부스 투어 전경(사진 슈나이더 일렉트릭 코리아)

 

 

슈나이더일렉트릭코리아 는 인터배터리2024 에서 ‘EV배터리 생태계 순환성을 지원하는 지능형 데이터 플랫폼 구축’을 주제로 기자 간담회를 열고, 배터리 산업의 미래를 주도할 인사이트와 솔루션을 공유했다.

간담회를 통해 슈나이더 일렉트릭 EV배터리 사업부 리더 프랑수아 베르킨트(François VERKINDT)는 배터리 생태계 성장에 따른 디지털화의 필요성과 함께, 슈나이더 일렉트릭의 디지털 트윈 솔루션에 대해 소개했다.

이와 함께 ‘제로 임팩트 스마트 기가 팩토리(Zero Impact Smart G.I.G.A Factory)’를 콘셉트로 주제에 따라 4개의 존으로 구성된 전시부스를 선보였다. 부스에서는 실시간 데이터 분석을 통해 에너지 소비를 절감할 수 있는 슈나이더 일렉트릭의 그린 솔루션부터, 로보틱스 기술을 기반으로 생산과정을 자동화하여 수익성 높은 제조 환경 실현을 이끄는 첨단 자동화 솔루션까지 소개했다. 이를 통해 슈나이더 일렉트릭은 배터리 공정에 있어 전극 생산부터 셀 마감까지 엔드 투 엔드 디지털 솔루션을 제공하는 자사의 강점을 피력했다.

 

 

1. 기자 간담회

 

슈나이더 일렉트릭 EV배터리 사업부 리더 프랑수아 베르킨트(François VERKINDT)가 기자간담회에서 발표를 진행하고 있다.

 

기자 간담회를 통해 프랑수아 베르킨트 리더는 전 세계적으로 EV배터리 시장은 계속적으로 빠르게 성장하고 있다고 말했다. 2022년 맥킨지 배터리 인사이트 팀의 분석에 따르면, 전체 리튬 이온 배터리 사슬은 2022년부터 2030년까지 매년 30% 이상 성장하여 총 4천억 달러 이상의 가치와 4.7TWh(테라와트시) 이상의 시장 규모를 달성할 것으로 전망된다고 설명했다.

 

EV배터리 업계 글로벌 동향 및 시장 전망

 

또한, 2026년부터 시행 예정인 배터리 여권(Battery Passport) 제도의 도입에 따라, 배터리 전반의 밸류체인에 걸쳐 데이터 플랫폼 사용의 중요도가 높아지고 있다고 말하고, 데이터 플랫폼은 배터리 생산 및 사용에 관련된 데이터를 통합하고 분석하여 자원을 효율적으로 관리할 수 있으며, 이를 통해 자원의 낭비를 최소화하고 배터리 재활용률을 높일 수 있도록 돕는다고 덧붙였다.

또, 전기차를 중심으로 리튬, 니켈, 코발트 등 배터리 핵심 광물에 대한 수요가 늘어나, 핵심 광물 확보를 위한 공급망 다각화도 요구되고 있으며, 특히 지속 가능한 배터리 업계의 필수 요건으로 배터리 순환경제 체계를 강화해야 한다는 목소리도 커지고 있다고 말하고, 배터리를 설계하고 생산하는 과정에서 얼마나 자원 효율성과 순환성을 높이는 지가 글로벌 시장경쟁력을 좌우한다고 강조했다..

 

배터리 생태계 순환성을 지원하는 데이터 플랫폼 구축

 

프랑수아 베르킨트 리더는 유럽연합(EU)은 지난해 배터리 전 주기에 대한 지속가능성 및 순환성 강화를 목표로 하는 새로운 배터리 규정을 발효했는데, 이 규정은 배터리 전 주기에 걸쳐 탄소 배출량을 측정하는 탄소발자국 제도와 배터리 핵심 광물을 재사용하는 재생원료 사용 제도, 배터리 생산·사용 등의 정보를 디지털로 기록하는 배터리 여권(Battery Passport) 제도 등이 포함됐다고 설명했다.

