왜 에너지를 절감해야 하는가

전세계의 공장과 회사, 담당자들은 저마다의 이유로 에너지를 절감하고자 합니다. 원단위 및 생산능력을 향상시키기 위하여 에너지의 절감, 혹은 환경문제 및 법적인 규제, 또는 회사의 이미지를 높이기 위하여 에너지를 절감합니다.

이번 기사에서는 글로벌 에너지 절감 전략의 역사를 검토한 후, 플랜트 관리자가 포괄적이고 적극적이며 지속가능한 에너지 절감 전략수립 시 고려해야 할 몇 가지 주제를 예로 들어보겠습니다.

글로벌 에너지 절감 전략의 간략한 역사

18세기 산업혁명 시대의 증기 설비의 등장은 에너지를 가장 효율적으로 사용하는 것과 기계 공학 분야의 개발에 대한 관심을 증가 시켰습니다. 특히 당시에는 효율적인 에너지 활용 기술을 개발하는 기계 공학 분야의 발전에 중점을 두었습니다. 증기엔진의 아버지인 제임스 와트는 물리학에 기반한 고효율 엔진을 개발하기 위해 노력을 한 기계 엔지니어였습니다. 그리고 카르노, 클라시우스, 켈빈등의 연구는 열을 일로 변환하는데 상한선이 있음을 밝힌 열역학 제 2법칙을 발전시켰습니다.

19세기에 새로운 연료와 전력의 개발은 효율 높은 엔진 생산을 이끌었습니다. 테슬라가 개척한 소규모 전동기의 개발은 내연구동 장치보다 훨씬 효율적인 초소형 전자제어장치의 발명을 이끌었습니다.

20세기 초, 가변속도 모터의 개발은 전기장치의 성능과 효율을 향상 시켰습니다. 전기장치가 산업에서 유비쿼터스화 됨에 따라, 공장의 생산량이 증가했고 공장, 자동차 및 발전소로 인한 오염도 증가했습니다.

이러한 문제에 대응하기 위하여, 전 세계의 정부는 산업분야 에너지 사용을 규제하는 첫걸음을 시작하였습니다. 일본은 1947년, 정부주도로 열관리규제법을 시행하며 가장 빠르게 반응했던 나라 중 하나였습니다. 이러한 규제는 산업계에서 보다 효율적인 가열공정, 열손실 줄이기, 열원의 재사용이 가능하도록 만들었습니다. 한편, 미국은 LA를 포함한, 공기가 오염된 주요도시들이 1955년 'Air Pollution Control Act'법을 시행하였습니다. 영국에서는 공장 주변에서 발생하는 스모그가 건강문제의 주요 원인이 되어, 1956년 이에 대응하기 위하여 정부주도로 'Clean Air Act'를 시행하였습니다. 다른 나라들 역시 현재 이와 비슷한 규제가 시행되고 있습니다.

1970년대의 글로벌 에너지 위기, 환경 재해 및 기후 변화로 인해 정부는 산업에 더욱 엄격한 에너지 규제를 도입 하게 되었습니다. 정부의 규제와 에너지 비용 절감 욕구는 1970 년대와 80 년대의 산업 에너지 사용에서 상당한 효율 향상을 가능하게 하였습니다. 기술개발은 전자제품 및 교통수단의 에너지 효율성의 향상을 실현하였습니다. 최근에는 기후 변화 협약 (특히 교토 의정서와 파리 협약)에 의해 추진된 세계적인 공조체제가 전 세계 국가들에 엄격한 배출 목표를 설정하고 참가국들이 환경 규제를 시행하도록 장려하고 있습니다.

에너지 절감의 이유

에너지 절감에는 산업플랜트와 사업성을 위한 5가지의 주요한 이유가 있습니다:

1. 증기의 품질/제품가열 최적화를 통한 생산량 증대

증기가 최적화되지 않으면 생산량이 줄어드는, 다음의 3가지 이슈가 발생할 수 있습니다.

1. 바이패스가 열리거나 블로잉 트랩으로부터 발생하는 응축수 회수관의 배압의 상승은 생산속도를 제한할 수 있습니다.

2. 버려지는 증기 또는 응축수는 추가적인 보충수의 필요성을 의미합니다. 보충수의 가열에는 공정 열에 사용되었을 수도있는 보일러 스팀이 필요하게 됩니다.

