LS산전 청주 2사업장 그리드솔 FEMS 스테이션 중앙제어센터 전경

최근 에너지정책 패러다임이 '공급' 중심에서 '수요관리' 중심으로 변화하고 있다. 제조업 확대와 급속한 도시화로 매년 에너지 소비가 급격히 증가하면서 기존 공급 중심의 에너지 수급정책으로는 역부족인데다, 파리기후협약 이후 온실가스 배출량을 감축하기 위해서는 변신이 불가피한 시점이다.
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. 특히 산업용의 경우, 전력요금은 OECD 평균 대비 약 55% 수준이지만 전력사용량은 약 2배나 많은 에너지 다(多)소비형이라는 숙제를 풀어야 한다. 고효율 설비 교체 등 하드웨어 중심의 기존 에너지 효율화 방식의 한계를 획기적으로 뛰어넘어야 하는 것이다. 최근 에너지 효율을 선진국 수준으로 전환하기 위한 대안으로 떠오르는 것이 바로 EMS(에너지관리시스템)이다.
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.
차세대 에너지 절감 및 효율화 기술로 주목받는 EMS의 시장 또한 지속적인 성장세를 보일 전망이다. 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 연 15.6%씩 급성장해 2020년 6조7,000원(60억달러)에 이를 것으로 내다보고 있다.
국내 시장도 지난해부터 공공기관에 ESS와 EMS 설치가 의무화됨에 따라 신재생에너지 관련 산업과 시장 전반이 한층 활성화될 것으로 예상된다. ESS는 2017년부터 건축허가를 신청하는 계약전력 1,000kW이상 공공기관 시설에 의무 설치되고 있다. 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 의무화됨에 따라 연간 100여개 건축물에 적용, 연간 약 200억 원 규모의 신시장이 열릴 것으로 보인다.

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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 강조하고 있다.
LS산전이 4차 산업혁명에 발맞춰 ESS, MG(마이크로그리드), EMS(에너지관리시스템) 등 스마트 에너지 솔루션이 융복합된 ‘에너지신산업’ 분야 핵심 기술을 중심으로 한 신성장동력 발굴과 사업화에 가속도를 내고 있는 배경이다. 이미 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 추진해왔다. 일찌감치 전력과 IT 기술의 융합을 통한 스마트그리드 기술 개발에 집중, 대한민국 ‘에너지신산업’을 선도하고 있는 것이다.
LS산전은 국내 최초 스마트그리드 브랜드 ‘그리드솔(Gridsol)’을 지난 2014년 런칭하고, 자사의 스마트 에너지 토털 솔루션을 적용, 에너지 최적 운영을 가능케 하는 ▲FEMS ▲BEMS ▲HEMS 등 각 수용가에 특화된 기술을 보유하고 있다.
안양R&D캠퍼스(BEMS)와 청주2사업장(FEMS)에는 자체 개발한 EMS를 적용해 에너지 사용량을 획기적으로 줄였다. 에너지효율화 분야를 미래 핵심 사업으로 인식하고 선제적인 시장 확보를 위한 과감한 투자결정을 단행한 것이다. 자사 사업장에 EMS를 적용한 레퍼런스를 확보함으로써 기술 완성도를 높이고 구축 및 운영 역량강화에 힘쓰고 있다.
LS산전은 앞으로 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.

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LS산전은 자사 청주사업장에 ‘FEMS’와 ‘태양광 발전 연계 ESS 설비’ 상용화를 마치고, 이를 비즈니스 모델로 삼아 신재생에너지 발전 사업을 본격 전개하고 있다.
지난 2015년 7월 청주2사업장에 기존 자동화 기반 스마트 공정 라인에 에너지 효율 운영 관리 시스템(EMS)을 기반으로 ESS, 태양광, 스마트미터 등 LS산전의 노하우가 집약된 FEMS를 구축했다.
총 67억 원을 들여 ▲1MW급 ESS ▲2MW급 태양광 발전시스템 ▲고효율 인버터 ▲LED 조명 ▲스마트 미터 등이 적용됐다. 각각의 솔루션은 하나의 네트워크로 통합 운영되며, FEMS스테이션에 구축된 중앙제어센터를 통해 공장 전체 실시간 에너지 사용 현황을 한눈에 파악할 수 있어 효율성 확보뿐만 아니라, 설비 안정성까지 높였다.
지난 2017년 4월에는 기존 청주사업장 내 구축된 기존 태양광 2MW 발전설비에 1MW급 ESS용 PCS(전력변환장치)와 배터리(1MWh)를 연계해 발전 및 매전을 시작했다. 이는 솔루션 판매는 물론 발전소 운영 및 유지보수(O&M)에 이르는 신재생에너지 발전 사업을 확대하는 기폭제로 작용했다.
LS산전 청주사업장 기준으로 기존 태양광 발전의 경우 연간 전력 판매 매출은 약 5.7억 원으로 추산되나 ESS로 충전된 에너지를 판매할 경우 약 2억 원 수준의 추가 매출이 발생할 것으로 기대하고 있다.
이 수치는 정부가 지난 2016 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

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LS산전은 지난 2015년 3월 신축 R&D캠퍼스에 빌딩자동제어를 기반으로 IBS(Intelligent Building System)와 ESS, 태양광발전, 스마트미터 등 LS산전의 스마트 기술이 총 집결된 스마트빌딩을 구현했다.
안양R&D캠퍼스에는 ▲1MW급 ESS ▲500kW급 태양광 발전시스템 ▲스마트 콘센트 ▲자연채광 자동제어 블라인드 ▲LED 조명 ▲스마트 미터 등이 적용됐다. 중앙제어센터(BEMS)를 통해 다양한 솔루션을 통합 관리, 제어한다. 연간 에너지 사용량 10%, 온실가스 12 TOE의 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. 
최적의 에너지 효율화를 가능케 하는 핵심에는 EMS, ESS가 자리잡고 있다. ESS는 전기요금이 싼 밤에 ESS에 전기를 충전한 뒤 전기 사용량이 많아 비교적 요금이 비싼 낮 피크시간에 저장된 전기를 사용하는 시스템이다. 이를 통해 전력수요 최대치를 낮춰 전력요금 절감과 함께 최적의 전력운용관리를 가능케 한다.
특히 ESS는 신재생에너지 적용 에너지 효율화 사업장에서 전력 생산의 간헐성을 보완해 전력 공급의 안정성을 확보하는데 필수적이다.
청주2사업장과 안양R&D캠퍼스에는 각각 1MW급 ESS를 구축, 건물 내 피크에너지 절감 효과를 거두고 있다. 청주2사업장은 연간 약 1.1억 원 이상의 전력요금 절감 및 6.5% 전력피크 저감효과를 입증했다.
ESS 기반의 에너지 효율화 사업은 정부의 ‘에너지신산업 육성을 위한 8대 모델’중 하나로, ESS와 비상발전기를 활용한 분산형 전원 확산 및 친환경 에너지 보급은 물론 에너지 시장 창출과 일자리 확대가 기대된다. 현재 국내외 주요 도시들이 경쟁적으로 사업을 추진하고 있어 시장 확대가 예상되는 대목이다.