<기고>정보 기술을 활용한 저탄소 녹색경영
<기고>정보 기술을 활용한 저탄소 녹색경영
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  • 승인 2009.12.04 20:43
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박일재 지사장/아스펜테크 한국지사

1997년 쿄토의정서 채택 당시 외환위기를 겪은 우리는 개발도상국으로 분류되어 온실가스 감축의무 부담국들에 비해 다소나마 걱정을 덜 할 수 있지 않았나 하는 것이 필자의 생각이었다.

그러나 2007년 12월 ‘발리행동계획(Bali Action Plan)’이 합의되면서 개발도상국들도 국제적인 노력에 적극 동참해야 하는 상황에 이르렀고, 올해 12월 현재 덴마크 코펜하겐에서 열리는 제15차 기후변화회의에서 제시할 수 있는 감축 목표량에 대해 많은 협의들이 이뤄졌다.

에너지자급률이 3%에 불과한 우리는 에너지 자원 빈국으로서 나머지 97%를 수입에 의존하는 세계 10위의 에너지 수입국이자 세계 7위의 석유 소비국으로 꼽힌다. 과거 두 차례의 석유 파동을 겪으면서 에너지 소비 절감을 위해 많은 노력을 기울여왔지만, 우리는 이미 2005년 기준 591백만 톤의 CO₂ 배출로 세계 10위를 기록한 바 있다. 이는 1990년 대비 약 2배의 양으로 가히 폭발적인 증가다. 

지난 몇 년간 에너지 다소비 산업인 전력, 제철, 석유화학 등의 공정산업을 비롯해 신재생에너지 개발과 수송분야 합리화 등의 부문에서 온실가스 배출량 감소를 위한 노력이 계속되고 있다. 삼성, LG화학 등의 석유화학 기업들은 배출권 거래제 도입을 먼저 시도해왔고, 포스코는 파이넥스(FINEX) 공법을 개발한 바 있으며, 현대제철은 밀폐형 원료처리와 온실가스관리시스템 구축 등으로 효율을 향상시키고 있다.

한전과 발전사 등은 기존 발전소의 효율 증대뿐 아니라 풍력, 조력, 석탄가스화 복합발전(IGCC) 등의 신재생 에너지 개발을 노력해오고 있다. 중화학 산업에서는 에너지 재활용, 최적 사용 등의 방법이 널리 사용되어 왔는데 이 분야에 IT 기술을 접목시켜 에너지 사용 절감과 온실 가스 배출량 감축을 더욱 효과적으로 수행할 수 있다.

신재생 에너지 부문에서는 IGCC, GTL(가스액체화), CTL(석탄액체화), Bio-Fuel(바이오 연료), Fuel Cell(연료 전지) 등의 연구 및 공정 개발에 IT 기술이 접목될 수 있다.

공정 산업을 먼저 살펴보면, 에너지를 이용해 철광석을 제선하고 분해로를 통해 화학반응을 발생시키거나 보일러를 가동하여 스팀을 발생한 후에 이 열로 화학반응을 유도하거나 물질분리를 위한 증류탑의 리보일러 열원으로 사용할 수 있다. 또한 이 스팀을 매체로 하여 전기를 생산하기도 한다.

여기서 공정들의 효율적인 운영이 에너지 사용에 지대한 영향을 미치게 된다. 이러한 공정 단위 기구들은 단위조작, 반응공학 및 열역학으로 설계 되는데 지금까지 공정 시뮬레이션이라는 IT 기술이 공장 건설 및 개선에 많이 활용되어 왔다. 이와 더불어 에너지의 최적 사용을 위한 핀치(Pinch) 기술도 또 하나의 IT 기술로 공정 개선에 사용되어 왔다.

최근 석유화학에서는 공정 시뮬레이션과 핀치기술을 접목하여 3~5% 정도의 에너지를 절감하는 아이디어들이 창출되어 공정 개선에 사용되고 있다. 또한 공장 운전의 독특성까지 고려하는 모델링 기술을 통해 최소한의 에너지 사용을 유도하는 선진제어 IT 기술이 석유화학 공업에서 일반화 되어 2~5%의 에너지 절감과 생산량 증대를 실현하고 있다.

전력 산업도 복합 화력이나 유연탄화력의 경우 모두 보일러, 스팀터빈 및 가스터빈으로 구성되어 시뮬레이션을 이용한 실시간 효율 계산 및 최적화와 선진제어 구축이 효율 증대에 충분한 기여를 할 것으로 보인다. 공정산업에서 IT를 이용해 에너지 사용과 탄소 배출량을 평균 2~3% 절감할 수 있다면 전체의 약 50%의 지분을 발전, 제철, 석유화학 등의 공정산업이 차지하는 것으로 적용할 경우, 2005년 기준 약 300백만 톤의 CO₂ 배출 중 6~9백만 톤의 배출 감축과 함께 에너지 사용을 2~3% 추가 절감할 수 있는 방안이 되겠다.

신재생 에너지 개발 부문에서는 수소연료전지, 태양광, 풍력, 바이오, 폐기물, 소수력, 지열, 태양열, 조력, 액화가스 등 11가지와 석탄가스화 기술, CO₂포집 기술과 합성천연가스 기술의 청정화 기술도 정부의 전폭적인 지지 하에 많은 연구가 진행되고 있다.

공정 개발 연구 시에 실험과 함께 시뮬레이션 IT 기술이 접목되면 실험장치 투자비 절감 또는 실험 비용 절감을 경험하게 된다. 특히 현재 중동과 아프리카 등에서 계속되는 건설사들의 석유화학 프로젝트 수주와 FPSO(부유식 생산저장 설비) 등의 첨단 설비 설계 및 제작 능력을 보유한 조선사들의 선전에 따른 플랜트 강국 코리아의 면모에 향후 비전을 그린 에너지 기술로 이어가면 좋지 않을까 하는 생각이다.

바로 여기에 IT 기술을 접목해 기본 설계와 상세 설계를 통합한 설계능력을 시스템화하여 경쟁력을 강화하는 것을 고려하고 싶다. 즉, 현재 개발되고 있는 기본설계에 시뮬레이터를 이용한 후 장치 설계를 위한 데이터 시트 작성과 건설 원가 계산 등이 시스템적으로 수행되어 패키지로 관리될 수 있는 기술을 사용하면 효율적인 FEED(Front End Engineering & Design) 구사로 수주에 많은 경쟁력을 가질 수 있을 것을 확신한다.

서두에 언급했듯이 우리는 에너지 빈국이며 에너지 수입국 10위와 온실가스 배출국 10위를 기록하고 있다. 이런 상황에서 우리가 선전하고 있는 전자산업, 자동차 산업, 플랜트 건설산업 등에서 뿐 아니라 저탄소 녹색경영에서도 IT 기술을 잘 접목하여 시스템화 하고 효율을 극대화해 세계적인 경쟁력을 강화해나는 것이 향후 우리의 지속 성장을 위한 돌파구가 아닐까 한다.

 

 


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