[그린에너지어워드]<1> 삼성전자, 씨에스텍

최근 3년 동안 국내에서 개발된 에너지 R&D 기술의 최고를 가리는 `그린에너지 어워드`. 한국에너지기술평가원은 매년 기술 수준이 높고 독창성이 인정되며, 시장성 및 경제적 파급효과가 우수한 기술을 선정해 `그린에너지 어워드`를 시상한다. 5회째를 맞는 올해는 녹색성장 정책에 힘입어 8대 1의 높은 경쟁률 속에 에너지효율 자원 · 신재생에너지 · 전력원자력 등 3대 기술 분야에서 총 8건의 우수기술이 뽑혔다. 전자신문 그린데일리는 에너지기술평가원과 공동으로 그린에너지 어워드를 수상한 8개 기술을 2개씩 4회에 걸쳐 소개한다.



◆삼성전자 `고효율 VRF 히트펌프 시스템`

삼성전자는 기존 냉매유량가변형(VRF) 히트펌프의 효율을 25%나 향상시킨 고효율 히프펌프와 시스템 제어솔루션을 개발, 그린에너지 어워드에서 에너지자원기술 부문상을 받았다.

이 제품은 기존에 비해 효율이 20% 이상 높은 고효율 VRF 히프펌프용 `DVM PLUS Ⅳ` 기술을 적용, 이산화탄소 배출량도 17.4%나 줄였다. 또 삼성전자만의 원격관리솔루션(RMS)을 도입해 추가로 12.4%의 이산화탄소를 저감하는데 성공했다.

삼성전자의 `DVM PLUS Ⅳ` 기술은 기존 히트펌프와 달리 영하 15도의 추운 겨울에도 사용할 수 있는 게 특징이다. 한국의 추운 겨울에도 문제없이 적용할 수 있게 된 것이다. 효율도 국내 최고 수준으로 에너지관리공단으로부터 고효율기자재 기기로 인증을 받았다.

삼성전자에 따르면 기존 공랭식 히트펌프는 대기 중의 공기열을 활용하는 특성상 실외 온도가 내려갈수록 난방성능과 효율이 떨어진다. 히트펌프가 주로 겨울철에도 비교적 온난한 일본 · 서유럽에서 주로 사용된 이유다.

과거에는 이를 극복하기 위해 인버터의 운전 주파수를 높여 성능을 높이거나 압축기의 용량을 늘려 한랭 조건에서도 사용할 수 있게 했다.

하지만, 이런 방식은 압축기 비용 증대와 인버터 운전 주파수를 높임에 따른 소음 · 신뢰성 및 시스템 효율 저하 등의 문제를 가져왔다. 일부 제품에서는 실내기에 전기히터를 사용키도 했으나 안전 문제가 제기돼 왔다.

이 제품은 또 국내에서 유일하게 원격관리솔루션(RMS)을 채택했다. 이는 2008년 국내 최초로 삼성전자가 개발한 이후 현재까지 전국 280여개의 현장에 적용, 에너지 절감에 기여하고 있다.

실례로 광주상공회의소에 RMS를 적용한 결과, 불필요한 가동 시간이 연간 1848시간에서 1653시간으로 11.6% 감소했다. 전력 사용량도 12.7% 감소, 총 25.2%의 에너지 절감 효과를 거뒀다.

RMS의 절전 제어 알고리즘으로 가능하다는 게 삼성전자의 설명이다. 일정 시간 이후 자동으로 꺼지고 설정 온도 범위도 제한할 수 있다. 온도 최적 제어로 불필요한 에너지 손실을 줄일 수 있다.

고장 추적 알고리즘으로 애프터서비스(AS)도 신속하게 이뤄진다. 고장이 발생할 경우, 이전 1시간 동안의 데이터를 자동 저장해 상태 및 원인을 파악하기 때문에 설비 이용률이 매우 높다.

