LS산전 관계자들이 청주 2사업장 그리드솔 FEMS스테이션에 구축된 중앙제어센터를 통해 공장 전체 실시간 에너지 사용 현황을 체크하고 있다.

최근 국내 에너지정책의 패러다임이 '공급' 중심에서 '수요관리' 중심으로 변화하고 있다. 제조업의 확대와 급속한 도시화로 매년 에너지 소비가 급격히 증가하면서 기존 공급 중심의 에너지 수급정책으로는 역부족인데다, 지난해 파리기후협약 이후 온실가스 배출량 감축에 대한 관심이 한층 높아졌다. 수요관리란 공장, 빌딩, 가정 등 에너지 사용자가 필요한 만큼만 에너지를 사용하도록 효율관리를 하고, 불필요하게 낭비되는 에너지를 제거함으로써 에너지를 절감하는 것을 뜻한다.

에너지경제연구원에 따르면 국내 에너지 소비는 산업(62%), 건물(21%), 수송(18%) 순으로 공장 등 산업시설과 대형 건물이 가장 큰 비중을 차지하고 있다. 현재 우리나라의 산업용 전력요금은 OECD(경제협력개발기구) 평균 대비 약 55% 수준이나 전력사용량은 약 2배 수준으로 에너지 다(多)소비형의 비효율적 구조를 보이고 있다. 고효율 설비 교체 등 하드웨어 중심의 기존 에너지 효율화 방식의 한계를 획기적으로 뛰어넘어 선진국 수준으로 전환하기 위한 대안으로 EMS(에너지관리시스템)가 주목 받고 있다.

EMS는 에너지기술에 정보통신기술(ICT)을 융합해 공장·건물 내 에너지 정보를 수집하고 데이터를 분석해 에너지 효율을 높이는 통합 시스템이다. 에너지 사용 정보를 자동 수집, 분석해 사용자 특성에 따라 최적화된 개선 방안을 제시한다. 이를 통해 적합한 에너지사용 패턴을 적용함으로써 에너지 절약 및 비용을 절감하고 최적의 가동 상태 유지를 가능케 한다.

EMS가 차세대 에너지 절감 및 효율화 기술로 주목 받고 있는 만큼 그 시장은 지속적인 성장세를 보일 것으로 전망된다. 미국 시장조사기관 내비건트리서치(Navigant Research)는 전 세계 FEMS 시장이 2013년 약 13조 1,825억원(113억 달러)에서 오는 2020년 약 26조 1,318억원(224억 달러)로 연 10.3%씩 성장할 것으로 예측하고 있다. BEMS 시장도 2012년 2조1,000억원(약 18억달러)에서 2020년 6조7,000원(60억달러)로 연 15.6%씩 급성장할 것으로 내다보고 있다.

LS산전 관계자가 MW급 ESS 전력변환장치를 점검하고 있다.

특히 내년부터 공공기관에 ESS와 EMS 설치가 의무화됨에 따라 국내 신재생에너지 관련 산업과 시장 전반이 한층 활성화 될 것으로 예상된다. ESS는 2017년부터 건축허가를 신청하는 계약전력 1,000kW이상 공공기관 시설부터 의무화된다. 계약전력의 5% 이상에 달하는 규모의 ESS를 설치해야 한다. 기존 공공 기관 건물 약 1,382개는 2020년까지 단계적으로 설치가 추진된다. 의무대상에 포함되는 전 공공기관 시설에 ESS가 설치될 경우 총 244MW 규모, 약 2,000억 원 시장이 새롭게 형성될 것으로 기대된다.

BEMS도 2017년부터 신축 공공기관 시설에 설치가 의무화 됨에 따라 연간 100여개 건축물에 적용, 연간 약 200억 원 규모의 신사장이 열릴 것으로 보인다.