또, 2026년부터 시행 예정인 배터리 여권은 지속가능한 배터리의 포괄적인 정의를 기반으로 적용 가능한 모든 생애 주기 요구사항에 대한 정보를 전달하는 배터리의 물리적 디지털 트윈을 구축하는 이니셔티브라고 말하고, 재료 출처, 배터리의 화학적 구성 및 제조 이력, 지속 가능성 성과에 대해 모든 수명주기 이해관계자 사이에서 신뢰할 수 있는 데이터를 수집, 교환, 대조 및 보고함으로써, 글로벌 배터리 가치 사슬에 새로운 차원의 투명성을 제공하는 것을 목표로 한다고 말했다.

배터리 여권은 운송 및 전력부문의 전기화를 통해 파리협정의 목표를 충족하기 위해 지속가능하고 순환적이며 책임 있는 배터리 가치사슬의 신속한 확장을 촉진하는 것을 핵심으로 하고 있다.

그는 배터리 업계의 주요 목표는 1) 얼마나 빠르게 새로운 배터리 공장을 설계하고 완료할 수 있는지(Time to Market), 2) 어떻게 생산성을 높여 kwh당 제조비용을 절감할 수 있는지(Increase Productivity), 3) 어떻게 품질을 개선해서 스크랩 비율을 줄일 수 있을지(Quality), 4) 어떻게 탄소배출을 줄이고 에너지 효율을 달성할 수 있는지(Sustainability)의 4가지로 구분된다고 설명했다.

 

슈나이더 일렉트릭의 목표 달성 전략

 

한편, 슈나이더 일렉트릭은 배터리 업계의 목표 달성을 돕기 위해 디지털&소프트웨어 기술을 기반으로 한 3가지 통합을 강조한다.

 

 

첫 번째는 에너지와 자동화의 통합이다.

지속가능성 실현을 위해서는 에너지(전력)와 자동화(프로세스)의 통합이 반드시 필요하다. 전력과 프로세스의 통합은 실시간으로 기기의 성능을 파악하고 제어해 라이프사이클의 모든 단계에서 수익성을 개선한다.

두 번째는 소프트웨어와 하드웨어의 통합이다.

단순한 소프트웨어, 하드웨어의 나열이 아닌 다양한 통합이 필요하다. 슈나이더 일렉트릭은 하드웨어와 소프트웨어를 아우르는 통합 솔루션으로 에너지를 효율적으로 관리하고, 자동화를 바탕으로 공정을 최적화해 기업 생산성 향상을 돕는 솔루션을 선보이고 있다. 슈나이더 일렉트릭은 고객이 원하는 프로세스나 애플리케이션에 꼭 맞는 통합 능력을 발휘할 수 있도록, OT와 IT 분야를 모두 커버함과 동시에 연결까지 할 수 있는 IoT 기반의 소프트웨어를 제공한다.

세 번째는 라이프사이클 전반에 걸친 통합이다.

단편화된 기존 프로세스는 종단간 효율성 극대화를 위해 설계부터 구축, 운영 및 유지보수에 이르는 수명주기 통합 관리로 전환해야 한다. 산업현장에서 직면하고 있는 문제점을 해결하기 위해서는 전례 없는 유연성, 효율성이 요구된다. 산업 자동화를 발전시키는 것은 단순한 하드웨어가 아닌, 4차 산업혁명이 약속한 성장 잠재력을 발전할 수 있는 디지털 전환이다.

 

질의응답 세션을 진행하고 있는 슈나이더 일렉트릭 코리아 배터리 세그먼트 강성연 팀장(왼쪽)과 슈나이더 일렉트릭 EV배터리 사업부 리더 프랑수아 베르킨트

 

 

슈나이더 일렉트릭의 통합 디지털 트윈 솔루션

 

배터리 업계의 목표 및 니즈에 대응하는 슈나이더 일렉트릭의 통합 디지털 트윈 솔루션에 대해 소개가 됐다.

첫 번째 솔루션은 에코스트럭처(EcoStruxure)다.

