[알아봅시다] 공장에너지관리시스템(FEMS)

공장설비 생산수요 맞춰 에너지 사용 최적화
공급중심서 수요관리로 정책변화 관심 집중
첨단 ICT기술 활용 비용절감 가능 각광받아
생산성·품질향상 효과도… 시장성장세 전망

최근 국내 에너지정책의 패러다임이 '공급' 중심에서 '수요관리' 중심으로 변화하고 있습니다. 제조산업의 성장과 도시화가 지속돼 매년 에너지 소비가 급격히 증가하면서 기존 공급 중심의 에너지 수급정책으로는 역부족인 상황이기 때문입니다. 수요관리란 공장, 빌딩, 가정 등 에너지 사용자가 필요한 만큼만 에너지를 사용하도록 효율관리를 하고, 불필요하게 낭비되는 에너지를 신속하게 제거함으로써 에너지를 절감하는 것을 말합니다.

산업통상자원부는 지난해 12월 '제3차 에너지기술개발계획'을 확정하고, 2차 국가에너지기본계획 정책목표와 기술패러다임 변화를 근거로 한 17대 기술개발프로그램을 발표했습니다. 그 중 하나가 '스마트 FEMS(Factory Energy Management System, 공장에너지관리시스템)'입니다. 앞서 9월에도 노후 산업단지를 스마트 혁신 산업단지로 전환한다는 계획을 발표해 FEMS를 2017년까지 10개 산업단지에 적용한다고 밝혔습니다. 국내 주요 에너지 정책에서 빠지지 않는 FEMS는 어떤 솔루션일까요.

◇FEMS가 주목받는 이유=FEMS란 대규모 공장 설비의 생산수요에 적합하도록 에너지 사용과 비용을 최적화 하는 ICT 융합 솔루션입니다. FEMS는 첨단 ICT기술을 활용해 설비의 에너지 사용 및 가동현황을 파악해 에너지 수요를 예측하고 이에 적합한 에너지를 공급함으로써 에너지 절약 및 비용을 절감할 수 있는 에너지 관리 제어 경영 솔루션으로 각광 받고 있습니다.

에너지경제연구원에 따르면 2013년 국내 에너지 소비 현황은 산업 62%, 건물 21%, 수송 18% 순으로 공장 등 산업현장이 에너지 소비에서 큰 비중을 차지하고 있습니다. 현재 우리나라의 산업용 전력요금은 OECD 가입국 대비 약 55% 수준이지만 전력사용량은 약 2배 수준으로 높은 비효율적인 에너지 다소비형 산업구조를 나타내고 있습니다. 고효율 설비 교체 등 하드웨어 중심의 기존 에너지 효율화 방식의 한계를 획기적으로 뛰어넘어 선진국 수준으로 전환하기 위한 방안으로 소프트웨어를 활용한 FEMS가 대두되고 있습니다.

FEMS는 통합 데이터베이스와 애플리케이션으로 구성된 소프트웨어 시스템으로 기능은 크게 △에너지 모니터링 △현황 분석 △에너지 수요예측 △에너지 수요 공급 최적화 등으로 구분할 수 있습니다.

에너지 모니터링은 각종 설비에 설치된 계량 계측, 통신 장치를 통해 실시간으로 에너지를 계측하여 각 공정에서 소비되는 에너지 데이터를 수집하고 이상 상황에 대한 경보를 담당자에게 즉시 알려줍니다. 현황 분석은 에너지 소비, 제품 생산, 환경 현황을 다각적으로 분석해 원단위, 효율 , 원가 등의 성능지표 결과를 신속하게 제공하고 낭비요소와 같은 문제점을 파악할 수 있도록 합니다.

수요예측은 에너지 낭비를 최소화하는 조치를 사전에 취해 에너지 절감을 극대화 하는 고급기술입니다. 다양한 정보분석으로 일기예보를 하고 예보된 정보를 활용하여 날씨변화에 미리 대비하는 것과 유사합니다.

에너지 수요 공급 최적화는 에너지를 소비하는 제품생산공정이나 설비에서 필요로 하는 수요만큼만 에너지를 공급해 낭비를 최소화 하는 것으로 설비 운전 최적화 가이드 및 제어 알고리즘 등의 기술을 활용합니다. 제조공장의 에너지 공급은 일반적으로 전기, 가스와 같이 외부에서 구매하는 에너지와 압축공기, 스팀과 같이 자체 생산하는 에너지로 구성됩니다. 많은 비용이 소요되는 에너지 공급에서 빈번히 발생하는 과잉공급, 누기, 공운전 등의 낭비를 ICT 기술을 이용하여 제거하거나 최소화합니다.

국내에서 FEMS는 아직 초기시장 단계이지만, 제조 업종별 대표기업이나 선도적인 에너지 다소비 기업 중심으로 구축사례가 확산되고 있습니다. 일례로 대우조선해양은 에너지 다소비 공정과 유틸리티에 FEMS를 구축하여 에너지를 절감한 대표적인 사례입니다. 대우조선해양은 에너지 소비량이 큰 공정인 선박 도장공장과 공기압축기 유틸리티에 에너지 자동제어 시스템을 구축하여 FEMS 구축 이전과 대비해 각각 7%, 18%의 에너지 절감 효과를 얻었습니다.

◇시장 전망=차세대 에너지 절감 및 효율화 기술로 주목 받고 있는 만큼 FEMS시장은 지속적인 성장세를 보일 것으로 전망되고 있습니다. 미국 시장조사기관인 내비건트 리서치(Navigant Research)는 전세계 FEMS 시장이 2013년 113억 달러에서 2020년에는 224억 달러로 연평균 10.3%씩 성장할 것으로 예측하고 있으며, 산업통상자원부도 국내 FEMS 시장이 2013년 2096억 원에서 2020년 1조1152억원 규모로 연평균 28.4%의 성장을 이룰 것이란 예상을 내놨습니다.

주요 선진국들과 글로벌 기업들의 FEMS 활용 움직임은 이미 시작됐습니다. 미국은 스마트 그리드와 관련된 기술규격을 표준화 하는 가운데 GE, 하니웰, IBM 등 글로벌 IT 기업들이 FEMS 시장으로 진출하며 미터링 모니터링 분석 중심의 초기시장을 형성하고 있습니다. 일본은 후쿠시마 원전사태 영향으로 정부차원에서 스마트 그리드, 클라우드 EMS 사업 등을 적극 추진 중입니다. 히타치, 후지쯔, 도시바, 요코가와전기 등 대형 디바이스 및 설비 기업들도 FEMS 시장에 진출해 시장을 개척하고 있습니다. 중국 역시 중앙정부 차원에서 에너지 공급중심에서 수요관리로 정책을 변화를 꾀하면서 FEMS 등 에너지 관리 시스템에 큰 관심을 표하고 있습니다.

과거 에너지 절약은 불편함을 감수하는 행위로 인식됐으나 앞으로는 기업의 새로운 경영수단 '에너지경영'으로 인식을 전환할 필요가 있습니다. FEMS를 활용한 합리적인 에너지 효율화는 비용절감은 물론 제품의 생산성과 품질 향상 효과도 함께 얻을 수 있으며, 온실가스 배출 감소로 온실가스 목표관리제, 배출권거래제 등 정부규제를 준수하는 등 기업경영에도 중요한 영향을 끼치게 될 것입니다.

심화영기자 dorothy@dt.co.kr
도움말=대우정보시스템