에너지관리시스템(EMS: Energy Management System)은 ICT와 제어기술을 활용해 상업용 빌딩, 공장, 주택, 사회 인프라(전력망, 교통망 등) 등을 대상으로 에너지흐름과 사용의 시각화 및 최적화를 위한 통합 에너지관리솔루션으로 정의된다.

EMS를 통해 전력 등 에너지 사용량과 생산량을 모니터링하며 합리적 에너지사용을 위해 설비 및 기기제어, 태양광발전 등 신재생에너지나 에너지저장시스템(ESS)을 제어할 수 있다.

EMS는 적용 대상에 따라 빌딩 전용 BEMS(Building EMS), 공장 전용 FEMS(Factory EMS), 주택 전용 HEMS(Home EMS) 등으로 구분된다. 각각 적용 대상은 다르지만 전력 등 에너지의 흐름에 대한 모니터링 기능과 설비·기기 등에 대한 제어기능을 가진다는 점은 모든 시스템의 공통사항이다.

이처럼 EMS는 시설물외피, 설비‧기기 등을 변경 또는 교체하지 않고도 에너지를 효율적으로 이용할 수 있게 한다는 점에서 탄소중립을 위한 중요한 아이템으로 인정받고 있다. 그러나 지금까지 빌딩자동제어시스템(BAS) 중심의 높은 투자비용, 전문성 있는 운영인력 부족, 에너지절감효과 체감 부족 등 문제로 시장확산이 제한적이었다.

한국EMS협회(회장 박찬우)는 이러한 EMS시스템의 보급확산과 시장‧산업활성화를 위해 다양한 사업을 수행하고 있으며 연구개발, 정책제안 및 제도개선 등에도 활발한 활동을 펼치고 있다.

올해로 임기 2년차에 접어든 박찬우 EMS협회장을 만나 지난 1년간의 성과를 점검하고 EMS시장동향에 따른 향후 사업추진방향에 대해 들었다.

■ 취임 후 지난 1년간 성과는

EMS협회는 정부 제로에너지빌딩(ZEB) 확산 로드맵에 따라 BEMS를 보급·확산하고자 노력하고 있으며 ‘BEMS 운영관리사’ 민간자격제도를 활성화하고 에너지효율에 대한 성과검증, ‘BEMS 공사실적증명시스템’을 통해 BEMS 신뢰성을 확보해 소비자가 에너지절감 효과를 체감할 수 있도록 하는 등 산업의 기반을 튼튼히 다지고 있다.

협회는 2021년부터 삼성전자, 중소 회원사와 함께 에너지효율화산업을 활성화 시키고자 운영중인 대·중소기업 융합얼라이언스를 통해 사업화 아이템을 발굴하고 지자체와 협업해 추진하고자 노력하고 있다.

또한 연구기관과 학계 위주로 추진됐던 표준화 연구를 산업계가 주도할 수 있도록 ‘EMS 기술표준 연구회’를 구성해 현장의 표준화 이슈를 도출하고 신규기업의 진출과 기존기업의 사업화 지원을 위해 단체표준 개발활동을 지속하고 있다.

특히 FEMS 보급‧확산을 위해 FEMS기능을 정의한 ‘FEMS 참조모델’ 단체표준을 제정했으며 이를 기반으로 국제표준을 추진하고자 세계 최초로 국제전기통신연합 전기통신표준화부문(ITU-T) 국제 환경·기후변화 표준연구그룹(SG5)에 FEMS를 표준화 신규아이템으로 제안했다.

또한 조사연구 및 기반구축사업으로 △FEMS 활용 실태조사 △건물에너지환경 통합관리시스템 표준화 요구사항 조사 △산업단지 적용 마이크로그리드 EMS기능 및 정책 요구사항 조사·분석을 추진했으며 표준화 및 연구개발을 위해 △분산전원 연계 한국형 BEMS 동남아 현지 맞춤형 모델 실증 △FEMS 보급형 표준플랫폼 개발 및 실증 △에너지관리시스템 확대를 위한 인공지능형 복합센서 개발 및 실증 △자율운전 기반 건물에너지·환경 통합관리시스템 개발 및 실증 △산업단지 폐자원 활용 에너지전환형(전기·열) 마이크로그리드 기술개발 및 실증 △상업시설내 공통기기 자율운전을 통한 에너지 수요효율화 기술개발 및 실증연구를 진행하고 있다.

■ 중·장기적 목표와 비전은

EMS협회는 정부 탄소중립 정책실현을 위해 제로에너지 및 에너지효율화 기반 EMS산업의 경쟁력 강화와 전문가 육성을 최우선의 목표로 업무를 추진하고 있다.

이를 위해 △탄소중립 정책을 위한 제로에너지 및 에너지효율화 기반조성 △EMS시장 확대를 위한 표준화 기반 조성 및 전문인력 육성 △4차 산업혁명 핵심인프라 디지털 트윈·AICBM 융합기술 활성화 △에너지관리시스템 조달품명 신설 및 회원사 협력의 장 활성화 △EMS 보급 활성화를 위한 붐 조성 및 대국민 인식제고 등 업무를 수행하고 있다.

