정부의 脫원전 정책이 초미의 관심을 모으고 있는 가운데, 신재생 에너지에 대한 관심 역시 증폭되고 있다. 신재생 에너지 가운데 공정 자동화 업체들이 관심을 가지고 사업을 전개하고자 하는 분야 가운데 하나가 바이오매스(Biomass) 발전으로, 대부분의 공정 자동화 업체들은 바이오매스 발전이 원자력이나 석탄가스의 완전한 대안이 될 수는 없지만, 신재생 에너지 발굴이라는 측면에서 관심을 가질 필요가 있다는 조심스러운 의견을 내놓고 있다.
정부정책에 의해 원자력발전 건설이 보류되고, 화력발전 건설이 중단 되면서, 새로운 매출원을 찾을 수밖에 없는 상황에 놓인 공정 자동화 업체들에게 바이오매스 발전이 얼마나 도움이 될 지는 미지수. ABB코리아를 비롯해서 한국요꼬가와전기, 에머슨, 로크웰 오토메이션과 같은 공정 자동화 주력 업체들의 바이오매스 발전 사업전략을 취재했다.

 

기획ㆍ취재/최교식 기자 cks@engnews.co.kr

 

 

에머슨 오토메이션 솔루션즈 발전 및 수처리 사업부 이상구 부장

 

 

- 바이오매스 발전이 원자력 및 석탄가스 발전의 대안이 될 수 있다고 보나?
▲ 영구적인 대안은 아니지만 단기적인 대안으로는 가능하다고 본다. 그 이유는 에너지원인 바이오매스는 종이와 같은 주산물을 생산하면서 재활용하기 때문에, 폐기물을 감소시키며 폐기물 매립장의 면적도 줄일 수 있기 때문이다.

 

또 바이오매스 원료인 나무와 식물과 같은 유기물이 성장하는 것보다 더 빠르게 소모 하지 않는 이상 재생 에너지원이 될 수 있으며, 원자력 및 석유 가스 이용에 비해 비교적 환경 친화적이다. 또한, 에너지 생산을 위한 연소시 석탄에 비해 에너지 단위 생산에 훨씬 적은 아황산가스와 이산화질소를 배출하는 장점이 있다.

반면에, 바이오매스 발전이 갖는 단점이 있다. 우선, 바이오 매스 자원을 이용하게 되면 자연적으로 이루어진 삼림 파괴에 대한 우려가 있으며, 효율적인 삼림 관리와 재 조림 없는 무차별적 이용은 삼림의 토양 영양분을 고갈시키고, 토양침식, 수질오염, 홍수, 야생 생물의 서식처 파괴를 가져올 수 있으며, 바이오매스 자원은 많은 양의 수분을 함유하고 있어, 채집과 수거 비용이 비싸 순 에너지 산출량을 떨어뜨린다.

 

또한 바이오매스 자원의 산업적 투자의 경우 대규모의 토지와 삼림을 필요로 하기 때문에, 같은 양의 에너지를 생산하는데 태양광에 비해 수십 배의 넓은 면적의 토지를 필요로 한다. 따라서 바이오매스 자원 이용은 이점도 있으나 그에 따른 단점도 많아, 장기적 또는 영구적인 대안으로 보기는 어렵다고 판단된다.

 

- 정부 및 지자체에서 추진하고 있는 중장기 플랜이 현실성 있게 정상적으로 진행이 될 것으로 보나?
▲ 현 정부의 에너지 정책, 즉 원전 및 석탄 화력 의존도를 줄이고 신재생에너지 확대를 가속화하는 정책 기조에 따라, 아직까지는 신재생에너지로 분류되는 바이오매스의 중장기 플랜은 정상적으로 진행될 것으로 예상된다.

다만, 정부가 2030년 전체 발전량의 20%를 신재생에너지 로, 그중 80% 이상을 풍력과 태양광 발전을 이용할 것을 검토 및 계획 중이어서, 확정될 경우에는 정부 차원에서의 바이오매스 추진보다는 풍력과 태양광 발전이 우선시 될 것으로 보이는데, 이를 위해서는 Micro Grid System이 갖추어 져야 한다는 전제조건이 있다.

- 풍력이나 태양광이 탄소배출저감의 또 다른 대안이 될 수 있다고 보는가?
▲ 물론이다. 친환경 에너지 확대가 앞으로 나아가야 할 방향임은 분명하며, 그 해답은 풍력과 태양광이다. 그러나 현재는 풍력과 태양광을 이용하는데 너무나 많은 한계와 과제를 안고 있다.

