‘굴뚝산업’의 대표적인 이미지인 산업단지가 녹색 옷을 입고 있다. 산업부문 온실가스 배출량의 76.8%를 차지하는 산업단지가 장기적으로 RE100, 에너지자립 수준에 이르는 ‘스마트그린산단’으로 탈바꿈한다.
스마트그린산단은 한국판 그린뉴딜의 10대 대표과제 중 하나로 선정돼 2020년 9월17일 실행전략이 마련됐다.
정부는 포스트코로나 시대 새로운 성장동력을 찾기 위해서는 2019년 기준 제조업 생산의 63.9%, 수출의 65.7%, 고용의 49.2%를 차지하는 산업단지의 역할이 중요하다고 보고 그간 ‘제조업 르네상스사업’의 일환으로 추진 중인 스마트산단전략을 한국형 디지털·그린뉴딜이 융합된 전략으로 확장 발표했다.
기존 스마트산단으로 지정된 △경남창원 △반월시화 △인천남동 △경북구미 △대구성서 △광주첨단 △전남여수 등 7개 산단을 대상으로 산단별 특성을 고려한 실행전략을 수립했다.
이번 기획에서는 스마트그린산단의 도입배경을 살펴보고 7개 스마트산단 중 가장 먼저 스마트그린산단으로 지정된 경남창원산단의 탄소중립·에너지자립 방안을 알아본다.
스마트그린산단 키워드, ‘첨단·친환경’
대한민국 제조업이 위기를 맞이하고 있다. 최근 수출실적 호조로 어닝서프라이즈를 기록한 기업이 많았지만 중국과의 치열한 경쟁, 온실가스 배출로 인한 환경문제 및 탄소세, 코로나19로 인한 소비둔화 및 경제역동성 감소, 저출산 및 제조업 기피현상에 따른 전문인력공급 부족 등이 잠재적인 리스크로 지목된다.
스마트그린산단은 이러한 위험요인을 해소해 지속가능한 경제생태계를 구축하고 미래 신성장동력을 확보해 국제사회를 선도하기 위해 추진된다.
산단의 스마트화는 산단을 스마트공장, 시뮬레이션센터 등 제조와 ICT를 결합하는 제조업 혁신을 통해 효율화한다. 또한 혁신데이터센터, 스마트물류센터, 3D디지털자원화 등으로 미래형 디지털산단을 구체화한다는 전략이다.
7개 스마트그린산단은 △디지털화를 통한 첨단산업거점으로 육성 △그린과 디지털 융합을 통한 저탄소 친환경 공간으로 전환 △청년 희망키움공간으로 탈바꿈 등 3가지 목표로 추진된다.
먼저 첨단산업거점과 관련해 디자인·설계·생산·유통·물류 등 산업 밸류체인 전 과정의 디지털화 촉진을 위한 인프라를 구축하며 규제·제도개선을 통한 산업디지털 혁신기반 구축으로 창업·성장·사업재편 등 산업 전 주기 성장을 지원한다.
또한 산단 내 산업·에너지·안전·환경·물류 등 디지털 인프라 데이터를 연계활용해 새로운 비즈니스 및 시너지를 창출할 계획이다.
저탄소 친환경 공간전환에 대해서는 고효율 에너지혁신을 위한 선도기지 구축이 추진된다. 신재생에너지 설비투자 활성화 및 자가생산 촉진을 통해 신재생에너지 공급을 확대하며 입주기업의 고효율 설비투자 유도 및 FEMS 집중 보급, ‘스마트에너지플랫폼’ 구축 등을 연동해 산단단위의 수요관리를 강화한다.
또한 분산에너지 특구를 지정해 신재생에너지 발전사업 및 직접거래를 허용하고 입주기업의 RE100 이행을 지원함으로써 자급률을 제고할 방침이다. 이와 함께 환경오염 원인파악 및 개선방안 도출, 오염물질 저감 클린팩토리사업, 폐부산물 재활용, 공작기계 등 노후설비 성능복원 등 산단별로 특화된 자원순환·친환경 청정산단을 구현한다.