# LS산전은 국내 최초의 스마트그리드 브랜드 ‘그리드솔(Gridsol)’을 지난 2014년 런칭했다. ESS, 태양광 발전 등 스마트 에너지 토털 솔루션을 적용, 에너지 최적 운영을 가능케 하는 ▲FEMS(Factory EMS) ▲BEMS(Building   EMS) ▲HEMS(Home EMS) 등 각 수용가에 특화된 기술을 확보했다.

LS산전은 청주2사업장과 안양R&D캠퍼스에 자체 개발한 EMS를 적용해 에너지 사용량을 획기적으로 절감하고 있다. LS산전은 선제적인 시장 확보를 위한 과감한 투자결정을 통해 자사 사업장에 EMS를 적용, 사업 레퍼런스를 확보함으로써 기술 완성도를 높이고 구축 및 운영역량 강화에 힘쓰고 있다.

LS산전은 FEMS·BEMS 상용화를 통해 입증된 에너지 관리 솔루션 분야 고도화 기술을 앞세워 전체 건물 에너지 사용량의 약 60%를 차지하는 산업시설은 물론 대형 빌딩, 백화점, 빌딩에 이르기까지 다양한 분야에 대한 에너지 효율화 사업을 국내외 시장에서 본격화 한다는 전략이다.

LS산전 R&D캠퍼스 전경이다. 이곳은 빌딩자동제어를 기반으로 IBS와 ESS, 태양광발전, 스마트미터 등 스마트 기술이 총 집결된 스마트빌딩(BEMS)이다.

#LS산전은 지난해 7월, 청주2사업장에 ESS, 태양광, 스마트미터 등 LS산전의 노하우가 집약된 FEMS를 구축했다.
총 67억원이 투입된 청주2사업장 FEMS에는 ▲1MW급 ESS ▲2MW급 태양광 발전시스템 ▲고효율 인버터 ▲LED 조명 ▲스마트 미터 등이 적용됐다. 각각의 솔루션은 하나의 네트워크로 통합 운영된다. FEMS스테이션에 구축된 중앙제어센터를 통해 공장 전체 실시간 에너지 사용 현황을 한눈에 파악할 수 있어 효율성 확보뿐만 아니라, 설비 안정성까지 높였다.

ESS, 태양광 발전시스템 구축과 함께 공조기·보일러 등 각종 설비의 성능을 개선했다. 에너지 비용 절감은 물론 자체 생산 전력 판매로 연간 에너지사용량 25%, 온실가스 1,024TOE 감축 효과를 거둘 것으로 예상된다. 이를 비용으로 환산하면 연간 약 10억 원 수준으로 설비 기준 투자비 회수기간은 약 8년이 채 걸리지 않을 것으로 보인다. 투자비 회수기간만 지나면 매년 전기요금의 약 25%를 벌어들일 수 있어 사업성을 충분히 확보했다는 평가를 받고 있다.#LS산전은 지난해 3월 경기도 안양시에 위치한 신축 R&D캠퍼스에 빌딩자동제어를 기반으로 IBS와 ESS, 태양광발전, 스마트미터 등 LS산전의 스마트 기술이 총 집결된 스마트빌딩(BEMS)을 구현했다.

LS산전 안양R&D캠퍼스에는 ▲1MW급 ESS ▲500kW급 태양광 발전시스템 ▲스마트 콘센트 ▲자연채광 자동제어 블라인드 ▲LED 조명 ▲스마트 미터 등이 적용됐으며 중앙제어센터(BEMS)를 통해 이 같은 솔루션을 통합 관리, 제어할 수 있다. 이를 통해 연간 에너지 사용량 10%, 온실가스 12 TOE(석유환산 톤)의 감축효과를 거두고 있다.