풍력과 태양광 발전은 대규모 부지가 필요한데 우리나라와 같이 높은 인구밀도와 산악 지형이 많은 곳에서는 용지 확보가 어렵고, 또한 풍력과 태양광 발전의 경우 에너지 변동성과 불확실성이 크기 때문에 획기적인 ESS(Energy Storage System) 기술의 향상과 발전 효율 개선이 반드시 수반돼야 한다.

- 민자 주도 바이오매스 발전 프로젝트가 안정적으로 진행될 것으로 예상하나?
▲ 풍력 및 태양광 발전이 안고 있는 한계와 과제로 인해 민자 주도의 투자 및 실행은 어려울 것이기 때문에, 바이오매스 발전 은 현재 민자 주도로 추진할 수 있는 가장 쉬운 투자 대상이다.

따라서 바이오매스가 신재생에너지로 간주되지 않거나, 타 신재생에너지 발전의 경쟁력이 바이오매스와 동등 위치에 오를 때까지는, 바이오매스 발전은 민자 발전의 핵심이 될 것으로 예상된다.

 

- 바이오매스 발전을 위해 에머슨에서 제공할 수 있는 기술은 어떤 것인가?
▲ 에머슨 Power & Water Solutions 사업부는 지난 수십 년 간 기존의 석탄 화력 등의 전통적인 발전뿐 아니라, 바이오매스를 포함한 신재생 발전 분야에 비용 및 리스크를 감소시키는 획기적인 솔루션을 제공해 오고 있다.

Ovation과 PlantWeb, Ovation Small Controller, Smart Wireless, SmartProcess, V&C, Ovation Machinery Health Management, Rosemount 분석계기 등이 이에 해당한다.

이러한 솔루션과 기술을 간략히 소개하면, 우선 Ovation은 에머슨 Power & Water Solutions 사업부의 DCS(Distributed Control System)로서, 전 세계 100여 국가, 1000개 이상의 발전소 및 1.1 Million MW 이상의 발전 용량에 사용되고 있는 안정성과 신뢰성이 매우 뛰어난 솔루션이다.

 

PlantWeb은 예측적 인텔리전스를 사용해 공장 실적을 개선하는 검증된 Digital Plant Architecture다. 기존 DCS 중심의 Architecture에 비해 Plant Web을 통해 자본 비용과 엔지니어링 비용을 낮출 수 있으며, 산출 및 가용성과 품질의 향상, 전환비용 감소 및 그에 따른 실적 개선 등이 가능해 월등한 운전상의 편익을 제공한다.

 

Ovation Small Controller(OCC100)는 Ovation Controller를 소형화하여 DCS와 같은 대규모 제어가 아닌 소규모 플랜트 또는 단위 공정에 적용할 수 있는 Ovation Controller 기능을 탑재한 획기적인 소형 Controller이다.

 

Smart Wireless는 유선을 이용해 설치하기가 어렵거나 유선 설치비용이 고가인 현장 계기를 예측적 인텔리전스를 통한 무선 기술을 적용하여, 비용 절감과 운전 효율 향상을 돕는 솔루션이다.

 

SmartProcess는 오염 배출 준수, 온도 제어, 효율과 같은 전체적으로 지속적인 공장 운전 개선을 위해 유틸리티 설비들이 최적화된 성능 달성을 할 수 있도록 돕는 조절 가능한 성능 개선 솔루션을 제공한다. 다음은 V&C로, 에머슨에서는 공장에서 사용되는 유체의 안정적이고 안전한 흐름을 제어하는 모든 밸브 및 레귤레이터(Regulator)를 제공한다.

 

Ovation Machinery Health Management는 회전기기에 예측적 인텔리전스와 보호 기능을 적용하여 플랜트에서의 신뢰성을 향상시키는 솔루션이다.

또, Rosemount 브랜드를 통해 프로세스의 명료한 진단과 해석을 위해 광범위한 측정 및 분석 계기를 제공한다.

 

- 바이오매스는 굳이 DCS가 아닌 PLC로도 제어가 가능하다는 의견이다.
▲ 발전소는 제어 포인트가 많기 때문에 PLC로는 어렵다. 그러나 우리 에머슨에서도 PLC에 대응하기 위해 소규모 컨트롤러를 개발하고 출시를 앞두고 있다. ‘OCC100’이라는 모델명으로 출시되는 이 컨트롤러는 Ovation의 모든 기능을 가지고 있으면서 제어 포인트만 작아진 형태다.