이에 더해 산단 물류의 스마트화·친환경화도 포함된다. 산단 공동물류센터의 수배송·재고관리를 첨단화하고 유통·물류기업의 풀필먼트센터 산단입주를 지원한다. 또한 2022년 출시 예정인 물류용 수소상용차 기술개발과 연계해 산단 공동물류센터를 활용하는 물류기업을 중심으로 수소트럭 시범운영을 검토하고 있다.
이러한 전략은 산단별 특성화 방향을 통해 구체화됐다. △경남창원은 지능형 기계·로봇 등 디지털융합 기계산업을 △반월시화는 국내 최대 뿌리공정 데이터댐 구축기반 첨단 부품소재산업을 △인천남동은 소재·부품·장비 및 바이오헬스 신산업을 △경북구미는 5G선도형 전자융합산업을 △대구성서는 첨단기계금속 등 5대 디지털 융합산업을 △광주첨단은 AI기반 미래형 자동차산업을 △전남여수는 경량·첨단소재 등 화학산업 중심 자원순환·신산업을 특성화 방향으로 삼았다.
경남창원, 친환경·디지털·글로벌 비전제시
경남창원산단은 ‘친환경·디지털 기반 기계산업 중심 글로벌산단’을 비전으로 삼고 기계산업, 대·중·소기업 가치사슬 중심의 신제조 생태계 창출, 에너지자립형 친환경 제조공간 구축 등을 전략으로 설정했다.
이를 실행하기 위해 2019년 3월 경남창원스마트산단사업단으로 출범한 사업단은 ‘경남창원스마트그린산단사업단(이하 사업단)’으로 개념을 확장, 박민원 사업단장(창원대 교수)을 중심으로 △기획지원팀 △제조혁신팀 △스마트인프라팀 △신사업지원팀 등 4팀 체제로 활동 중이다.
스마트그린산단사업은 2020년부터 2025년까지 1단계, 2026년부터 2050년까지 2단계로 추진된다. 특히 산단그린화·에너지자립이 핵심목표로 추진된다. 궁극적으로는 RE100 산단구축이 목표다. 지난해 말까지 8개기업을 지정해 태양광설비를 실증했으며 양산 육상풍력발전소, 합천댐 수상태양광단지를 활용해 RE100을 확산할 방침이다.
에너지자립을 실현하기 위해 ESS도입과 공공수소연료전지발전소를 2022년까지 구축하며 이에 대한 실증데이터를 제공해 민간투자를 유도할 방침이다. 계획된 공공수소발전소는 1.8MW, 공공ESS는 3MW 수준이지만 약 138MW 규모의 민간기업을 2023년까지 유치한다.
전체 프로세스는 신재생에너지발전소에서 생산된 에너지를 산단에 공급하며 각 공장의 에너지를 효율화하고 재생에너지출처인증(REGO: Renewable Energy Guarantees of Origin)으로 부족한 에너지를 충당하는 한편 한전망을 통한 제3자 PPA를 이용해 에너지를 거래하는 체계를 만드는 것이다.
이를 통해 경남창원산단의 현재 연간 CO₂ 배출량을 300만톤에서 130만톤으로 57% 감축한다. 2단계사업이 완료되는 2050년까지 전기에너지(시설가동에너지)의 신재생에너지비율을 50% 이상으로 늘려 탄소배출을 230만톤/연(5,000GWh)에서 100만톤/연으로 줄이며 열에너지(도시가스)의 탄소배출을 50만톤/연(2억2,400만㎥/연)에서 20만톤/연 이내로 감축할 계획이다. 또한 이송에너지(가솔린, 디젤 등)는 50% 이상 친환경차로 전환해 23만톤/연(57만대)에서 10만톤/연 이내로 조절한다.
디지털산단으로 거듭나기 위한 조치로는 스마트모델공장과 공정혁신 시뮬레이션센터를 건립해 표준모델을 제시하고 스마트산단 디지털화사업을 통해 각종 데이터원을 확보, 21세기 원유인 데이터 생산량을 늘린다. 이러한 데이터를 스마트산단 혁신데이터센터에 저장, 클라우드 기반으로 공유한다.