슈나이더 일렉트릭은 현재 산업 자동화 및 전력 서비스뿐만 아니라 전체 엔터프라이즈를 디지털로 통합할 수 있는 loT 기반 소프트웨어 ‘에코스트럭처(EcoStruxure)’를 제공하고 있다. 에코스트럭처는 일반적으로 사용자가 기존의 기기에서는 볼 수 없던 내용들에 대한 확인을 돕고 있다. 구체적으로 에코스트럭처는 차단기나 배전반 같은 하드웨어에서 발생한 데이터를 취합해 전력량·전류·전압에 대한 가시성을 높이며, 고객 자산 수명주기 및 예지보전 관련 사항에 대한 손쉬운 확인을 지원한다. 슈나이더 일렉트릭의 궁극적인 목표는 기업 DX 지원을 돕는 통합 솔루션인 에코스트럭처를 배터리 세그먼트에 내재화하는 것이다.

두 번째 솔루션은 이탭(ETAP)이다.

슈나이더 일렉트릭은 미국 전력 시스템 모델링 및 시뮬레이션을 위한 소프트웨어 플랫폼인 ETAP 오토메이션(이하 ETAP)과 함께 협력하고 있다. ETAP은 전 세계 만 개 이상 설계 및 엔지니어링 기업을 고객사로 확보하고 있으며, 디지털 트윈 동급제품을 기반으로 고객 전력 시스템을 시뮬레이션, 제어 및 최적화를 지원한다.

슈나이더 일렉트릭은 ETAP을 통해 기존 전력 시스템의 완벽한 소프트웨어 포트폴리오를 선보이고 있다. 공급업체에 구애받지 않는 소프트웨어 기반 모델링, 설계, 실시간 예측 시뮬레이션 및 미션 크리티컬 전력 시스템의 설계 및 운영이 가능하다. 엔드 투 엔드 라이프사이클의 디지털화를 제공하고, 미션 크리티컬, 전력 및 그리드 애플리케이션에 향상된 효율성, 지속 가능성 및 복원력을 제공하고 있다.

슈나이더 일렉트릭의 에코스트럭처 전력 설계 플랫폼과 ETAP의 전기 소프트웨어 설계 솔루션의 통합은 다중 벤더 운영 플랫폼을 통해 에너지 집약적이고 미션 크리티컬한 전력 시스템 애플리케이션 전반에 걸쳐 수백만 개의 연결된 자산으로 범위를 확장한다. 미래의 인프라를 디지털화하고, 지속 가능한 데이터센터를 만들고, 에너지 생산 및 운송을 더욱 탈탄소화하는데 기여한다.

세 번째 솔루션은 아비바(AVEVA)다.

슈나이더 일렉트릭은 글로벌 산업용 소프트웨어 기업인 아비바(AVEVA)와 함께 산업 기업의 비즈니스를 포함해 자산운영 전반을 아우르는 디지털 트랜스포메이션을 지원하고 있다. 양사는 고객의 에너지 사용량, 탄소 배출량 및 리소스 활용 집약도를 낮추는 큰 폭의 변화와 개선을 이끌고, 효율성과 지속가능성 고도화를 향한 여정을 가속화한다.

전 세계 아비바의 주요 고객사는 아비바의 소프트웨어와 함께 PI 시스템을 활용해 뛰어난 성과를 달성하며 퍼포먼스 인텔리전스를 실현하고 있다. 아비바의 디지털 솔루션은 자산의 라이프사이클 전반에 걸친 데이터 통합과 시각화를 통해 엔지니어링 및 운영을 최적화하여 화학, 에너지, 인프라, 제조 및 조선해양 부문 기업의 더 높은 성과 달성을 지원한다.

 

글로벌 도입 사례

 

글로벌 도입사례도 소개가 됐다. 슈나이더 일렉트릭은 배터리 제조공정의 스마트화를 위한 다양한 솔루션 및 제품을 선보이고 있으며, 현재 전 세계의 배터리 제조 시설에 디지털 플랫폼부터 무정전전원공급장치(UPS), 스마트 모니터링 시스템 HMI 등을 공급 및 적용하고 있다.

