LS산전 청주 2사업장에 설치된 2MW급 태양광 발전 솔루션이다.

LS산전 CEO 구자균 회장은 평소 “산업 간의 경계를 허무는 ▲초융합 ▲초연결 ▲초지능 기술 혁명으로 대표되는 4차 산업혁명의 바람은 이미 우리를 새로운 미래로 이끌고 있으며 이 바람은 우리에게 큰 위기이자 기회” 라며 “혁명의 시대에 대비해 선제적으로 융복합 스마트 솔루션 핵심 기술력을 확보하고 스마트한 사업환경을 조성해 4차 산업혁명을 퀀텀점프의 확실한 기회로 만들어야 할 것” 이라고 강조해왔다.

LS산전이 4차 산업혁명에 발맞춰 스마트 공장으로 대표되는 ‘제조업 혁신’과 ESS(에너지저장장치), MG(마이크로그리드), EMS(에너지관리시스템) 등 스마트 에너지 솔루션이 융복합된 ‘에너지신산업’ 분야 핵심 기술을 중심으로 한 신성장동력 발굴과 사업화에 가속도를 내고 있다. 이미 LS산전은 지난 2015년 스마트 에너지의 미래를 열어간다는 의미의 ‘Futuring Smart Energy’(퓨처링 스마트 에너지)를 새로운 미션으로 선포하고, 융합과 연결로 대표되는 4차 산업혁명의 트렌드에 맞춰 이 분야 사업 확대에 나서고 있다.

LS산전은 기존 전력과 자동화 분야 독보적인 기술력에 ICT 융복합을 통한 스마트화(化)를 적극 추진하고 있다. LS산전은 일찌감치 전력과 IT 기술의 융합을 통한 스마트그리드 기술 개발에 매진해왔다. 최근 제조업 경쟁력 강화 정책 확산 기류와 더불어 자동화에 IoT 기술을 접목한 스마트 공장 솔루션을 상용화해 ‘제조업혁신’, ‘에너지신산업’을 선도하고 있다.

◆제조업 혁신 분야 대한민국 대표 스마트공장 구축
LS산전 청주 1 사업장 G동은 스마트 생산 라인이 구축돼 있다. 부품 공급부터 조립, 시험, 포장 등 전 라인에 걸쳐 자동화 시스템이 구축된, 이른바 제조업 혁신의 핵심으로 꼽히는 ‘스마트 공장’이다.

G동은 LS산전의 주력 제품인 저압차단기와 개폐기를 생산하는 공장이다. 저압차단기를 생산하는 G동 1층에 들어서면 생산 라인이 쉴새 없이 움직이고 있다. 연간 2,600만 대의 산업용 차단기를 생산하는 라인으로, 자재는 정확히 1.5일 분으로 유지되도록 설계됐다.

각 공정에는 LS산전을 대표하는 자동화 기기인 PLC(Programmable Logic Controller)가 어김없이 설치돼 있다. 각 공정의 PLC가 상위 PC를 통해 제조실행시스템인 MES(생산관리시스템; Manufacturing Execution System)과 연계돼 있다. MES 허브(Hub)는 각 공장과 상위 시스템 간 네트워크를 구성하는 통신중계 역할을 수행한다.

LS산전 스마트 공장은 수요예측 시스템(APS)이 적용된 유연생산시스템으로 운영된다. APS는 주문부터 생산계획, 자재발주까지 자동 생산관리가 가능한 유연생산방식으로, 생산라인에 적용되어 조립, 검사, 포장 등 전 공정의 자동화를 구현하고 있다.

LS산전 직원들이 청주 2사업장 그리드솔 FEMS 스테이션 중앙제어센터에서 시스템을 작동하고 있다.

이를 위해 LS산전은 지난 2011년부터 약 4년간 200억 원 이상의 투자를 통해 단계적으로 스마트공장을 구축해왔다. LS산전은 ICT와 자동화 기술을 접목해 다품종 대량 생산은 물론 맞춤형 소량다품종 생산도 가능한, 시스템을 완벽하게 구축했다.

