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2024년 산업 기자재 분야의 두드러진 트렌드는 디지털 전환과 지속 가능한 기술에 대한 집중적인 투자였다./LG전자 제공

[투데이에너지 장재진 기자] 국내 에너지 기자재 시장은 에너지 전환이라는 시대적 요구와 맞물려 인공지능(AI) 기술을 핵심 동력으로 삼아 빠르게 진화하고 있다.

에너지 효율 극대화, 시스템 안정성 향상, 그리고 지속 가능한 미래 에너지 시스템 구축이라는 목표 아래 AI가 실질적인 혁신을 주도하고 있다는 분석이다.

에너지 수요 증대 속 시장 활력

국내 에너지 시장은 에너지 수요 증가세와 함께 성장 곡선을 그린다. 에너지경제연구원의 분석에 따르면, 국내 전기 총수요는 2021년 572.7TWh를 넘어 2025년에는 더욱 확대될 전망이다. 이는 필연적으로 전력 인프라와 관련 기자재 수요의 꾸준한 확대로 이어질 수밖에 없다.

국가에너지통계종합정보시스템(KESIS)에 따르면 2024년 부문별 전기 소비 비중은 건물(49.8%), 산업(49.2%), 수송(1.0%)를 기록했는데, 건물용 전기 소비가 처음으로 산업용 전기 소비를 초과했다. 한편, 전기화율(전기/최종소비)은 21.8%로 전년 대비 소폭(0.3%p) 하락했는데, 이 역시 상용자가발전 증가 때문으로 보인다.

에너지 기자재 시장의 성장은 국가 에너지 정책 동향 및 에너지 수급 현황과 밀접하게 연관되어 변동성을 보이지만, 전반적인 확장세는 분명하다.

지속 가능성을 향한 기자재의 진화

국내 에너지 시장에서 다루는 기자재의 종류는 매우 광범위하며, 에너지 효율 증진과 지속 가능한 에너지 전환을 지원하는 방향으로 고도화되고 있다. 정부는 '고효율에너지기자재 인증 제도'를 통해 에너지 효율이 우수한 기자재를 장려하며 에너지 절감에 기여하고 있다. 이 외에도 △태양광 BIPV(건물일체형 태양광발전) 시스템과 풍력 발전 설비 등 재생에너지 기자재 △HVDC(초고압 직류송전)와 같은 전력 인프라 기자재 △배터리, 에너지 관리 시스템(EMS) 등 에너지 저장 및 관리 시스템이 핵심 축을 이룬다. 특히 최근 AI 데이터센터의 급증으로 고효율 냉각 솔루션은 전력 소비 절감 및 운영 효율성 제고에 필수적인 기자재로 부상했다.

AI, 에너지 기자재 시장의 '스마트화' 주도

최근 에너지 기자재 시장의 트렌드는 '고효율', '친환경', 그리고 '스마트화'로 요약된다. 이 중 AI 기술은 에너지 시스템 전반의 '스마트화'를 견인하며 실제적인 제품 개발로 이어지고 있다.

지능형 에너지 시스템 통합 분야에서는 AI와 클라우드 기술이 에너지 시스템 전반에 적용되어 생산, 저장, 소비의 모든 과정을 최적화하는 지능형 기자재가 주목받는다.

두산에너빌리티는 원전 기자재 제작부터 시공까지 전 밸류체인에 AI 기술을 활용하여 효율을 높이는 사례를 강조한 바 있으며, 한국전력공사도 AI 기반 전력 수요 예측 시스템을 고도화하여 전력망 운영 효율을 높이고 있다.

재생에너지 효율 향상 및 통합 기술 분야에서 AI는 태양광, 풍력 등 재생에너지의 간헐성을 보완하고 발전 효율을 극대화한다. AI 기반 발전량 예측 시스템은 재생에너지 발전의 안정성을 높여 전력망에 원활하게 통합될 수 있도록 지원하며, 한화솔루션 큐셀부문 등 주요 태양광 기업들은 AI 기반 발전량 예측 및 최적 제어 시스템 개발에 적극적이다.

데이터센터 냉각 솔루션 분야에서는 AI 데이터센터의 전력 소비량이 급증함에 따라 고효율 냉각 기술의 중요성이 커지고 있다. LG전자는 AI 데이터센터 냉각 솔루션 사업 확장에 나서며, AI를 활용해 데이터센터 내부의 온도, 습도, 부하 등을 실시간 분석하고 냉각 시스템 작동을 최적화하여 에너지 효율을 극대화하는 신기술을 선보이고 있다.