슈나이더 일렉트릭은 헝가리에 위치한 삼성SDI 배터리 생산시설의 지속 가능한 배터리 생산을 위해 전력 공급 변동을 해결하는 솔루션을 제시하여 안정적인 생산 인프라를 확립했다. 삼성SDI 공장 생산라인에 설치된 슈나이더 일렉트릭 Galaxy 3상 UPS 장치는 지속적인 전원 공급을 보장하고, 공급 생산 중단의 리스크를 크게 감소시켜 운영의 안정성을 향상시킨다. 산업 현장에서 여러 생산 라인을 추적하며 상대적으로 전기 변동에 민감한 특정 생산 구역의 운영을 제어한다. 또한, 스마트 디지털 솔루션 프로페이스 HMI(Pro-Face HMI)를 통해 비용 효율적인 논스톱 생산 프로세스를 구축하며 운영을 최적화한다.

특히, 전반적으로 PM 경험이 부족한 상황에서, 삼성SDI 배터리 생산시설 설비 운영 시 발생하는 최대 전력 요구량을 제어하기 위해 파워로직(PowerLogic) ION 및 PM 전력 계측기를 지원하며 전원 공급을 간소화한다. 이에 고객사는 보다 고효율의 안정적인 전력 인프라를 구축하고 배터리 생산의 지속 가능성을 확보할 수 있다.

 

 

2. 부스 스케치

 

슈나이더 일렉트릭은 이번 인터배터리 2024 전시회에서 ‘제로 임팩트 스마트 기가 팩토리(Zero Impact Smart G.I.G.A Factory)’를 콘셉트로 주제에 따라 4개의 존으로 구성된 부스를 선보였다. 부스에서는 실시간 데이터 분석을 통해 에너지 소비를 절감할 수 있는 슈나이더 일렉트릭의 그린 솔루션부터 로보틱스 기술을 기반으로 생산과정을 자동화하여 수익성 높은 제조 환경 실현을 이끄는 첨단 자동화 솔루션까지 소개가 됐다.

또한 부스 내에서는 ▲북미&유럽 시장 규제 및 표준화 방안, ▲차세대 데이터센터 솔루션, ▲PPA 계약 및 전력 구매, ▲디지털 트윈(DX) 등을 주제로 전문가들의 현장 세미나가 동시에 진행됐다.

 

 

1. 에너지 소비 감소를 위한 그린 솔루션

 

에코스트럭처 파워 모니터링 엑스퍼트(EcoStruxure Power Monitoring Expert)와 에코스트럭처 리소스 어드바이저(EcoStruxure Resource Advisor)

 

 

⓵ 에코스트럭처 리소스 어드바이저(EcoStruxure Resource Advisor)

클라우드 기반 소프트웨어 솔루션으로, 기업의 에너지 및 지속가능성 데이터를 통합 관리해 글로벌 데이터 활용을 극대화한다. 에코스트럭처 리소스 어드바이저의 핵심 모듈은 총 9개로, 기업의 전략과 성장에 따라 확장 및 수정할 수 있다.

기업은 에코스트럭처 리소스 어드바이저를 통해 KPI 및 모든 자산의 데이터를 중앙 집중화하고, 관리한다. 데이터의 중앙 집중화는 데이터 관리의 가시성을 향상시키며, 리포팅 기능을 통해 필요한 데이터를 쉽게 추출하고 절차를 간소화한다. 데이터 정규화를 통해 다수의 사이트를 한 눈에 비교 및 분석해 에너지 효율의 기회를 식별하고 추적한다.

 

⓶ 에코스트럭처 파워 모니터링 엑스퍼트(EcoStruxure Power Monitoring Expert)

현재 지속가능성에 대한 솔루션들은 공장의 규모와 상관없이 필수적으로 꼽히고 있다. 스마트 공장의 효율적인 에너지 관리 시스템을 위한 통합 전력 모니터링 솔루션인 ‘에코스트럭처 파워 모니터링 엑스퍼트’는 안전성, 신뢰성, 에너지 성능 개선, 용량 관리 및 균형 잡힌 전력 인프라 활용을 위해 설계 적용됐다. 전력 품질 및 에너지 통합 모니터링 관련 별도 모듈로, 전력 모니터링 대시보드에서 배전과 데이터센터에서 사용되는 에너지를 추적·관리할 수 있는 강력한 모듈이다.

