지속 가능한 에너지 효율 달성
By Patrick Deruytter
솟구치는 여름날의 열기와 전력 수급이 부족할 수 있다는 가능성이 안정적이면서도 충분한 전력 공급의 중요성을 그 어느 때 보다 일깨워 주고 있습니다. 그나마 ‘쿨 비즈 드레스 코드(cool biz dress code)’가 있어 다행이지만, 여전히 안정적이고 충분한 전력 공급의 문제는 우리에게 숙제로 남아 있습니다. 자동화 설비 및 솔루션 공급 업체인 당사 또한 국가적 혹은 전 세계적인 전력 생산 관련 결정에는 영향력을 미치지 못하지만, 안정적이고 효율적인 전력 공급을 위한 솔루션을 제공하는데 있어 꽤 중요한 역할을 담당하고 있습니다.
본 글을 통해 지속 가능한 에너지 효율에 관한 몇 가지 기본적인 내용과 David Stockkill의 의견에 대해 함께 생각해 보고자 합니다. David는 이전에 Energy Management Systems에서 쉘 그룹 전문가(Shell Group Subject Matter Expert)로 있으면서 세계 표준의 에너지 관리 프로세스를 개발한 이력을 가지고 있습니다.
공정 산업에서 에너지 절감에 관련된 혁신안들은 기복이 심한 역사를 가지고 있습니다. 특히, 1970년대 중반의 ‘값싼 석유’ 물결이 종식된 이후, 산업화의 전형적인 특징인 도구와 기술이 세상에 알려지면서 매력적인 수입원으로 부각되기 시작했습니다. 그러나 산업은 한 차원 진보한 에너지 효율 관리 체계로의 전환에 실패합니다. 전 세계적으로 에너지 효율 개선 프로그램의 장기적인 지속 가능성을 둘러싼 문제를 지적하고 있습니다. 이윤 침식이 다반사로 일어나기 때문입니다. 하지만, 단순히 생각하면 에너지 절감은 분명 매력적입니다. 견실하고 타당성 있는 기술력과 원활한 자금 회수를 보장하기 때문입니다.
하나의 대형 자본 비용(Capital Expense) 품목은 에너지 성능에 구조적 변화를 가져올 수 있는 반면(예: 공동 발전 설비), 플랜트의 에너지 성능은 일반적으로 일련의 요소들이 결합된(때때로 충돌) 형태에 영향을 받을 수 있습니다.
- 운영 목표 고수
- 유지관리 활동(장비 효율성 및 신뢰성)
- 채택된 기술
- 설계 표준
- 문화 및 역량
- 생산량/이윤폭/에너지 균형
하나의 단일 요소로 에너지를 ‘규정’할 수는 없습니다. 운영 환경은 끊임없이 변화합니다. 에너지 효율적 운영은 위에 언급한 모든 요소들에 끊임없이 관심을 기울일 때 비로소 가능합니다. 결과적으로, 에너지는 ‘틈새(gap)를 통해 공급’되는 경우가 많았고, 단기 이윤과 예산 압박을 희생양으로 퇴보의 길을 걸었습니다. 2000년대 초반의 에너지 가격 인하 정책도 이 문제를 해결하지 못했습니다. 엉뚱한 곳에 시간을 허비한 것입니다. ‘묘책’은 더 이상 통하지 않습니다. 지속 가능한 에너지 효율은 단계적이고 꼼꼼한 접근법과 기술의 조합으로 가능해지며 새롭게 적용되는 에너지와 CO2 관리 표준(예: ISO 50001)으로 대표됩니다. 특정 솔루션 하나 하나는 단순하기 마련이며 잘 알려져 있지만, 솔루션의 전체 그림은 그보다 복잡합니다.
기본적으로 이것은 제어 문제입니다. 성능을 분석하고 개선을 촉진하기 위해 공정 데이터를 사용하는 관리 수준과 (에너지 효율적) 제약 사항에 보다 근접하게 운영하는 현대적 제어 기술을 사용하는 운영 수준 두 가지 모두가 문제입니다. 정확하고 신뢰할 수 있는 플랜트 에너지 측정과 분산 제어 시스템(Distributed Control System)과 공정 이력(Process Historian)이 지속적 에너지 관리 솔루션의 토대를 구축합니다.
여기에 체계적인 관리 솔루션이 더해졌을 때 장기적인 지속 가능성을 보장할 수 있고 효율성 향상이 촉진됩니다. 이러한 통합 관리 시스템이 각기 다른 수준의 제어 운영되는 기업 전체 프레임워크를 형성합니다. ISO 50001은 에너지 관리 시스템의 구축과 구현, 유지와 개선을 규정한 표준으로, 에너지 사용에 영향을 주는 모든 측면에 적용되는데, 표준 준수는 조직 자체적으로 감시와 조율이 가능합니다.
이런 솔루션의 핵심적인 접근법은 목표 지향적 시각을 채택해 목표를 정의하고 관리 수행과 조직에 대한 기본적인 점검과 함께 운영 개선 목표를 단계적으로 실현하는 것입니다.
- 기존 에너지 관리 시스템의 효용성 검토
- 관리 책임 정의
- 간단한 성능 검토 기능 개발
- 초기 기초 단계 응용 파악 및 구현. 단기적 성취
- 검토 및 개선
솔루션의 전체 그림은 현장 공정 이력(process historian)에서 취합되어 사용자 지향 운전자 인터페이스를 통해 접근하는 고품질 공정 에너지 측정으로부터 나옵니다. 현대식 제어, 모델링, 데이터 분석 툴이 데이터를 이용합니다. 새로운 측정 기술(예: 무선 기술)을 통해 과거 플랜트 계장에서 배제되어 있었던 에너지 변수에 용이하게 접근할 수 있습니다. 이러한 전체 구도를 둘러싸고 있는 것은 일정 형식을 갖춘 측정 프로세스로, 이 프로세스를 통해 책임소재와 각 공정을 결정하고 지속적인 성능 평가와 개선을 실현합니다.
에너지 비용 증가는 최소한 중반부에 접어들었고 온실 가스 문제도 미결 과제로 남아 있습니다. 에너지 효율성은 다시금 부각되고 있습니다. 에너지 효율성은 일상적인 산업적 운영과 모든 수준에서 산업적 운영의 영향을 받을 수 있는 탄소 배출 간의 실질적인 연결 고리입니다. 과거의 악순환을 되풀이하지 않고 장기적인 지속 가능형 에너지 효율성을 확보하기 위해서는 현대적인 제어 기술이 접목된 체계적인 관리 기법의 도입은 이제 선택이 아니라 필수 사항입니다.
지속 가능한 에너지 효율의 첫 번째 태스크는 아주 요원하고 어렵게 보일 수도 있지만, 저희 회사는 많은 프로젝트를 통해 크고 적은 가능성을 확인했습니다. 또한, 현재 경기와 계절적 상황을 보더라도 지금이 지속 가능한 에너지 효율 관련 프로젝트를 개시하기에 완벽한 시점입니다.
<캡션>
General Manager of Emerson Process Management Korea