LS산전은 스마트공장을 구축으로 생산성 측면에서는 설비 대기 시간이 절반으로 줄었고 생산성은 60% 이상 향상됐다. 저압기기 라인의 경우 38개 품목의 1일 생산량이 기존 7500대 수준에서 2만 대로 확대, 생산효율이 대폭 개선됐다. 에너지 사용량 역시 60% 이상 절감됐다. 불량률도 글로벌 스마트 공장 수준인 6PPM(백만분율)으로 급감했다. 필요한 작업자 수도 라인당 절반으로 줄어 신규 사업 라인으로 재배치 하는 등 경영 효율성에도 크게 기여하고 있다.

LS산전 스마트공장은 ▲기초 ▲중간1 ▲중간2 ▲고도화 단계에 이르는 공장 스마트화 4단계 가운데 중간1, 중간2 단계 수준으로 국내 기업 중 스마트공장 구축 우수 사례로 평가 받고 있다.
LS산전은 올해부터 스마트공장의 매출이 본격적으로 반영되는 것은 물론 스마트공장 솔루션을 통해 주력 사업의 점유율을 높여 시장 지배력을 강화할 수 있을 것으로 기대하고 있다.

또한 사이버 물리 시스템(CPS)과 사물인터넷(IoT)을 지속적으로 도입, 시뮬레이션 분석에 의한 생산시스템을 최적화해 공장의 스마트화를 고도화 단계까지 구현하겠다는 계획이다. 이를 위해 LS산전은 솔루션 도입은 물론 CPS, IoS(Internet of Service), IoT 역량 강화를 위한 내부 전문가 지속 양성, 협력회사를 대상으로 기술교육과 현장 견학을 제공해 스마트 공장의 확대 보급을 꾀하고 있다.

◆’FEMS’는 물론 ‘태양광 연계 ESS’ 상용화 완료, 시장 공략 본격화
LS산전이 자사 청주사업장에 ‘FEMS(공장에너지관리 시스템; Factory Energy Management System)과 ‘태양광 발전 연계 ESS(에너지저장장치; Energy Storage System)설비’ 상용화를 완료하고, 이를 비즈니스 모델로 삼아 신재생에너지 발전 사업을 본격화 한다.

LS산전은 지난 2015년 7월, 충북 청주시 흥덕구에 위치한 청주2사업장에 기존 자동화 기반 스마트 공정 라인에 에너지 효율 운영 관리 시스템(EMS)을 기반으로 ESS(에너지저장장치), 태양광, 스마트미터 등 LS산전의 노하우가 집약된 FEMS를 구축했다.

LS산전 청주2사업장 FEMS에는 총 67억 원의 투자를 통해 ▲1MW급 ESS ▲2MW급 태양광 발전시스템 ▲고효율 인버터 ▲LED 조명 ▲스마트 미터 등이 적용됐다. 각각의 솔루션은 하나의 네트워크로 통합 운영되며, FEMS스테이션(Station)에 구축된 중앙제어센터(FEMS) 통해 공장 전체 실시간 에너지 사용 현황을 한눈에 파악할 수 있어 효율성 확보뿐만 아니라, 설비 안정성까지 높였다.

LS산전은 FEMS 상용화를 시작으로 BEMS 등 고도화된 에너지 관리 솔루션을 앞세워 전체 건물 에너지 사용량의 약 60%를 차지하는 공장, 산업체는 물론 대형 빌딩, 백화점, 빌딩에 이르기까지 다양한 분야에 대한 에너지 효율화 사업을 본격화 한다는 전략이다.

지난 4월 LS산전은 기존 청주사업장 내 구축된 기존 태양광 2MW 발전설비에 1MW급 ESS용 PCS(전력변환장치; Power Conditioning System)와 배터리(1MWh)를 연계해 발전 및 매전을 시작했다. LS산전은 이 사이트를 비즈니스 모델로 삼아 솔루션 판매는 물론 발전소 운영 및 유지보수(O&M)에 이르는 신재생에너지 발전 사업을 확대해 나갈 계획이다.

LS산전 청주사업장 기준으로 기존 태양광 발전의 경우 연간 전력판매 매출은 약 5.7억 원으로 추산되나 ESS로 충전된 에너지를 판매할 경우 약 2억 원 수준의 추가 매출이 발생할 것으로 기대하고 있다.

