[IT과학칼럼] 에너지관리기술 스마트화

세계적 에너지위기의 상시화와 자국우선주의 확산에 따른 산업주도권 확보경쟁이 심화되고 있다. 정부가 최근 내놓은 에너지 다소비 산업·공장의 저소비·고효율구조로의 전환을 위한 정책 제시는 시의적절하다고 생각한다.

수요효율화정책의 확대와 에너지관리 시스템 확산은 투자비용 측면과 우리가 강점인 ICT 활용 관점에서 가장 실효적인 수단이다. 그동안 지원사업 일변도의 일회성 에너지절감 솔루션 제공을 뛰어넘어 시장과 연계하는 플랫폼 비즈니스화 그리고 이를 지탱하기 위한 스마트화가 매우 중요한 방향성이라 여겨진다.

산업 부문이 전체 에너지 소비의 62%를 차지한다. 그중 제조업이 약 90%를 점하고 있다. 온실가스 감축 기여도가 가장 높고, 비용효과적인 방안인 제조업 에너지효율 향상 분야의 핵심 요소로 부각되고 있는 공장에너지관리 시스템에서의 스마트(SMART)화 이슈를 제시해보고자 한다.

먼저 ‘S’는 표준(Standardization)과 보안(Security)을 의미한다. 공장 내 설비·공정 데이터 네트워킹, 각종 센서와 미터링 기본정보의 체계적 수집과 에너지최적화, 원 단위 개선 등 응용 서비스 확대를 위해서는 시스템 참조모델과 기준정보 등 표준화가 필수적이다. 사업장에는 각종 산업용 프로토콜이 존재한다. 공장 내 생산관리시스템(MES), 재고관리, 품질검사, 예방보전 등 다양한 시스템도 있다.

다음으로 ‘M’을 들어본다. 시장(Market) 원리 기반의 에너지 수요효율화는 에너지절감과 최적화를 통해 비용절감, 온실가스 감축사업을 수행하는 이해당사자들에게 정책 지원과 보급사업 일변도에서 벗어나 누구나 참여할 수 있는 개방형 공장에너지관리시스템(FEMS)시장 환경을 마련해 줘야 한다. 또한 FEMS를 위한 데이터 수집 네트워킹, 공정과 설비 모니터링을 위한 에지장치 등 인프라 구축시장, 온실가스배출권 거래시장, 수요관리시장 등 현존하는 시장연계형 시스템 기술이 필요하다.

‘A’와 관련해서 시스템은 운영자의 개입을 최소화하며 동작하기 위해 자동·자율화(Autonomy)돼야 한다. 아울러 장애 없이 정상적으로 운영되는 능력을 가지는 가용성(Availability) 또한 높아야 한다. 실시간 운영과 모니터링, 에너지 원 단위관리 등을 위해 클라우드 에지 서비스와 같이 상시적인 운영관리 시스템이 요구된다. 시스템 도입비용과 전담운영자 확보 등에 애로사항이 있는 중소·중견기업에는 더욱 그러하다.

다음으로 ‘R’과 관련해서는 미터기, 센서, 공정 설비 등으로부터 실시간 수집되는 공장 에너지데이터의 신뢰성(Reliability)도 확보해야 한다. 인공지능 기반 최적화 기술과 디지털트윈화 등 ICT는 결과에 신뢰성을 줄 수 있다.

마지막으로 ‘T’는 산업환경은 다양한 에너지공급원과 각종 공정과 설비가 혼재돼 있다. FEMS 시스템은 에너지-ICT-엔지니어링의 복합적인 기술융합(Technical Merge)의 집합체다. ICT는 주요 산업 시장성장을 견인하고 있으며, 데이터 중심의 에너지관리 시스템과 관련 시장성장과 기술적 파급효과가 아주 큰 분야다.

ETRI는 위에서 제시한 스마트기술 기반의 FEMS 보급형 표준 플랫폼을 개발했다. 5종의 공장 확산모델에 유연하게 적용 가능한 개방·확산형 시스템의 기술검증을 추진 중이다. 또한 FEMS 국내·외 표준화, FEMS 보안 및 측정·검증 가이드라인을 개발해 향후 확대 보급확산을 위한 준비를 완료했다. 기업의 에너지효율 혁신을 견인하기 위한 핵심 시스템으로 그 역할을 다할 것이다.

이일우 ETRI 에너지·환경ICT연구단장

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