국내 연구진이 2050 탄소중립 달성을 위한 산업 현장의 공장 에너지다이어트 선도기술을 개발했다. 에너지 효율화와 탄소배출 저감을 통해 2030년 온실가스 40% 감축이라는 정부의 목표 실현과 국내 제조기업의 ESG 경영 도입에 기여할 전망이다.
한국전자통신연구원(ETRI)은 플랫폼 비즈니스를 기반으로 공장에너지관리시스템(FEMS) 전 주기를 지원할 수 있는 세계 최고 수준의 개방·확장형 표준 플랫폼을 개발했다고 2일 밝혔다. 펨스(FEMS)는 정보통신기술(ICT)을 활용, 공장의 에너지 활용을 실시간으로 모니터링, 분석, 제어해 에너지 효율 향상과 에너지 절약을 목표로 하는 시스템이다.
세계적으로 기후변화 대응을 위한 공감대가 형성되고, 탄소규제가 미래 제조 경쟁력을 좌우할 것으로 전망됨에 따라 펨스의 중요성이 높아졌다. 하지만 국내 제조기업의 펨스 도입은 아직 미흡한 수준이다. 중소기업은 펨스 도입 비용에 부담을 느끼고 있으며, 대기업은 맞춤형 펨스 도입에 한계가 있기 때문이다.
ETRI 연구진이 개발한 펨스 표준 플랫폼은 국내 제조기업이 쉽게 적용하고 활용 가능할 뿐 아니라, 국내 최다의 기능을 제공한다. 이번에 개발한 펨스 플랫폼은 5가지 범주의 서비스를 제공한다.
즉, ▲공장의 전사적인 관점에서의 에너지 정보 모니터링 및 관리를 위한 에너지 파사드(facade) ▲세부공정과 설비의 최적화를 위한 에너지 렌즈(lens) ▲공장 내 타 시스템과 외부 시장 연계를 위한 에너지 마에스트로(maestro) ▲펨스 시스템의 이상 감지와 장애 및 통합관리를 위한 에너지 가디언(guardian) ▲누구나 참여해 펨스 제품을 구매하고, 새로운 서비스를 만들어낼 수 있는 에너지 장터(fairground) 등이다.
또한 연구진은 사업장별로 다양한 에너지관리 형태를 지원하기 위해 배포형, 기본형, 고급형, 전문형, 연계형의 5가지 펨스 확산모델도 개발했다. 펨스 기능을 모듈형으로 구현, ETRI의 펨스 표준 플랫폼을 활용하려는 기업은 에너지관리 범위에 따라 확산모델을 선택해 활용할 수 있다.
ETRI는 5개의 확산 모델별로 전자부품 제조사부터 건강식품 제조사까지 주요 공장의 10여 개 실증사이트를 구축, 개발한 플랫폼의 기술검증을 진행해왔다. 아울러, 연구진은 펨스 보급과 확산을 위해 국내외 표준화에도 노력을 기울였고, 세계최초로 국제전기통신연합 전기통신표준화부문(ITU-T) 국제 환경·기후변화 표준 연구 그룹(SG5)에 표준화 신규아이템으로 승인받았다.
ETRI 연구진과 공동연구기관들은 ▲무선 네트워킹 기술 ▲엣지 게이트웨이 기술 ▲실시간 시계열 데이터베이스 구축 및 데이터 연동 기술 ▲열에너지 관리 기술 ▲AI·빅데이터 기술을 통한 각종 에너지 데이터 상관성 분석, 에너지 낭비 요인 분석 기술 등을 기반으로 펨스 표준 플랫폼 개발에 성공했다.
ETRI 이일우 산업에너지융합연구본부장은 “이번 FEMS 표준 플랫폼은 에너지, ICT, 엔지니어링 등 다양한 기술이 융합된 대표 산업 플랫폼 기술"이라면서 "향후 생태계와 사업화 전반을 아우르는 상용 펨스 표준 플랫폼 고도화와 연계모델 개발에 더욱 집중해 에너지 효율화 사업에 이바지 하겠다”고 말했다.
산업통상자원부 에너지효율과 김현철 과장은 “중소·중견기업의 에너지 저소비·고효율 산업구조로의 전환에 있어 ICT 기술을 활용한 에너지관리시스템 보급 확대는 매우 중요하다. 정부는 산업 전체의 지속가능한 경쟁력 확보를 위해 에너지효율 혁신 방안의 이행 노력을 지속적으로 추진하겠다"고 밝혔다.
ETRI는 개발 기술과 관련해 SCI급 논문 5건, 국내외 표준제안 3건, 국내외 특허출원 및 등록 27건 등의 성과를 창출했으며, 공동연구기관의 사업화 매출 약 50억원 달성에도 기여했다고 설명했다.
연구진은 국내 제조기업의 펨스 도입 비용 애로사항과 도입 이후 지속적인 개선과 운영 관점에서, 향후 플랫폼의 보급과 확산을 위해 지속적인 디지털 에너지 인프라 연구개발과 사업화 노력을 이어나갈 예정이다.
이번 기술 개발은 산업통상자원부, 한국에너지기술평가원의 ‘공장에너지관리시스템(FEMS) 보급형 표준 플랫폼 개발과 실증’ 에너지기술개발사업 일환으로 진행됐다.