3. 전용되거나 손실된 증기/응축수는 보일러에서 생성되는 증기의 온도를 낮추어, 열전달 시 고온측과 저온측 사이의 대수평균온도차(LMTD)에 직접적인 영향을 미치는 경우가 있습니다. 따라서 증기의 사용은 단순히 에너지 비용을 절감하는것 뿐만 아니라 생산 전략의 일부로서 최적화해야할 필요성이 있습니다.

2. 비용절감으로 경쟁력을 확보하기 위함

에너지 비용은 회사 운영비용에서 큰 부분을 차지하며, 에너지 사용을 줄이는 것은 전반적으로 직접적인 영향을 미치기 때문에 회사의 이윤을 높이는 효과적인 방법입니다.

3. 화석연료 고갈에 대한 방지차원

재생이 가능한 자원을 사용하여 에너지를 생산하는, 새로운 형태의 발전방식이 나타났으며, 개발자들은 매년 신재생에너지를 통한 발전의 효율적인 방법을 개발하고 있습니다. 재생이 불가능한 자원은 한정되어 있습니다. 최근에, 'Cross Drilling', '오일 샌드에서 Oil 제거', 'SAGD 공법', 사할린 섬에 12,000m 이상의 시추구멍을 파내는 등 오일과 천연가스를 추출하는 새로운 방법이 개발되었습니다. 이러한 추출방법이 이미 사용되고 있다면, 100년 뒤엔 어떤 것을 예상할 수 있을까요? 최근, 지구상에서 채취할 수 있는 모든 석유 및 액체 천연 가스(LNG)는 약 50년 만에 고갈 될 수 있으며, 석탄은 불과 100년 만에 고갈될 수 있습니다. 따라서 재생 가능 에너지와 상관없이, 에너지원에 의존하는 우리 지구와 미래 세대를 위하여 가능한 한 효율적이고 조심스럽게 천연 자원을 사용하는 것이 중요합니다.

4. 환경적인 부담을 줄이기 위해서

급속한 기후변화의 진행의 세계적인 추세를 저지하기 위하여 긴급조치를 취하도록 하였습니다. 특히, 신재생 에너지의 개발 및 보전을 통해 CO2와 같은 온실 가스를 감축하는 것이 국가, 기업 및 개인에게 필수적인 과제가 되었습니다.

5. 사회적 책임

우리의 삶은 점점 더 편리해지고 있지만 지구 전체에 영향을 미치는 많은 환경적인 문제를 야기시켰습니다. 소비자들은 이제 기업이 책임을지고 미래의 환경 문제를 해결하는데 앞장설 것으로 기대합니다. 기업의 사회적 책임 (Corporate Social Responsibility)의 일환으로 회사는 비즈니스 관행, 제품 및 서비스의 환경에 대한 영향을 줄이며 에너지 사용, 탄소 배출 및 환경 영향에 대한 정보를 공개할 것 으로 기대됩니다. 주요 기업들은 환경을 개선시키는 것이 브랜드 이미지를 높이고 지역 운영을 위한 대중의 지지도를 높이는 효과적인 방법이라는 것을 알게되었습니다.

기업의 에너지 보존은 경영진으로부터 시작합니다.

관리자는 에너지 절감 전략을 수립할 때, 현재의 출발점으로부터 에너지 사용과 폐기물 감소에 대한 현지 지침 또는 규정을 참조 할 수 있습니다. 또한 능동적이고 지속가능한 에너지 관리 프로그램의 실행을 통해 전기, 연료사용량 및 비용을 줄이는 구체적인 목표를 수립 할 수 있습니다. 이러한 초기 목표의 설정은 공장과 함께 에너지 절감 진행사항을 평가할 수 있고, 목표달성을 위한 긴 여정을 이끌어 갈 수 있습니다.

효율적인 에너지 관리는 경영진으로부터 시작합니다. 모든 직원들이 함께 일할 수 있으며, 현실적인 에너지 보존 목표의 달성을 추진하고 요구하는 것이 경영진의 역할입니다

TLV의 컨설턴트와 엔지니어는 에너지를 절감의 효과적인 전략을 설계하여 당신을 도울 수 있습니다. 자세한 사항은 당사에 연락주시기 바랍니다.

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스팀 컴프레셔

에너지 절약을 위한 관리 전략