제조 분야의 에너지 관리: 소비량 모니터링

모든 형태의 비즈니스에는 에너지가 필요합니다. 산업 공정 및 제조 시설이 가장 큰 소비처이지만, 보험 및 은행과 같은 서비스 산업에서도 난방, 냉방, 조명이 갖추어진 대형 건물이 꼭 필요합니다.

최근에 에너지를 많이 소비하는 대규모 기업은 인터넷을 통해 전송되는 데이터를 저장하고 서비스를 제공하는 대규모 컴퓨터 클러스터인 데이터 센터입니다. 최종 용도나 업종에 관계없이 기업은 에너지 소비를 최소화하여 생산 비용을 절감하기 위해 노력합니다.

경제적 인센티브 외에도 화석 연료(대부분의 에너지의 원천)를 연소하여 생성되는 모든 BTU는 대기 중 이산화탄소의 증가로 이어진다는 사실이 점점 더 널리 받아들여지고 있습니다. 이는 결과적으로 지구 기후에 부정적인 변화를 일으키고 있는 것으로 보입니다. 이제 그 어느 때보다 제조업에서 에너지 관리에 집중해야 할 이유가 많아졌습니다.

제조 분야의 에너지 관리

전체 에너지 소비량을 효과적으로 줄이려면 계획과 전사적인 노력이 필요합니다. 예를 들어 천연가스 연소 건조기에서 건조하고 경화시킨 후 전기 건조기에서 최종 건조시킨 다음 코팅하는 제품에 대해 생각해 보겠습니다. 개별 관리자가 ‘에너지 절약 의무’에 따라 첫 번째 건조기에 사용되는 연료의 양을 줄일 수 있습니다. 그러나 이러한 조치는 경화 과정을 방해할 수 있으며, 가스 건조기보다 사용 비용이 훨씬 더 비싼 전기 건조기의 부하를 증가시킬 수 있습니다. 이러한 격리된 조치는 실제로 총 에너지 사용량과 생산 비용을 증가시키고 품질 문제를 초래할 수 있습니다.

에너지 관리 프로그램을 개발하면 이러한 잘못된 조치를 방지할 수 있습니다. 이러한 프로그램의 목표는 비즈니스 전반에 걸쳐 에너지 사용을 지속 가능한 방식으로 줄이는 것이며, 두 가지 중요한 요소로 구성됩니다.

에너지 데이터의 수집 및 분석

데이터 분석 소프트웨어는 dataPARC의 PARCview와 같이 에너지 데이터를 수집하고 분석하는 데 사용할 수 있습니다.

에너지 관리 프로그램의 핵심은 에너지 데이터의 수집과 분석입니다. 현재의 에너지 소비 수준을 정량화하고 향후 개선 사항을 측정할 수 있어야 합니다. 산업용 에너지 관리 소프트웨어는 다음의 작업을 수행해야 합니다.

• 다양한 소스(예: 개별 계측기, DCS, PLC, 데이터베이스, 기타 데이터 수집 시스템)에서 데이터 수집
• 필요한 경우 여러 플랜트 사이트에서 데이터 취합
• 수집된 데이터 저장(또는 히스토리화)
• 의미 있고 명확한 디스플레이로 현재 및 과거 데이터 표시
• 데이터 분석용 도구 제공

관리

에너지 소비를 줄이려면 변화가 필요하기 때문에 데이터 처리 시스템 외에도 제조업에서 에너지 관리를 종합적으로 수행하려면 상당한 관리 및 사회적 요소가 필요합니다. 지금까지 플랜트에서는 에너지를 줄이기 위해 더 효율적인 모터를 설치하거나 가열 탱크를 단열 처리하는 수동적인 방법에 의존해 왔으며, 이러한 방법은 일단 설치되면 자동적으로 에너지를 절약할 수 있습니다. 그러나 작업자가 압축 공기의 누출을 보고하거나 공정을 보다 효율적으로 제어하도록 설득하려면 지속적인 참여가 필요한 활동을 통해 목표에 대한 원활한 의사소통과 재교육이 필요합니다. 이러한 이유로 고위 경영진이 에너지 절감이라는 목표에 참여하고 헌신해야 합니다. 또한 프로그램의 목표와 조치는 이를 실행하거나 변경함에 따라 영향을 받게 될 회사 내의 모든 직원에게 명확하게 전달되어야 합니다. 교육과 이해는 이러한 유형의 프로그램이 성공적으로 진행되기 위해 필수적입니다.

목표가 설정되고 변경 사항이 시행되면 데이터를 검토하여 변경 사항의 효과를 관찰할 수 있습니다. 이니셔티브의 성공 여부와 관계없이 에너지 사용을 줄이기 위한 새로운 아이디어가 떠오를 수 있으며, 다른 변경 사항을 시행할 수도 있습니다. 공정 내 변경 사항과 외부 에너지 공급의 비용 및 가용성의 변화는 에너지 사용 최적화가 지속적인 과정이어야 함을 의미합니다.

