 시장이 2013년 113억달러에서 오는 2020년이면 224억달러로 연평균 10.3%씩 성장할 것으로 예측하고 있으며, 산업통상자원부도 국내 FEMS 시장이 2013년 2,096억원에서 2020년 1조1,152억원 규모로 연평균 28.4%의 높은 성장세를 보일 것으로 예상하고 있다.

	▲ FEMS 스테이션 중앙제어센터 전경

현재 주요 선진국들과 글로벌 기업들의 FEMS 활용 움직임은 이미 활발히 진행되고 있다. 미국은 스마트그리드와 관련된 기술 규격을 표준화하는 한편, GE, 하니웰, IBM 등 글로벌 IT 기업들은 FEMS 시장에 진출해 미터링, 모니터링 분석 중심의 초기시장을 형성하고 있다. 또한 일본은 후쿠시마 원전 사태의 영향으로 정부차원에서 스마트 그리드, 클라우드 EMS 등을 적극 추진 중이다. 그에 따라 히타치, 후지쯔, 도시바, 요꼬가와전기 등 대형 디바이스 및 설비 기업들도 FEMS 시장에 진출해 시장을 확대하고 있다. 중국 역시 중앙정부 차원에서 에너지 공급 중심에서 수요 관리로 정책의 변화를 꾀하면서 FEMS 등 에너지 관리 시스템에 큰 관심을 표하고 있다.

FEMS를 활용한 합리적인 에너지 효율화는 비용 절감은 물론 제품의 생산성과 품질 향상 효과도 함께 얻을 수 있으며, 동시에 온실가스 배출 감소를 도모해 온실가스 목표관리제, 배출권거래제 등 정부규제를 준수하는 데 기여할 수 있기에 기업 경영에도 중요한 요소로 주목 받고 있다. 과거 에너지 절약은 사용자의 불편함이 동반되는 것으로 인식됐으나, 앞으로는 에너지 절약을 기업의 새로운 경영 수단의 일환인 ‘에너지 경영’으로서 인식해야 한다.

FA Journal 지 준 영 기자 (fa@infothe.com)

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