실제로 어떤 설비나 라인에서 에너지를 가장 많이 쓰고 있는지 확인할 수 있고, 시간대별, 요일별로 에너지 사용량 패턴을 분석하고 관리할 수 있는 다양한 에너지 관리 시스템 대시보드가 구축돼 있다.

 

2. 효율적인 전압 변환을 위한 전력 시스템

 

AC/DC 양방향 컨버터&DC 시스템

 

AC/DC 양방향 컨버터&DC 시스템

신재생 에너지로의 전환이 가속화됨에 따라 직류 전기를 수송할 직류 배전망의 필요성도 증가하고 있다. 기존과 같이 AC 전력을 발전하여 AC 배전 시스템으로 운영하게 될 경우, DC 부하에 개별적으로 DC로 변환해주는 AC/DC 컨버터를 사용하게 되는데, 이는 에너지 효율이나 전력품질이 떨어질 가능성이 있다.

이를 보완하기 위해 전 세계적으로 하이브리드 AC/DC 배전시스템으로 옮겨가고 있는 추세다. DC부하는 높은 용량의 AC/DC 컨버터를 통해 DC배전을 구축하여 전력을 공급함으로써, AC 배전 대비 DC 변환을 한 번만 진행하면 된다. 이에 에너지 효율도 증대될 것이며, AC 계통의 전력품질 또한 개선될 수 있다.

 

3. 전력 시스템 모델링 및 시뮬레이션 소프트웨어

 

 

전력 시스템 모델링 및 시뮬레이션 소프트웨어 ETAP

 

 

ETAP (이탭)

ETAP은 설계 및 엔지니어에서 운영 및 유지보수에 이르기까지 전체 전기 시스템 수명주기를 관리하는 새로운 통합 전기 디지털 트윈 플랫폼이다. 사용자가 ETAP을 통해 생산성, 협업 및 효율성을 높이고 에너지 전환 여정을 가능하게 한다.

또한 ETAP 플랫폼을 통해 공급업체에 구애받지 않는 소프트웨어 기반 모델링, 설계, 실시간 예측 시뮬레이션 및 미션 크리티컬 전력 시스템의 설계 및 운영이 가능하다. 엔드 투 엔드 라이프사이클의 디지털화를 제공하고, 미션 크리티컬, 전력 및 그리드 애플리케이션에 향상된 효율성, 지속 가능성 및 복원력을 제공하고 있다.

 

4. EOCR 디지털 제품 통합 관리 가능한 소프트웨어

 

EOCR Edge

 

 

EOCR Edge (EOCR 엣지)

기존의 디지털 EOCR 제품을 가시화할 수 있는 전용 소프트웨어 ‘EOCR 엣지’는 EOCR과 스마트MCC(Motor Control Center)를 전체적으로 통합하여 관리하고, 예지·보전한다. 이를 통해 EOCR ISEM, PFZ 등의 EOCR 주요 디지털 제품을 함께 사용할 수 있다. 특히 현장의 수많은 MCC 와 모터 관리를 위해 신속·정확하고, 직관적인 실시간 모니터링이 가능하다. 모터의 상태, 모터의 운전 실시간 전류값 등 여러 정보를 확인할 수 있으며, 현재 및 과거 전류 트렌드를 비교하여 모터가 트렌드 값에서 벗어나게 되면 모터의 이상 징후도 확인할 수 있다.

 

5. EV 배터리 제조 공정을 위한 토탈 솔루션

 

EV 배터리 제조 공정을 위한 토탈 솔루션

 

Battery Solution (통합 배터리 솔루션)

공장 자동화의 핵심이라고 할 수 있는 ‘모디콘 M262 컨트롤러(Modicon M262 Controller)’는 슈나이더 일렉트릭의 로직 및 모션 응용 분야를 위한 산업용 사물인터넷(IIoT) 지원 솔루션이다. 머신을 인더스트리(Industry) 4.0 환경에 통합하거나, 머신-장치, 머신-사람, 머신-머신, 머신-플랜트, 또는 머신을 클라우드에 직접 통합할 수 있는 확장성 및 신뢰성을 갖춘 직관적인 기능을 제공한다.

