전동기 고효율화 시대 개막
돈을 모으기 위해 가장 먼저 해야 할 일은 무엇일까? 은행과 보험사, 투자 회사에서 상담을 받아본 결과 똑같은 답이 나왔다. 가장 먼저 소비를 줄여야 했다. 에너지 분야도 마찬가지다. 원전 에너지든 화석 에너지든 신재생에너지든 우선 불필요한 소비를 줄이는 일이 선행돼야 한다.
에너지 절약의 시작, 전동기
실내를 밝히는 조명등, 식품을 보관하는 냉장고, 업무와 공부 등에 쓰이는 컴퓨터에는 공통점이 있다. 모두 전력을 사용한다는 점이다. 일상을 영위하는 데 있어 전력은 필수사항이다. 잠깐 정전이 됐다고 가정해보자. 모든 일을 멈추고 전기가 들어올 때까지 기다리는 사람이 절반은 될 것이다. 그만큼 전력은 인간의 삶에 꼭 필요한 존재로 자리 잡았다.
문제는 전력이 부족하다는 점이다. 화석연료는 점점 고갈되고 있다. 환경 문제로 원전도 문을 닫고 있다. 대체 에너지로 재생에너지 개발이 이뤄지고 있지만, 물리적, 기술적 잠재력을 보았을 때 한계가 있으리라 예상된다. 전력을 아끼는 운동이 계속되는 이유가 여기에 있다. 점심시간 모니터 끄기, 실내 적정온도 유지 등의 활동이 모두 에너지 절약 차원에서 이뤄지는 운동이다. 하지만 이러한 활동만으로 에너지 절약을 하기에는 한계가 있다. 그렇다면 전력 기기에 사용되는 에너지 자체를 줄이면 어떨까? 또, 불필요한 전력 낭비를 줄이면 어떨까? 이 질문의 답은 전동기로 통한다.
에너지 손실 막고 온실가스 감축하고
국내에서 가장 많은 전력을 소비하는 분야가 전동기다. 2017년 국내 전력 소비량 중 전동기가 차지하는 비중은 54%(30.8조 원, 275TWh)였다. 가장 많을 것으로 예상된 조명기기는 20%(11.4조 원, 102TWh)에 그쳤다. 전력 소비가 많은 전동기를 효율화하면 그만큼 에너지 절약은 가능해진다. 한국전기연구원의 강도현 박사는 “현재 전동기는 전기 100을 입력하면 동력 85가 출력된다. 15에 해당하는 에너지 손실이 발생하는 것이다”라고 말한 뒤 “전동기를 고효율화하게 되면 전기 94만 입력해도 동력 85를 얻을 수 있다. 15였던 손실을 9로 줄일 수 있다”고 설명했다.
스위스는 2010년부터 4년간 노후전동기를 조사했다. 18개 산업군 4,142개 전동기를 조사한 결과 수명이 지난 전동기를 사용하는 비율이 56%였다. 2배 이상 큰 용량 전동기를 사용하는 비율이 28%였고, 78%가 가변속도(팬, 펌프, 압축기, 냉동기) 부하 상태였다. 스위스는 전동기 산업에 투자하기 시작했다. 그 결과 총 399MWh를 절약하는 성과를 이뤄냈다.
2017년 산업통상자원부가 발표한 제8차 전력수급기본계획을 보면, 2030년 전력설비는 123GW에 달한다. 여기서 산업용 가변부하의 고효율 전동기 및 인버터를 사용할 경우 5.1GW의 효율을 향상할 수 있다. 산업용 정속도 및 일반용 전동기를 사용할 경우 1.2GW의 효율을 높일 수 있다. 강도현 박사는 “전동기 고효율화를 이룰 경우 2030년 3.3조 원에 해당하는 발전설비 전력요금을 절감할 수 있다. 564만 톤에 해당하는 온실가스를 감축하는 효과도 있다”고 힘주어 말했다.
초고효율 전동기 시장 주인공은 누구?
강도현 박사는 전동기 고효율화는 신산업 창출도 가능하다고 말한다. 현재 세계전동기 시장은 효율 IE2 등급에서 IE3, IE4, IE5 등급으로 이동하는 추세다. 따라서 전동기 고효율화를 위한 기술을 개발해 시장을 선점하면 133조 원 규모의 세계시장에 도전할 수 있다.
강 박사는 “초고효율(IE5) 전동기는 향후 20년 후 의무 사용이 될 전망이다”라며 “한국은 이 전동기 산업의 퍼스트무버 역할을 해야 한다. IE5 전동기 사용 시기를 10년 정도 단축할 수 있는 생산성을 확보할 경우 세계시장 10%를 점유할 수 있다. 20조 원에 해당하는 점유율이다”라고 밝혔다. 이어 그는 “노키아가 점령했던 아날로그 시장이 디지털로 바뀌면서 삼성이 석권할 수 있었다. 전동기 시장도 마찬가지다. 현재 전동기 시장은 독일 SIEMENS, ABB, WEG가 점령하고 있지만, 초고효율 전동기로 바뀌면 어떤 기업이 시장을 장악할지는 아무도 모른다. 그 시장의 주인에 한국 기업이 올라설 수도 있다”고 목소리를 높였다.
물론, 초고효율 전동기 시장에 도전하는 일은 쉽지 않다. 전동기 고효율화를 하기 위해서 강 박사는 전략적 분석 조직이 필요하다고 전했다. 그는 “노후전동기 산업조사 및 효과, 대체 시 현장 문제점, 사후관리, 인센티브, R&D 등을 할 수 있는 조직이 필요하다”면서 “정부가 IE4, IE5급 전동기를 의무적으로 사용하는 로드맵도 제시했으면 좋겠다”고 말했다. 이어 그는 “보다 강화된 고효율 전동기 보급 관리 법규가 필요하다. 예를 들어 전기생활용품안전법 등이 있었으면 좋겠다”고 희망했다.
▲ 한국전기연구원 강도현 박사