사업단의 관계자는 “스마트공장, 에너지플랫폼, 사람들의 데이터가 혁신데이터센터에서 클라우드로 모이고 이러한 데이터를 스타트업, 공공기관, 대학 등이 이용하는 체계가 조성된다”라며 “이를 통해 창업이 활성화될 뿐만 아니라 물류, 요식업, 플랫폼사업 등 다양한 영역에서 신규수요와 비즈니스 아이템을 도출할 수 있을 것”이라고 밝혔다.
사업예산 1,881.9억원 투입
경남창원산단은 2021년 현재까지 완료된 사업을 포함해 총 9개 예산사업을 통해 스마트그린산단으로 변모하는 중이다.
총사업비 기준으로 △표준제조혁신공정모듈 450억원(2021년까지) △공정혁신시뮬레이션센터 구축 386억5,000만원(2022년까지) △스마트제조 고급인력양성 241억5,000만원(2022년까지) △혁신데이터센터 구축사업 152억3,000만원(2022년까지) △스마트에너지플랫폼 구축 70억원(2022년까지) △에너지 자급자족형 인프라구축 393억원(2022년까지) △스마트물류 플랫폼 55억6,000만원(2022년까지) △스마트편의시설(스마트부스) 구축 3억원(2020년 완료) △3D산단 디지털플랫폼 130억원(2023년까지) 등으로 구성된다.
이중 그린산단부문에 해당하는 사업은 스마트에너지플랫폼 구축사업과 에너지자급자족형 인프라구축사업이다. ICT기반의 산업에너지데이터 연결·공유를 통해 개별기업의 에너지 효율향상을 넘어 에너지자급자족형 그린산단으로의 조성이 추진된다.
FEMS기반 E플랫폼 구축
스마트에너지플랫폼사업은 에너지 부하 밀집지역인 산단에 공장에너지 효율화 인프라를 구축하고 산단 EMS(Energy Management System)를 구축, 스마트그린산단 선도모델을 구현한다.
2020년부터 2022년까지 3년간 진행되는 이번 사업은 KT가 주관하며 △엔포스 △에코시안 △인코어드테크놀로지스 등 3개사가 참여한다.
사업구성은 △공장에너지 효율화인프라(FEMS) 구축 △산단에너지관리시스템(CEMS) 구축 △스마트에너지클러스터(SEC) 운영 등 3가지다.
FEMS 구축은 에너지플랫폼 수용가를 3년간 70개사를 발굴해 이들을 대상으로 에너지진단 컨설팅 및 계측·통신장비를 포함하는 FEMS 설치를 지원하는 것이다.
CEMS 구축은 수용가의 에너지현황을 관리할 수 있는 클라우드 기반의 에너지플랫폼을 구축하는 것이다. CEMS는 기업별 관리상황을 모니터링하며 에너지부하분석 및 예측진단을 수행하게 된다.
SEC 운영은 수용가, 전문가, 공급기업이 참여하는 협의체를 구성·운영하는 것이다. 워크숍, 세미나 등 활동을 통해 산단 내 참여를 확산하고 에너지플랫폼 비즈니스모델 창출을 도모하기 위해 추진된다.
지난해 9월 그린뉴딜 개념이 포함된 직후 KT컨소시엄이 사업자로 선정됐으며 같은 해 12월까지 지자체·사업단·컨소시엄 간 MOU 및 사업설명회 개최를 비롯해 1차연도 수용가 30개사 모집이 완료돼 국비·민간투자비를 합해 총 33억원이 집행됐다. 올해와 내년에는 국비 20억원을 포함해 총 22억원이 사업비로 책정됐다.
사업단의 관계자는 “에너지효율화시스템 구축을 통한 에너지절감 및 에너지관리시스템 기반조성으로 향후 에너지자급자족사업과 연계하는 시너지 효과가 기대된다”고 밝혔다.