유저는 메인터넌스에 대한 효율성을 높일 수 있는 방법을 찾고 있는데, 그동안 에머슨은 PLC의 스페어파트나 메인터넌스 부분에서 다른 업체로부터 지원을 받아야 했다. 그러나 앞으로는 이 ‘OCC100’을 적용해서 디바이스부터 하나로 제공할 수 있게 되기 때문에, 유저가 원하는 메인터넌스의 효율성을 향상 시킬 수 있게 됐다.

 

에머슨은 원료 조달을 위한 Fleet Management System에서부터 마지막 전력 생산 및 분배에 필요한 Automation System 및 Optimization System까지 모든 솔루션을 제공하고 있다.(사진.에머슨 제공)

 

- ‘OCC100’은 언제 출시될 예정인가? 타깃으로 하는 시장은 어디인가?
▲ 시제품은 나와 있고 내년 상반기에 정식으로 출시될 예정이다. 소규모 발전 플랜트와 단위공정이 타깃 시장이다.

- 바이오매스 발전 분야에서 에머슨이 타 경쟁사에 비해 갖는 경쟁력은 무엇인가?
▲ 기본적으로 발전과 수처리 부문에서 에머슨이 제공하는 자동화 솔루션의 경쟁력은 석탄 화력, 열병합, 복합화력 및 바이오매스 설비를 포함하는 모든 유형의 발전소에 설치된 수많은 Boiler Control로부터 축적된 전문 기술 및 경험을 제공할 수 있다는 점이다.

또, 세계 모든 보일러 제조업체가 공급하는 Drum, Once-Through 및 Fluidized Bed Type을 포함하는 모든 보일러에서 증명된 Control Strategy를 제공하며, 최적의 Biomass Automation Solution의 구성, 실행 및 관리까지 이해가 쉬운 프로젝트를 제공하고 있다. 또한 Open 및 탄력적인 구성을 통해 다양하고 사용자 친화적이며 타 시스템에 비해 사용성이 우월한 환경을 제공하고 있으며, 유선뿐 아니라, 무선 네트워크 를 통해 현장 계기와의 통신이 가능하며, 원거리에 위치한 공정의 데이터를 접속할 수 있게 하고, 효율적인 상업 운전을 돕기 위해 공장 운전 정보 제공을 가능케 한다.

또, NERC CIP 보안 요구 사항과, 장기적이고 완벽한 서비스 지원 및 교육을 제공하며, 매년 Global User Conference를 개최하여 에머슨과 각 고객사뿐만 아니라, 각 고객사간의 지속적 이면서 광범위한 커뮤니케이션을 구축하고 있다.

이외에도 향후 공장 증설이 용이하도록 확장 가능한 컨피규레이션을 제공하며, 발전소 위치에 상관없이 바이오매스 뿐 아니라 수력 및 풍력과 같은 다른 신재생 에너지 발전소 및 전형적인 석탄 및 가스 화력 발전소 등의 고객사가 가진 모든 유형의 발전소를 통합 제어할 수 있다.

이러한 경쟁력은 영국 Lynemouth Coal Fired Plant를 Biomass로 전환하기 위해 에머슨과 체결한 계약을 통해서도 확인이 가능하다.

 

바이오매스 발전 플랜트를 위한 Ovation 제어 및 SCADA 솔루션(사진.에머슨 제공)

 

- Lynemouth 석탄화력 발전소를 바이오매스로 전환하는 프로젝트는 구체적으로 어떤 것인가?
▲ 영국의 Lynemouth 플랜트는 현재, 에머슨과 함께 기존의 석탄 화력 발전소 설비를 바이오매스 발전소로 전환하는 프로젝트를 추진 중이다.

2017년 말 프로젝트가 완료되면, 영국 뉴캐슬 근처에 위치한 이 플랜트는 연간 약 140만 톤의 폐목재를 연료로 사용해, 최대 390MW의 저탄소 전기를 영국 전역에 공급하게 된다. 이 프로젝트는 온실가스 배출을 줄이고 재생 가능한 에너지 및 에너지 효율성을 향상 시키고자 하는 EU의 전략에 따른 것이기도 하다.

에머슨은 터빈, 보일러, 연료 취급 및 원자로 부분을 제외한 프로세스, 전기 시스템을 포함하는 모든 어플리케이션에 적용 가능한 단일 통합 자동화 플랫폼을 제공한다. 이러한 역량과 프로젝트 관리 전문 능력이 EPH Lynemouth Power가 에머슨 및 에머슨의 Ovation 솔루션을 선택한 이유다.

