로크웰 오토메이션-히타치에너지, ‘그리드-투-프로세스’ 동맹… 전력과 자동화 시스템 통합 가속

공정 제어와 전력망 인프라의 단일 아키텍처 결합으로 광업·금속 등 에너지 집약 산업의 탈탄소화 및 운영 효율 극대화

세계 최대 산업 자동화 및 디지털 전환 전문기업 로크웰 오토메이션(Rockwell Automation)이 글로벌 전력 인프라 선도기업 히타치에너지(Hitachi Energy)와 손을 잡았다. 양사는 산업 시설의 전력 인프라와 공장 생산 시스템을 하나로 통합하는 ‘그리드-투-프로세스(Grid-to-Process)’ 아키텍처를 공동 구축하기로 합의했다.

최근 산업계 전반에서 탄소 배출을 줄이기 위한 전력화(Electrification)가 빠르게 진행되고 있다. 이에 따라 대규모 설비 투자에 대한 기업의 재정적 부담도 함께 커지는 추세이다. 지금까지 대부분의 산업 현장에서는 전기를 공급받는 수전 및 변전 설비와 제품을 만드는 생산 공정을 서로 분리하여 별도로 계획하고 운영해 왔다. 그러나 전력망의 불안정성이 공장 가동률에 직접적인 타격을 주면서 두 영역을 분리해서 관리하는 기존 방식은 명확한 한계에 부딪혔다.

전력 인프라와 공정 자동화의 결합… 단절된 운영 장벽 해소

양사의 협력은 전력망 제어 기술과 공장 자동화 기술의 물리적·소프트웨어적 결합을 의미한다. 히타치에너지가 보유한 전력망 연계, 전력 품질 관리, 계통 보호 및 에너지 관리 기술에 로크웰 오토메이션의 공정 자동화(Process Automation) 및 디지털 운영 기술을 결합한다.

이를 통해 산업 현장에서는 외부 전력망 유입부터 최종 제품 생산 라인까지 전력과 데이터의 흐름을 하나의 아키텍처 안에서 실시간으로 관제할 수 있다. 설계 엔지니어링 단계가 대폭 간소화되며, 전력 설비 엔지니어와 공정 제어 엔지니어 간의 원활한 데이터 공유가 가능해진다. 아울러 모듈화 설계를 적용해 향후 공장 규모가 커지거나 신재생에너지원이 새롭게 추가되더라도 시스템을 유연하게 확장할 수 있다.

광업 및 금속 산업 우선 적용… 1조 달러 설비 투자 시장 정조준

새로운 통합 아키텍처는 에너지를 가장 많이 소비하는 광업(Mining) 및 금속(Metals) 산업에 우선 적용된다. 이차전지와 첨단 전기 전자 산업 발전에 따라 핵심 광물 수요가 급증하면서, 광산 기업들은 노후 공장의 현대화와 시설 전동화를 동시에 달성해야 하는 상황에 놓여 있다. 관련 업계에 따르면 향후 10년 동안 이 분야의 생산능력 확대를 위해 투입될 설비 자본지출(CapEx) 규모는 약 1조 달러에 달할 것으로 추산된다.

광산과 제련 시설의 핵심 공정인 암석 파쇄(Crushing), 분쇄(Grinding), 원자재 이송(Conveying), 화학 가공 등은 막대한 전력을 소모한다. 만약 전압 변동이나 주파수 이상 등 전력 품질 문제가 발생하면 고가의 대형 전동기와 분쇄기가 급정지하여 생산 연속성이 깨지고 막대한 복구 비용이 발생한다. 양사는 이번 솔루션을 통해 공장 가동 이후 에너지 소비 현황과 자산 활용도를 실시간 디지털 데이터로 시각화하여 설비의 정지 시간을 최소화할 방침이다.

브라이언 홀트(Brian Holte) 로크웰 오토메이션 글로벌 산업 성장 부문 부사장은 미래 산업의 경쟁력이 에너지와 제조 생산을 얼마나 유기적으로 엮어내느냐에 달려 있다고 강조했다. 이어 히타치에너지와의 협력을 통해 고객이 보다 지속 가능하고 복원력이 뛰어난 생산 시설을 구축하도록 지원하겠다고 밝혔다.

마르코 베라르디(Marco Berardi) 히타치에너지 그리드 및 전력 품질 솔루션 총괄 역시 전력화가 산업 운영의 경제성을 근본적으로 바꾸고 있다고 진단했다. 베라르디 총괄은 양사의 전문성을 결합하여 생산 공정과 전력 시스템 사이의 연결성을 강화하고 운영 복잡성을 낮추겠다고 덧붙였다.