수소·태양광·V2G·E거래로 RE100 추진
에너지자급자족 인프라 구축사업은 산단의 스마트그린화를 선도하기 위한 RE100 실증단지를 조성하고 에너지 신사업생태계를 구축해 미래형 단지의 기반을 마련하는 사업이다. RE100실증단지는 8개 수용가가 계획됐다.
2022년까지 진행되는 이번 사업의 주관기관은 SK에코플랜트가 맡았다. 참여기업 및 기관은 △SK C&C △SK D&D △그리드위즈 △누리플렉스 △한국전기연구원 △한국산업기술시험원(KTL) 등 6곳이다.
SK에코플랜트는 수행기관 역할로도 참여해 수소연료전지를 공급하며 SK D&D는 태양광과 에너지저장장치(ESS)를, 그리드위즈는 V2G를 맡아 전기공급 및 서비스를 제공함으로써 신재생에너지 그린발전소 인프라를 구축하고 있다.
또한 SK C&C는 RE100 플랫폼을 구축하며 누리플렉스는 전력거래 플랫폼 구축을 맡고 전기연구원은 규제샌드박스 제도기획을, KTL은 RE100 인증제도를 담당한다.
사업단은 지난해 10월 SK에코플랜트를 사업자로 선정한 데 이어 워크숍 및 MOU를 거쳐 지난 5월 수소발전소의 건립부지를 확정했다. 지난해 집행된 예산은 국비 21억원, 지방비 3억원, 민간투자금 2억원 등 총 26억원이며 올해 총 188억원, 내년 총 165억원이 투입될 예정이다.
그린발전소, E자급자족 기반시설
에너지자급자족 인프라구축사업의 핵심은 ‘그린발전소’다. 국가산단 전체 기계산업 총생산의 약 28%가 집중된 경남창원산단에서 국내 최초로 수소연료전지와 태양광발전소가 포함된 인프라 구축사업이 진행되는 것이다.
그린발전소는 창원국가산업단지 안에 수용가들이 RE100 이행하는데 필요한 복합적인 전력 공급이 가능한 신재생에너지 발전설비로 구축되고 있다.
창원시 의창구 북면에 위치한 동전일반산업단지에 건설되는 그린발전소 내에 기저부하용 수소연료전지 1.8MW를 설치해 안정적인 전기에너지를 공급하고 ESS 3MWh, V2G를 복합 활용해 재생에너지의 활용률을 극대화하도록 구성된다. 수소연료전지는 세부적으로 SOFC 1.5MW, 수전해모듈(SOEC) 0.3MW로 구분된다.
특히 SK에코플랜트가 공급하는 수소연료전지 발전설비는 미국 블룸에너지사와 SK에코플랜트가 공동으로 설립한 블룸SK퓨얼셀 조인트벤처를 통해 공급한다.
SK에코플랜트의 관계자는 “수소연료전지 발전설비는 95%의 종합효율과 56% 발전효율로 세계 최상급의 성능으로 구축된다”라며 “국가전력배출계수보다 온실가스 배출이 적은 친환경발전설비”라고 강조했다.
재생에너지 발전설비인 태양광 2MW 발전소는 창원국가산단 내 제4아파트형공장 임대지붕에 지붕형 태양광으로 설치되며 그린발전소 내 통합관제센터를 통해 운영된다.
그린발전소 수소연료전지와 외부 지붕형 태양광발전설비를 통해 생산된 전력은 제3자 전력거래계약(PPA) 방식을 활용해 한국전력망을 통해 경남창원산단에서 모집할 희망 수용가들에 공급될 예정이다. RE100 지원대상기업은 총 8개사로 기업당 300kW씩 총 재생에너지용량 2.4MW가 공급된다.
그린발전소를 중심의 에너지자급자족 인프라는 발전설비와 함께 에너지관리·거래시스템 및 RE100인증 지원시스템을 포함하는 통합 에너지 플랫폼 ‘RE100 플랫폼’ 개념으로 구축된다.