또한 예측 유지보수 분야에서는 에너지 설비의 고장을 사전에 예측하고 최적의 유지보수 시점을 도출하는 AI 기반 예측 유지보수 기술은 운영 효율과 안전성을 동시에 높인다. 산업용 로봇 등 첨단 제조 설비에도 AI 기반 센서와 분석 시스템이 도입되어 설비의 이상 징후를 조기에 감지, 갑작스러운 가동 중단으로 인한 손실을 최소화하고 있다.

분산 에너지 시스템 구현 기술 분야에서는 분산에너지특구 정책과 맞물려 VPP(가상 발전소) 및 마이크로그리드 구축을 위한 AI 기반 관리 시스템 개발이 활발하다. 이는 지역 단위의 에너지 자립을 가능하게 하고, 전력망 안정화에 기여하는 핵심 기술로 평가받는다.

AI 기술은 국내 에너지 기자재 시장에서 단순한 설비 제어를 넘어, 데이터 기반의 지능형 의사결정을 통해 에너지 시스템 전반의 효율성과 신뢰성을 혁신하며 미래 에너지 산업을 이끄는 핵심적인 역할을 수행하고 있다.

국내 에너지 기자재 시장의 AI 적용 신기술

국내 에너지 기자재 시장은 AI 기술을 적극적으로 도입하여 에너지 효율을 극대화하고 시스템의 안정성을 강화하는 방향으로 발전하고 있다.

LG CNS는 AI 기반의 스마트 팩토리 솔루션에서 에너지 관리 시스템을 제공한다. 공장의 전력 소비 데이터를 AI로 분석하여 생산 라인의 전력 사용을 최적화하고, 피크 시간대의 전력 부하를 분산하여 에너지 비용을 절감한다. 예를 들어, 생산 설비의 가동 패턴을 학습하여 불필요한 전력 소비를 줄이는 방안을 제시하고 자동으로 제어하기도 한다.

SK텔레콤 등의 통신사들도 스마트 빌딩 솔루션에 AI를 접목하여 건물 내 냉난방, 조명, 환기 시스템을 자동으로 제어하며 에너지 효율을 높이는 서비스를 제공하고 있다. AI가 실내 인원 밀집도, 외부 날씨, 시간대별 사용 패턴 등을 분석하여 최적의 환경을 유지하면서 에너지 소비를 최소화한다.

두산에너빌리티는 원자력 및 화력 발전 설비 등 주요 기자재의 유지보수 과정에 AI를 활용하고 있다. 설비에 부착된 센서에서 수집되는 방대한 데이터를 AI가 분석하여 고장 징후를 사전에 감지하고, 부품의 잔여 수명을 예측한다. 이를 통해 예상치 못한 설비 가동 중단을 막고, 계획적인 유지보수를 통해 운영 효율성과 안전성을 높인다.

한국전력공사는 송변전 설비에 AI 기반의 예지 보전 시스템을 도입하여 변압기, 차단기 등 주요 전력 기자재의 상태를 실시간으로 진단하고 고장 발생 가능성을 예측한다. 이는 광범위한 전력망의 안정적인 운영에 필수적인 기술이다.

한화솔루션 큐셀부문은 AI 기반의 태양광 발전량 예측 시스템을 개발하여 태양광 발전소의 효율적인 운영을 돕고 있다. 기상 데이터(일사량, 온도, 강수량 등)와 과거 발전 데이터를 AI가 학습하여 미래의 발전량을 보다 정확하게 예측하며, 이는 전력 계통 운영의 안정성을 높이는 데 기여한다.

한국전기연구원(KERI)에서 개발 중인 'Proactive VPP(가상발전소)' 기술도 AI를 핵심적으로 활용하여 분산된 재생에너지 자원들의 발전량을 예측하고, 이들을 마치 하나의 발전소처럼 통합하여 효율적으로 제어하는 데 중점을 둔다.

LG전자는 급증하는 AI 데이터센터 시장을 겨냥하여 AI 기반의 고효율 냉각 솔루션을 개발하고 있다. 이 시스템은 데이터센터 내부의 서버 부하, 온도, 습도 등을 실시간으로 모니터링하고 AI가 이를 분석하여 냉각 팬의 속도, 냉각수 유량 등을 최적화한다. 이를 통해 데이터센터의 전력 소비 중 가장 큰 비중을 차지하는 냉각 에너지 사용량을 획기적으로 줄이고, PUE(Power Usage Effectiveness) 값을 낮춰 운영 효율성을 높인다.

이러한 실제 사례들은 AI 기술이 국내 에너지 기자재 시장에서 단순한 트렌드를 넘어, 실제 제품과 솔루션으로 구현되어 산업 전반의 혁신을 이끌고 있음을 보여준다.

출처 : 투데이에너지(https://www.todayenergy.kr/)