산업통상자원부 산하 한국에너지기술평가원이 에너지수요관리핵심기술개발사업으로 발주한 '초저습 드라이룸의 에너지절감을 위한 기술개발 및 실증'를 수주한 신성엔지니어링은 7월17일 서울시 강서구 마곡동에 위치한 기술연구소에서 킥오프회의를 개최했다고 밝혔다. 이날 킥오프회의는 박대휘 신성엔지니어링 대표, 임승빈 에너지기술평가원 수요관리실장, 이길봉 효율향상PD 등 컨소시움 관계자 40여명이 참석한 가운데 열렸다.

이번 과제는 2025년 4월1일부터 2028년 12월31일까지 3년 9개월간 진행되며 총사업비는 정부출연금(150억원), 민간부담금(50억7,600만원)을 합친 200억7,000만원이다. 총괄주관을 맡은 신성엔지니어링(김한영 이사)를 비롯해 △오스템이엑스티 △에이올코리아 △삼성SDI △한국생산기술연구원 △한국에너지기술연구원 △세종대학교 △한밭대학교 △고려대학교 △한국공기청정연구조합 등이 공동연구기관으로 참여한다.

임승빈 에기평 수요관리실장은 인사말을 통해 "올해 수요관리효율향상과제로 총11개 과제가 협약이 진행되고 있으며 이중 좀더 관심을 갖고 있는 과제가 몇개가 있는데 '초저습 드라이룸의 에너지절감을 위한 기술개발 및 실증'과제는 수요관리분야 대표과제로 생각하고 있다"라며 "에기평에서 보다 많은 관심을 갖고 과제라는 것을 명심하고 좋은 연구 열심히 해주시길 바란다"고 당부했다. 이어 "불편함이 없도록 최대한 도와드겠다"고 밝혔다.

박대휘 신성엔지니어링 대표는 "앞으로 4년간 진행될 이번 과제의 총괄기관으로 막중한 책임감을 느낀다"라며 "이번 과제의 실질적인 성과를 이뤄 우리나라 산업 발전과 우리 회사의 발전에도 도움이 될 수 있도록 책임감을 갖고 이끌어 나가겠다"고 밝혔다. 이어 "신성엔지니어링은 30여년 전 국내에서 처음으로 초저습 제습기를 개발했으며 그동안 일본, 스웨덴 기술에 의존한 기술을 대체해 휴대폰 및 컴퓨터 배터리

분야를 넘어 2차전지 생산에 필수적인 드라이룸기술에 적용되는 기술"이라며 "하지만 핵심기술 중 하나인 로터는 국산화를 위해 지속적으로 기술개발을 추진해 왔으며 이번 과제를 통해 제습로터를 국산화하겠다"고 강조했다.

또한 "2차전지는 전기자동차, 휴대폰 배터리를 넘어 태양광 등 신재생에너지 확대에 따라 성장하는 ESS에도 많이 사용되며 향후 미래산업인 휴먼로이드 로봇 등 산업의 전동화가 확대됨에 따라 사용처가 대폭 확대될 것"이라며 "2차전지 생산라인의 가장 필수적인 핵심기술이 초저습 제습기술이며 습도를 흡수하고 재생하는데 많은 에너지를 들어가는데 재생과정에서 얼마나 낮은 온도에서 재생할 수 있느냐가 핵심기술이며 이번 과제는 미래산업을 이끌어갈 핵심기술을 개발하는 만큼 과제가 성공할 수 있도록 적극 지원하겠다"고 덧붙였다.

초저습 수요처 증가 드라이룸, E절감형 개발

이번 과제 총괄주관을 맡은 김한영 신성엔지니어링 연구소장은 "이번 과제는 실증과제이다보니 3차년도에 제품이 설치된 장소에서 실증평가가 진행돼야 해 굉장히 촉박한 면이 있다"라며 "1~2차년도도 짧은 기간에 수행해야 하는 어려운 점이 있지만 능력있는 공동참여연구기관들이 과제를 잘 수행해 줄 것으로 기대하고 있다"고 밝혔다.

전기차 보급, 재생에너지 확대 및 에너지저장시스템(ESS) 사용 증가에 따라 5~10년 내 5배 이상 급속히 성장해 전 세계시장은 2023년 160조원, 2035년 약 815조원으로 성장할 것으로 예상되며 국내시장은 2020년 22조7,000억원에서 2030년 166조원으로 확대될 것으로 SNE리서치는 전망하고 있다. 현재 중국 중심 LFP 배터리의 성장세 지속 및 이차전지 제조 및 인프라기술의 빠른 변화가 예상됨에 따라 우리나라 정부는 2021년 8월 정부 ‘K-배터리 발전 전략’ 발표 민·관 R&D 추진, 소부장 기업 육성, 수요시장 창출 전략 수립 등 정부전략의 기대효과로 소부장 매출액은 2020년 4조3,000억원에서 2030년 60조원(세계시장 약 20%)으로 성장할 것으로 전망된다.

이차전지 제조공장인 드라이룸은 일반적으로 상대습도 10% 미만 저습상태를 유지하는 공간으로 에너지사용량이 증가하고 있으며 총 전력사용량 중 약 20~35%가 HVAC 전력사용량으로 평가받고 있다. HVAC(제습공조시스템)시설을 위한 재생히터 열원용 전기 및 스팀에너지사용이 증가하고 있으며 이차전지 고밀도화로 인한 충격(안전성 강화) 및 제조 시 온도, 습도 환경(Li 수분 폭발성)에 매우 민감하다. 안정적인 제조를 위한 드라이룸 노점온도 조건 강화(초저습 -45℃ DP) 및 초저습 유지를 위한 에너지사용량이 증대되고 있으며 ESG경영전략에 따른 수요처의 에너지절감 요구가 절실한 상황인 만큼 이번 에너지절감형 초저습 드라이룸 개발이 시급한 상황이다.

특히 드라이룸용 제습로터는 전량 일본, 유럽, 중국 등 수입에 의존하고 있어 핵심기술에 대한 무역장벽 해소 및 글로벌 가격경쟁력 확보도 필요하다. 2024년 전세계 제습로터시장 규모는 3억7,229만달러이며 국내 드라이룸용 제습로터시장 규모 약 200억원은 해외기업이 100% 점유하고 있다. 제습시스템은 재생열원으로 1차 에너지(스팀, 전기)를 주로 이용하며 냉각 가열 동시생산 히트펌프 적용을 통한 탄소저감 및 절감 기술과 전고체 배터리 생산에서 발생하는 유해가스 처리를 위한 대응도 필요한 상황이다.

이번 과제는 기존 제습제(제올라이트 13x 등)대비 제습성능과 제습열이 개선된 제습제를 개발하기 위해 △재생온도 120℃ 구동 가능한 제습로터 제조공법 및 국산화(Φ450mm, Φ2,900mm)기술 개발 △냉각 가열 동시생산 히트펌프 이용 재생열원시스템 개발 △Φ2,900mm, 3만6,000CMH급(소비전력 720kW 이하), 퍼지 투 퍼지 사이클 적용 제습시스템 개발 △삼성SDI 전지 화성동 연중 2,000시간 실증을 통한 개발된 제습시스템 실증 및 검증 △전고체 배터리 제조공정 시 발생하는 유해가스 분석 및 처리 방안 제시 등이 목표다. 이를 통해 기존 대비 에너지절감 20% 이상 달성 가능한 제습시스템을 구축하는 것이다.