이는 산업통상자원부가 지난해 9월 RPS(신재생에너지 공급의무화제도) 제도 고시개정을 통해 태양광 발전소에 ESS를 설치해 생산한 전기에 대해 REC 가중치 5.0을 부여한다는 방침에 따른 것으로, LS산전 솔루션 기준으로 35%가 넘는 매전 매출 확대 효과를 거둘 수 있을 것으로 전망된다.

ESS 연계 태양광 발전에 대한 REC(신재생공급인증서) 가중치 부여 제도에 따라 오는 2020년까지 약 4,400억 원(800MWh) 규모의 ESS 시장 창출이 기대되는 만큼 모듈, 인버터, ESS 전력변환장치, 전력기기 및 배전반, 제어 소프트웨어에 이르기까지 자체 개발한 기술 기반의 솔루션을 통해 시장 공략에 적극 나선다는 계획이다.

◆스마트에너지 기술 앞세워 23조원 글로벌 MG시장 정조준
LS산전은 기존 전력과 자동화 분야 독보적인 기술력에 ICT을 적용한 융복합 스마트 솔루션을 앞세워 해마다 가파른 성장세를 보이고 있는 글로벌 마이크로그리드 시장에 집중하고 있다.

LS산전은 ESS(에너지저장장치), EMS(에너지관리시스템), 태양광 등 친환경 에너지 생산부터 저장, 효율적 사용을 가능케 하는 스마트에너지 토털솔루션 풀 라인업(Full-Line up)을 확보하고, 미국, 싱가폴 등 해외 MG 프로젝트 사업자로 잇달아 선정되는 등 이 분야 기술력과 사업 수행 역량을 바탕으로 시장 선점에 속도를 내고 있다.

LS산전은 지난해 11월, 미국 메릴랜드 주(州) 몽고메리대학교에 태양광발전과 ESS를 연계한 에너지자립형 스마트캠퍼스 구축하는 프로젝트 사업자로 선정됐다.

LS산전은 한국전력과 함께 몽고메리 대학과 '스마트캠퍼스 구축사업 협약(LOI)'을 체결하고, 저먼타운(Germantown) 캠퍼스 내 6개 건물에 ▲BEMS(빌딩에너지관리시스템) ▲태양광 발전 ▲ESS ▲스마트계량기(AMI) 적용 스마트캠퍼스를 구축할 계획이다.

이번 사업이 마무리되면 에너지 통합 관리 시스템을 통해 캠퍼스 내 모든 에너지원에 대해 모니터링부터 직접 제어까지 가능하며, 태양광으로 생산된 전기를 ESS에 저장하는 등 에너지 생산과 소비를 최적화해 건물 전체 에너지 사용량을 약 10% 가량 절감할 수 있을 것으로 예상된다.

LS산전은 현재 추진 중인 해외 현지 프로젝트를 성공적으로 수행해 이를 글로벌 MG 시장 본격 공략을 위한 거점으로 삼겠다는 계획이다.

파리기후협약 이후 각국은 수요 증가에 따른 전력부족 문제로 발전 설비를 확대해야 하지만 따라 탄소배출량을 줄여야 한다는 과제를 동시에 안고 있어 ‘신재생발전+ESS’ 중심의 MG가 높은 관심을 받고 있다.

현재 에너지업계는 글로벌 마이크로그리드 시장이 2020년까지 200억 달러(약 23조 원) 규모로 성장할 것으로 예상하고 있으며 우리 정부도 신기후체제에 능동적으로 대응하기 위해 수립한 ‘2030 에너지신산업 확산 전략’으로 마이크로그리드 산업을 적극 육성할 계획이다.

LS산전은 전력망이 제대로 갖춰지지 못한 개도국에는 전기 공급이 어려운 에너지 고립지역이 아직도 많고, 선진국 또한 탄소 배출 없는 MG에 많은 관심을 가지고 있어 지속적으로 시장이 확대될 것으로 예상됨에 따라 북미와 동남아시아 국가를 타깃으로 맞춤형 MG 모델을 개발해 세계 시장 공략을 꾀하고 있다.