이 뿐 아니라 고장을 예측키도 한다. 고장 예지 기술을 활용해 문제점을 사전에 인지해 미리 처리하는 기술로 유지관리비 절감은 물론 제품 신뢰성 향상에도 기여한다.

삼성전자는 “고효율 VRF 히트펌프 시스템과 시스템 제어 솔루션을 도입할 경우, 3분의 1 정도의 에너지가 절약돼 연간 133억원의 에너지 비용 절감효과가 있을 것”이라며 “향후 3년간 국내 시장 규모는 연간 5만4000대 정도로 2015년에는 약 2조2700억원의 시장을 형성하고 1만1600명의 고용 창출도 기대된다”고 밝혔다.

유창선기자 yuda@etnews.co.kr



◆씨에스텍 `건식 연신공정을 이용한 고분자 분리막 제조기술`

씨에스텍은 리튬 2차전지용 다공성 고분자 분리막을 건식 다단계 연신공정에 의해 양산할 수 있는 기술로 에너지효율 자원분야에서 그린에너지 어워드를 수상했다.

씨에스텍은 중소기업임에도 불구하고 이 기술로 현재 전 세계 시장의 80% 이상, 국내시장의 90% 이상을 점유하고 있는 일본의 아사히와 토넨, 미국의 셀가드 등 3개사의 제품과 대등한 품질의 제품을 생산할 수 있게 됐다.

분리막은 리튬 2차전지 핵심소재 중 국산화율이 저조해 대일무역역조가 가장 심각한 소재다. 따라서 국내 수요량의 80% 이상을 일본으로부터 수입하고 있는 이 품목의 수입대체 효과가 기대되고 있다. 수입대체 효과 규모는 지난해 기준으로 1200억원에 달한다.

이 기술은 국내 최초로 개발된 리튬 2차전지용 건식 분리막 제조 기술로, 기존의 습식 · 건식방식과 차별화됐다.

먼저 고가의 초고분자량수지(UHMWPE) 대신 범용 고분자수지를 사용함으로써 가격경쟁력이 우월하다. 유기용제 및 첨가제 등을 사용하지 않는 건식공정으로 에너지 소비를 줄이고 다른 제품의 40% 이하수준의 비용이 드는 친환경공정으로 생산한다.

또 각 연신공정의 공정제조 변수 조절을 통한 다양한 등급의 제품생산이 가능하므로 시장의 요구에 따라 다양한 제품 생산도 가능하다.

기존 제조공법에 비해 높은 기공도(porosity, max 70%)도 확보했으며 기공 크기 조절이 용이해 대용량 · 고전류 특성의 전기자동차 및 리튬전지 생산에 적합하다.

무엇보다 순수 국내 엔지니어링기술에 의한 생산설비 라인이 구축됐다는 것도 장점이다. 유닛별 다단계공정이므로 저비용으로 탄력적 생산설비 증설이 용이하다.

씨에스텍은 현재 연간 500만㎡인 생산 규모를 1300만㎡로 증설하고 있다.

파일럿 설비로부터 제조된 2차전지용 분리막의 매출 실적은 지난해 유상샘플 판매로 약 1억원에 불과했지만, 부분적인 양산설비가 도입된 올해 말까지 예상 판매액은 약 10억 내외로 성장될 것으로 보인다. 내년에 1300만㎡ 규모로 증설이 완료되면 약 50억원 이상의 매출 신장이 기대된다.

특히, 이미 중국으로 연간 100만달러 규모의 수출계약이 체결되기도 했다.

씨에스텍 관계자는 “건식 연신공정을 이용한 고분자 분리막 제조기술은 △에너지분야에서 리튬2차전지용 분리막 △의료용 멤브레인 분야에서 약물조절기능을 가진 의료용 패치제 및 혈액투석용 △향장용 팩 분야에서 기능성 향장제품에도 적용이 가능해 향후 고부가가치 기술개발 더욱 박차를 가할 계획”이라고 말했다.

함봉균기자 hbkone@etnews.co.kr