슈나이더 일렉트릭의 자동화 솔루션 ‘팩드라이브3(PacDrive3)’는 산업 현장의 시스템 통합 및 생산성 향상을 위해 적합한 솔루션이다. 로직 및 모션 제어를 위한 컨트롤러, 고성능 서보 드라이브 및 모터, 안전확보를 위한 세이프티 장치, 다양한 환경에 적용 가능한 산업용 로봇, 이 모든 장치를 구성하고 프로그래밍하는 소프트웨어로 구성되어 있다. 팩드라이브의 아키텍처는 중앙 집중식 확장 시스템으로, 단일 하드웨어 플랫폼에서 로직, 모션, 로봇을 동시에 제어한다. 사전 프로그래밍된 테스트 소프트웨어 기능을 통해 엔지니어링 프로세스를 단순화해 사업장의 생산성을 향상시킨다. 이는 단순 장비 제조업체뿐만 아니라, 로봇 등이 도입된 첨단 제조 사업장에 적용하기 매우 적합하다.

 

6. 생산성 향상을 위한 협동 로봇

 

렉시엄 코봇

 

Lexium Cobot(렉시엄 코봇)

렉시엄 코봇은 동적 토크 및 속도 모니터링 기술을 활용해 특유의 부드럽고 활발한 움직임을 수행하면서 인간과 밀접하게 협업하도록 설계된 협동 로봇이다. 공장의 생산성과 안전성을 향상시키기 위해 개발된 렉시엄 코봇은 노동력 부족으로 인해 발생하는 다운타임을 최소화하는 데 도움을 준다.

렉시엄 코봇의 높은 효율성은 간단한 프로그래밍과 빠른 설정, 사용 편의성 및 교육을 통해 산업 기업이 설비를 현대화해 스마트 팩토리로 거듭날 때 투자 비용을 빠르게 회수할 수 있도록 도와준다. 광범위한 프로세스의 개선 없이 신속한 ROI와 쉬운 통합을 제공하며 공장 민첩성, 생산성 및 안전성 향상에 기여한다. 특히 손쉬운 프로그래밍과 그래픽 프로그래밍을 통해 운영자가 애플리케이션을 쉽게 변경하고, 생산 프로세스를 신속하게 변경하고 적응할 수 있다.

 

7. 효율성 향상을 위한 디지털 소프트웨어

 

AVEVA PI System

 

 

AVEVA (아비바) PI System

AVEVA PI System(이전 OSIsoft PI System)은 산업 환경의 과제를 극복하기 위해 특별히 제작된 업계 최고의 데이터 관리 솔루션이다. 이 제품을 통해 모든 위치와 소스에서 데이터를 수집 및 저장하고 비즈니스를 최적화하는 데 필요한 통찰력을 신속하게 추출할 수 있으며, 모든 기능이 노코드의 유연한 환경에서 가능하다.

AVEVA PI System은 즉시 배포하고 투자 수익을 빠르게 얻을 수 있도록 설계됐다. 통합된 솔루션 포트폴리오를 통해 운영 엔지니어, 기업 수준 의사 결정자 및 분석가는 모두 IT 정책을 완벽하게 준수할 수 있다. 특히 심층적인 운영 통찰력, 중요 데이터의 보다 빠른 분석, 원격 자산 및 IIoT 센서에 대한 확장된 가시성을 통해 보다 효율적이고 지속 가능한 운영을 지원한다.

디지털 트윈을 기반으로 한 스마트팩토리는 플랜트 운영데이터 활용을 극대화함으로써 실현 가능하다. PI System과 같은 운영 데이터 인프라스트럭처를 통해 실시간 데이터, KPI, 이벤트 데이터, 예지정비, 시뮬레이션 데이터를 통합함으로써 기업은 데이터 기반 의사결정 환경을 구축할 수 있다.