LS산전 관계자가 MW(메가와트)급 ESS(에너지저장장치)용 PCS(전력변환장치를 점검하고 있다.

최근 국내 에너지정책의 패러다임이 '공급' 중심에서 '수요관리' 중심으로 변화하며 에너지효율화가 주목 받는 가운데, LS산전이 스마트에너지 솔루션에 빅데이터·AI(인공지능) 등 신기술 역량을 접목한 에너지효율화 플랫폼을 통한 에너지 최적화 운영 실증을 완료하고 사업화에 나섰다.

LS산전은 최근 자사 R&D캠퍼스에 구축된 ESS(에너지저장장치; Energy Storage System), BEMS(빌딩에너지관리시스템; Building Energy Management System) 등 스마트에너지 솔루션에 AI기반의 빅데이터 기술을 도입해 건물의 전력소비를 측정, 분석하고 최적의 에너지 사용 패턴 도출해, 기존(약 6.5억 원) 대비 19%에 달하는 전기요금 절감 효과를 거뒀다.

LS산전은 자체 개발한 MW(메가와트)급 대용량 ESS를 통해 전기요금이 비교적 저렴한 야간 등 경부하 시간대에 전기를 충전하고 주간 최대부하 시간대에 방전해 사용함으로써 연간 약 5천 만 원의 전기요금을 절감하고, AI기반의 빅데이터 기술을 적용 ▲피크예측 및 관리 ▲전력 소비 패턴 분석 ▲최적 운영 가이드 제공 등을 통해 추가로 7,000만원을 절감, 총 1.2억원의 전기 에너지 비용을 아낄 수 있게 됐다.

LS산전이 빅데이터 기술을 활용해 운용하고 있는 에너지 효율화 솔루션은 각 전력 소비기기 및 사용자의 에너지 소비량 외에도 신재생 발전량, 시간, 요일, 기상 상태 등 변수에 따라 달라지는 건물의 에너지 소비 패턴을 분석해 최적의 에너지 사용 패턴을 도출, 관리자에게 제공한다.

이를 통해 전력소비량 예측은 물론 에너지 사용이 가장 많은 피크 시간대까지 예상할 수 있어 효율적인 에너지 사용관리, 전력피크관리 등을 통한 비용 절감 효과가 상당할 것으로 기대된다.

지난 2015년 3월 준공된 LS산전 R&D캠퍼스는 빌딩자동제어를 기반으로 IBS(Intelligent Building System)와 ESS(에너지저장장치; Energy Storage System), 태양광발전(PV), 스마트미터 등 LS산전의 스마트기술이 총 집결된 스마트빌딩으로 평가 받고 있다.

LS산전 R&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.

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 최적의 에너지 관리가 가능하다.

또한 전기·냉난방·공조·보안 등 각각의 설비와 솔루션을 통합 관리를 통해 확보한 에너지 소비 패턴 정보를 사용자와 공유함으로써 무조건 에너지를 적게 쓰자는 과거 개념에서 벗어나 합리적 에너지 소비를 유도해 에너지 낭비를 막는 방식으로 소비 패러다임의 전환을 이뤄냈다.

LS산전 R&D캠퍼스 전경.

# LS산전, 독보적 스마트에너지 기술력 앞세워 에너지효율화 시장 본격 공략

LS산전은 국내 최초의 스마트그리드 브랜드 ‘그리드솔(Gridsol)’을 지난 2014년 런칭하고, ESS(에너지저장장치; Energy Storage System), 태양광 발전 등 자사의 스마트 에너지 토털 솔루션을 적용, 에너지 최적 운영을 가능케 하는 ▲FEMS(Factory EMS) ▲BEMS(Building   EMS) ▲HEMS(Home EMS) 등 각 수용가에 특화된 기술을 보유하고 있다.

LS산전은 안양R&D캠퍼스(BEMS)와 청주2사업장(FEMS)에 자체 개발한 EMS를 적용해 에너지 사용량을 획기적으로 절감하고 있다. LS산전은 에너지효율화 분야를 미래 핵심 사업으로 인식하고 선제적인 시장 확보를 위한 과감한 투자결정을 통해 자사 사업장에 EMS를 적용, 사업 레퍼런스를 확보함으로써 기술 완성도를 높이고 구축 및 운영역량 강화에 힘쓰고 있다.

LS산전은 BEMS·FEMS 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.

특히 LS산전 안양 R&D캠퍼스는 지난해 3월 한국에너지공단으로부터 ‘BEMS 설치 1호 인증’을 획득 한데 이어 지난해 6월에는 글로벌 그린빌딩 공모전인 ‘제 1회 APIGBA(Asia Pacific Intelligent Green Building Alliance)’에서 참가기업 30곳 중 2위(금상)에 선정되는 등 국내외에서 BEMS 기술력 및 실제 에너지 절감 효과를 공식 인정 받고 있다.

# 세계 에너지 패러다임의 변화, 수요관리에 주목

2016년 세계 에너지 수요관리 투자액은 2,310억 달러(약 254조 원)로 전년대비 약 9% 증가하는 등 매년 수요관리 시장규모는 증가 추세에 있다. 글로벌 에너지시장(석유, 석탄, 신재생 등)은 약 1.7조 달러로 수요관리 시장은 에너지시장의 약 13.6% 수준의 큰 시장으로 평가 받는다.

제조업의 확대와 급속한 도시화로 매년 에너지 소비가 급격히 증가하면서 기존 공급 중심의 에너지 수급정책으로는 역부족인데다, 지난해 파리기후협약 이후 온실가스 배출량 감축에 대한 관심이 높은 상황이다.

수요관리란 공장, 빌딩, 가정 등 에너지 사용자가 필요한 만큼만 에너지를 사용하도록 효율관리를 하고, 불필요하게 낭비되는 에너지를 신속하게 제거함으로써 에너지를 절감하는 것을 뜻한다.

에너지경제연구원에 따르면 국내 에너지 소비 현황은 산업(62%), 건물(21%), 수송(18%) 순으로 공장 등 산업시설과 대형 건물이 에너지 소비에서 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; Energy Management System)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 적용 함으로써 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 있으며, BEMS 시장도 2012년 2조1,000억원(약 18억달러)에서 2020년 6조7,000원(60억달러)로 연 15.6%씩 급성장할 것으로 내다보고 있다.

특히 내년부터 공공기관에 ESS와 EMS 설치가 의무화 됨에 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 신시장이 열릴 것으로 보인다.