ISO 50001을 사용하여 에너지 관리 솔루션 구현하기

제조 에너지 관리 프로그램을 구현하는 한 가지 방법은 에너지 절약을 위한 국제 표준화 기구 지침 또는 ISO 50001-2011을 사용하는 것입니다. 이 표준은 효과적인 에너지 관리 프로그램을 구현하기 위한 정책, 절차, 도구, 기술에 대한 요구사항을 규정합니다. 이 표준의 목적은 에너지 관리를 조직 문화의 모든 부분에 통합하고, ‘에너지 절약 프로그램’이 엔지니어링이나 회계와 같은 특정 부서에서만 단기적으로 처리되는 것을 방지하는 것입니다. ISO 표준에서는 전사적인 참여와 더불어 프로그램과 실제 에너지 절약 모두에 대한 지속적인 개선이 필요하다고 명시하고 있습니다.

ISO 50001 표준은 ‘Plan-Do-Check-Act(계획-실행-확인-조치)’ 개선 프레임워크를 사용하여 에너지 성능 개선을 달성하기 위한 구조적이고 체계적인 접근 방식을 채택합니다.

ISO 표준 프레임워크. 이미지 출처 Wikipedia.

Plan(계획)

에너지 프로그램을 실행하기 위한 첫 번째 단계는 계획을 세우는 것입니다. 이 단계는 다시 두 가지 단계로 설명할 수 있습니다. 첫 번째 단계에서는 최고 경영진이 에너지 절감의 개념에 공감하고 실천을 위한 프레임워크를 개발해야 합니다. 이 프레임워크에는 범위 정의, 정책 및 목표 수립, 필요한 작업을 주도하거나 수행할 인력 팀 개발이 포함됩니다. 이러한 모든 요소가 준비되면 조직 내의 모든 구성원에게 실행 중인 작업의 중요성을 알려야 합니다.

계획 단계의 두 번째 단계는 데이터의 수집 및 검토입니다. 이 작업의 목표는 현재의 작업 상태를 파악하고 에너지 소비가 많은 영역을 파악하는 것입니다. 이러한 지식을 바탕으로 에너지 절감을 위한 전략을 제시합니다.

Do(실행)

이 단계에서는 실제 에너지 관리 및 절감 조치가 실행됩니다. 이 단계에서 에너지 효율이 높은 새로운 장비를 구매할 수 있습니다. 에너지 절약 공정을 실행합니다. 책임자를 지정하고 필요한 경우 작업자를 재교육합니다. 비용이나 환경 문제에 대응하여 외부 에너지원의 대체 에너지원을 찾아 구현할 수도 있습니다.

Check(확인)

에너지 관리 프로그램이 효과적인지 확인하는 과정이 필요합니다. 내부 감사는 프로그램 자체의 관리적 측면을 살펴보고 결함이 없는지, 프로그램이 올바르게 실행되고 있는지 확인해야 합니다. 또한 에너지 데이터를 검토하여 실제 에너지 소비와 관련된 프로그램의 효율성을 판단해야 합니다. 프로그램의 관리 또는 성과에 결함이 있는 경우에는 이를 수정해야 합니다. 결과를 문서로 작성하여 최고 경영진에게 보고합니다.

Act(조치)

ISO 50001 에너지 관리 프로그램의 가장 핵심적인 요소는 에너지 성과를 지속적으로 개선한다는 개념입니다. 따라서 조직의 최고 경영진은 회사의 현재 에너지 프로그램과 에너지 성과를 주기적으로 검토하고 평가할 수 있는 절차를 마련해야 합니다. 경영진은 새로운 기회를 파악하고 개선 조치를 취해야 합니다.

‘ISO 50001 인증’을 받으려면 에너지 관리 프로그램과 관련된 모든 절차와 문서에 대한 공식적인 외부 기관의 검토와 인증이 필요합니다. 또한 인증을 받으려면 기업이 내부적으로 설정한 에너지 절감 목표를 실제로 달성해야 합니다. ISO 인증 에너지 프로그램은 내부에서 개발한 프로그램보다 더 복잡할 수 있지만, 외부의 지침과 검증을 통해 프로그램의 내부적 중요성과 성공 가능성을 높일 수 있다는 장점이 있습니다. 또한 ISO 인증은 마케팅에도 긍정적인 영향을 미칠 수 있습니다. 이러한 인증은 고객을 포함한 회사 내외부의 모든 사람에게 회사가 에너지를 절약하고 회사 운영이 환경에 미치는 영향을 줄이기 위해 최선을 다하고 있음을 분명히 보여줍니다.