LS산전은 BEMS 적용으로 에너지 효율은 높이되 사용자 불편함을 없애 에너지 절감은 물론 연구자의 업무 효율성 강화까지 고려했다.
건물 내부 센서가 사용자 위치를 파악해 빈 사무실과 회의실 등 공간에 냉난방과 조명을 자동 제어함으로써 전력 사용을 최소화 하는 등 적극적인 에너지 관리가 가능하다. 전기·냉난방·공조·보안 등 각각의 설비와 솔루션을 통합 관리를 통해 확보한 에너지 소비 패턴 정보를 사용자와 공유함으로써 무조건 에너지 사용을 줄이자는 과거 개념에서 벗어나 합리적 에너지 소비를 유도해 에너지 낭비는 물론이고 불합리한 절약 습관도 사라졌다.

이 같은 성과를 인정받아 LS산전 안양 R&D캠퍼스는 지난 3월 한국에너지공단으로부터 국내 최초 BEMS 설치 확인 인증을 획득했다.

# 최적의 에너지 효율화를 가능케 하는 핵심에는 EMS, ESS가 자리잡고 있다. 
특히 ESS는 신재생에너지 적용 에너지 효율화 사업장에서 전력 생산의 간헐성을 보완해 전력 공급의 안정성을 확보하는데 필수적이다.

LS산전은 청주2사업장과 안양R&D캠퍼스에 각각 1MW급 ESS를 구축해 건물 내 피크에너지 절감 효과를 거두고 있다. 경부하(전력사용이 낮은 심야) 시간대에 전력을 저장했다가 생산설비, 냉·난방 사용으로 전력 수요가 증가하는 피크(Peak)시간대(10시~15시)에 이를 사용함으로써 에너지사용 효율을 높이고 있다. 이를 통해 청주2사업장은 연간 약 1.1억 원 이상의 전력요금 절감 및 6.5% 전력피크 저감효과를 거두고 있다.

#LS산전은 그린비즈니스 핵심사업인 ESS용 PCS 기술을 확보하고 글로벌 시장 공략에 박차를 가하고 있다.
LS산전은 3kW급부터 1MW급 ESS 자체 생산 기술을 확보하고 있다. LS산전은 일찌감치 ESS 시장 확대를 예상하고 기존 사업 분야인 자동화, 전력전자 핵심기술을 기반으로 ESS용 PCS개발에 역량을 집중했다.
LS산전은 2009년 제주 스마트그리드 실증사업 분야에 참여해 신재생발전원(풍력발전기)과 연계한 EES를 성공적으로 구축, 신재생에너지 발전원의 출력안정화 ESS 운영기술을 확보했다.

2013년 8월에는  ‘스마트그리드 보급지원사업’의 ESS 공급업체로 부산 동래시장, 부산산업용품유통단지 등 2곳에 1MWh급 ESS를 구축했다. 2015년에는 정부가 추진하고 있는 주파수조정용 ESS 시범사업에 참여, 신안성변전소에 52MW규모의 주파수조정용 ESS를 구축 완료하는 등 사업성과가 가시화되고 있다.

#LS산전 1MW급 ESS용 PCS가 지난 4월 대용량(MW급) PCS로는 세계 최초로 UL 인증(UL 1741)을 획득에 성공했다. 미국 전력시장 진출을 위한 필수 제품안전 규격을 확보, 세계 최대 규모로 평가 받는 미국 ESS 시장 진출에 속도가 날 전망이다.

LS산전 1MW급 ESS는 신재생에너지 발전 단계, 전력계통의 변전 단계와 연계돼 최종 수요자가 전력을 공급 받기 전 주파수 조정 등을 통해 전력품질을 극대화하는 기능을 하는 솔루션이다

LS산전은 신재생에너지 확대와 노후 송전망에 대한 스마트그리드 도입 필요성이 날로 늘어나고 있는 북미시장을 적극 공략한다는 전략이다. 현지 전력계통용 ESS용 PCS 시장은 2016년 약 3,150억 원(2억 7,500만 달러) 수준에서 오는 2024년 약 5조 5,800억 원(48억 6,800만 달러) 규모로 빠른 성장세가 예상되는 만큼 시장 점유율을 높이기 위해 현지화 마케팅과 공격적 영업활동을 진행하고 있다.