고객은 자동화 및 전기 영역 모두를 단일 공급자와 단일 기술 플랫폼으로 운영하여 다양한 혜택을 받을 수 있으며, 설계, 엔지니어링 및 납기에 단일 인터페이스와 계약을 적용 하여 전반적인 프로젝트 효율성을 높일 수 있다. 또 운영 규모 면에서는, 하나의 기술 플랫폼을 활용하여 플랜트 운영을 단순화하고 지속적으로 플랜트 성능을 향상시킬 수 있다.

 

에머슨 자동화 솔루션 발전 및 수처리 사업부분 사장인 Bob Yeager는, 공공사업 분야에서는 환경적 법규를 만족하기 위해 발전 시장의 포트폴리오를 다양화하기 시작하면서 바이오매스 연소 전력의 수요는 계속해서 늘어날 것으로 전망하고 있다.

에머슨은 바이오매스 발전의 설계에서 실행, 설치, 시운전 및 상업운전까지 단일 플랫폼 활용을 통해 최적의 발전소 운영 및 성능을 제공해 오고 있으며, 향후에도 바이오매스 발전 뿐 아니라 모든 유형의 발전 분야를 선도하는 최적의 토탈 솔루션 기업이 될 것이다.

 

- 바이오매스 발전과 관련된 에머슨의 기술 포트폴리오에 대한 설명을 부탁한다.
▲ 원료 조달을 위한 Fleet Management System에서부터 마지막 전력 생산 및 분배에 필요한 Automation System 및 Optimization System까지 에머슨은 바이오매스 발전에 필요한 모든 Solution을 제공하고 있다.

에머슨은 Fleet Management System, Pleat Optimization, Plant Control System, Simulation, Equipment Condition Management, Intelligent Device & Management, Electrical Monitoring and Management, Site Service 및 교육 지원까지 바이오매스 발전에 필요한 모든 Automation 및 Optimization Solution과 기술을 제공하고 있다.

 

Ovation 아키텍처(사진.에머슨 제공)

- 에머슨에서는 바이오매스 발전이 관심 사업영역인가?
▲ 앞서 얘기했듯이 우리 에머슨은 모든 발전에 적용되는 Automation을 공급하고 있다. 바이오매스는 신재생에너지로 정부가 확대를 추진하고 있기 때문에, 한국 에머슨에서도 당연히 관심을 가지고 있다.

- 2018년 한국에머슨에서 바이오매스 발전 관련 성과가 예상이 되나?
▲ 현재 여러 건의 프로젝트 상담을 진행 중에 있는 만큼 긍정적인 성과를 예상하고 있다.

 

Ovation(사진.에머슨 제공)

 

- 시장 확대 전략은 어떻게 전개해 나가고 있나?
▲ 현재, 유저에게 가격경쟁력을 제공하기 위한 다양한 노력을 기울이고 있다. 또, 발전 전용 진동 모듈이 출시가 된 것도 우리 한국 에머슨의 발전사업 확대에 좋은 계기가 되고 있다.

이 발전 전용 진동 모듈은 Ovation 컨트롤러를 사용할 수 있어서 고객에게 큰 이점을 제공할 수 있다. 과거 진동모듈은 DCS와 별도의 캐비닛을 사용해야 했는데, Ovation 컨트롤러 를 같이 사용할 수 있기 때문에, 별도의 캐비닛이 필요 없게 됐다.

또 한 가지는 서비스 능력의 확대다. 한국에머슨에서는 서비스 조직을 계속 확대하고 있는데, 이는 고객만족을 극대화 함으로써 에머슨에 대한 인지도와 신뢰, 매출을 동시에 확대하기 위한 전략의 일환이다.

- 전반적인 공정자동화 업계의 시장전망은 어떠한가?
▲ 내년은 올해보다 더 어려울 것으로 예상이 된다. 올해는 해외 EPC의 영향으로 공정자동화 업계가 어려움을 겪었는데, EPC가 수주를 하더라도 준비를 하는 기간이 필요하기 때문에, 공정 자동화 업계 역시 내년까지는 어려움이 예상이 된다. 바이오매스 외에 30년 이상 된 석탄화력 발전소에 대한 셧다운 계획이 있어서 공정자동화 업체들이 이 부분에 주력한 사업을 전개할 것으로 보인다.