인프라는 수소연료전지, 태양광, ESS, V2G로 구성돼 그린발전소 내 구축되는 통합관제센터를 통해 설비간 연동이 이뤄진다.
통합에너지플랫폼은 전력구매계약시스템과 연동되며 스마트전력거래플랫폼을 통해 계약정보연동, 데이터관리, 계약현황 관리, 인프라관리가 가능하고 DR(수요반응) 서비스와 CPS(Cyber Physical System) 기반 분산전원 관리가 이뤄진다.
또한 경제적이고 효율적인 플랫폼시스템 운영을 위해 신재생에너지 장비·설비업체와 참여기업·투자자를 연결하는 마켓플레이스를 지원하며 전력이력, 설비운영이력, 외부연계 DB에 대한 분석서비스시스템을 제공한다.
사전검토를 통해 취약수용가를 우선 해결 후 신재생에너지 연계를 고려한 실시간 계통해석 솔루션 및 서비스를 제공하며 안전재난 관리시스템을 통해 실시간 모니터링이 이뤄지도록 구성돼 있다.
SK에코플랜트의 관계자는 “그린발전소시스템을 통해 저탄소 고효율 에너지자립화 실증과 RE100 실증이 가능한 신규 비즈니스 모델과 콘텐츠를 개발할 것”이라며 “이를 경남창원산단 수용가들에게 제공하고 운영함으로써 에너지자립화 달성을 통한 스마트그린산단을 선도한다는 비전을 갖고 있다”고 밝혔다.
그린발전소는 현재까지 임대부지 확보 및 부지정리가 진행 중이며 설계 및 인허가가 완료되는 올해 4분기에 착공해 내년 상반기 준공을 목표로 진행 중이다. 또한 통합 에너지플랫폼이 완료되면 내년 하반기부터 개시해 산단 내 8개 수용가에 친환경 전력을 공급하고 시스템 실증운영을 진행할 예정이다.
사업시행 2년차…성과 가시화
스마트그린산단사업 2차연도에 돌입한 경남창원산단은 이미 일정부분에서 가시적인 성과를 거두고 있다. 2017년 이후 2019년까지 꾸준한 하락세를 그리던 생산, 수출, 입주기업 수 등 정량적 지표가 2020년 상승으로 반전했다.
창원산단 생산량은 △2017년 57조6,310억원 △2018년 50억3,009억원 △2019년 39조1,960억원으로 감소추세였지만 2020년 41조7,302억원으로 반등했다. 당초 한국산업단지공단은 창원산단의 2020년 생산량을 약 37조원으로 집계했으나 지난 8월 보정을 거쳐 정확한 통계를 산출한 결과 약 41조원으로 나타났다.
또한 수출액은 △2017년 180억7,700만달러 △2018년 156억3,700만달러 △2019년 95억9,600만달러로 감소하다 2020년 103만8,700만원으로 나타났다.
또한 입주기업 수는 2019년 3월 2,716개사에서 2020년 12월 2,740개사, 2021년 3월 기준 2,866개사로 증가했다. 특히 ICT 대기업, 국책연구기관이 속속 입주하면서 건전성을 높이고 있다. 스마트그린산단사업에 참여하는 △SK에코플랜트 △KT △다쏘시스템코리아 △한국디자인진흥원 △한국자동차연구원 △한국전자기술연구원 등이 입주했으며 지멘스 등 다수 대기업과 사업단의 입주협약이 예정돼있다.
사업단의 관계자는 “경남창원산단은 국내 산단 중 처음으로 한국판뉴딜 대표사업인 스마트그린산단으로 지정돼 사업기획에 많은 고민과 노력이 필요했으나 사업단을 비롯한 다양한 참여자들의 협력을 통해 성공적인 모델을 만들 수 있었다”라며 “경남창원산단에 적용된 사업들이 타 지역 산단에도 적용되고 있는 만큼 대한민국 대표 산단이라는 인식을 갖고 스마트그린산단 역할을 지속토록 노력할 것”이라고 밝혔다.
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