특히 구체적인 사업방침으로는 △공장·상업·주거분야 에너지절감 기술개발과 실증을 통한 에너지효율화 사업확산 △공공 및 민간분야 에너지관리시스템 운영 전문교육 활성화 △에너지 데이터 및 비즈니스모델 연계를 통한 융합얼라이언스 활동 확산 △대·중소기업 상생협력 및 신기술 공동연구 △EMS정책 기반조성을 위한 산업통계 조사연구 활성화 등에 집중하고 고도화할 계획이다.

■ 최근 EMS시장 트렌드는

세계 EMS 시장 규모는 2019년 199억6,000만달러(약 26조4,000억원) 규모에서 2027년 419억7,000만달러(약 55조5,500만원) 규모로 연평균 9.9% 성장할 전망이다. 국내 EMS시장은 현재 성장세를 타고있는 단계로 2019년 1조1,534억원에서 연평균 17% 성장해 2025년에는 3조2,369억원에 달할 것으로 전망하고 있다.

현재 국내 에너지관리시스템 기술력은 상대적으로 높은 편이라고 볼 수 있다. 특히 에너지효율화 측면에서 다양한 기술과 솔루션을 개발하고 있으며 이를 적용하는 분야도 점차 확대되고 있다.

그러나 향후에는 더욱 높은 수준의 에너지효율성을 실현하기 위해 EMS적용이 전제된 다양한 기술적 개선이 필요하다. EMS확대를 위한 개선기술로는 재생에너지와 연계하는 에너지저장 기술이 필요하다. 에너지의 저장이 가능해진다면 불규칙한 에너지 생산·사용 패턴을 보완하고 에너지사용효율을 높일 수 있으며 향후 건물 간 에너지 프로슈머도 가능할 것으로 전망된다.

또한 인공지능(AI) 기술을 활용한 에너지 예측·최적화기술 개발과 ICT와의 융합은 필수적일 것으로 예상된다. 인공지능 기술을 적용하면 에너지 사용량·생산량을 예측하고 최적화할 수 있어 보다 효율적인 에너지관리가 가능해지며 IoT를 활용한 스마트 에너지관리시스템은 에너지 사용자와 생산자간 정보교류를 촉진해 효율적인 에너지관리에 큰 도움을 줄 수 있다.

뿐만 아니라 에너지 수요 및 생산량을 예측하고 관리하는데 있어 블록체인 기술을 활용한 거래플랫폼 구축이 필요하다. 블록체인 기술은 거래의 투명성과 안정성을 높여 에너지 생산자와 사용자 간의 효율적인 거래를 지원할 수 있을 것이다.

현재 기존 축적된 데이터와 BEMS를 이용한 에너지효율화는 이뤄지고 있지만 대형 수용가의 설비 유지보수나 사고예측 등 선제적 대응을 위한 지능화된 운영은 초기단계다. 이를 고도화하기 위해 ‘스마트미터 데이터를 활용한 에너지 컨설팅 서비스’, ‘SNS 분석을 통한 리스크 실시간 예보서비스’ 등 빅데이터를 활용한 에너지제어기술 개발이 진행되고 있다.

지능형 수요관리에서 에너지 총사용량 실적에 근거한 에너지수요관리 방식으로는 향후 에너지 전환에 필요한 에너지감축 잠재량확보에 한계가 존재하며 대규모 수용가의 수요자원화를 통한 대형 수용가의 수요자원 활용성을 높이는 기술개발이 필요하다.

이를 해결할 수 있는 것이 디지털트윈 기술이다. 현재 상태위주 제어를 수행하는 EMS에서 발전해 예측을 통한 최적 제어 및 유지보수 등이 가능할 것으로 예상된다. 이와 함께 가스와 수도, 냉난방공조시스템과 결합시킨 솔루션을 활용 및 적용하는 ESG경영이 확대될 것으로 기대된다.

■ 업계에서 주목하는 차세대 EMS기술은

차세대 EMS가 지향하는 주요 목표는 에너지의 생산, 분배, 저장과 사용을 최적화해 에너지의 효율성을 극대화하며 장기적으로는 친환경적이고 지속가능한 에너지관리시스템을 구축하는 것이다.

이러한 기술로는 △전력망을 디지털기술과 통신기술로 통합해 전력의 생산, 분배, 사용을 지능적으로 관리하는 스마트그리드시스템과의 연계기술 △태양광, 풍력, 지열, 소형 수력 등 전통적인 중앙화 발전소가 아닌 지역적으로 분산된 에너지자원을 효율적으로 관리하는 기술 △에너지저장시스템을 통해 에너지의 피크시간과 이외 시간의 공급과 수요 편차를 조절해 그에 따른 에너지효율을 향상시키는 에너지저장기술 △에너지생산과 사용데이터를 분석해 최적 에너지생산 및 사용방법을 도출하고 예측하는 AI 및 빅데이터 기술 △전기차 보급으로 인한 에너지수요 증가에 대응하기 위해 전기차 충전인프라를 확충하고 관리하는 기술 등이 있다.

나아가 디지털트윈을 접목한 차세대 EMS는 에너지수요관리 및 효율화산업 변화와 기술적 고도화를 통해 EMS 기반의 에너지운영·관리기술 확대에 기여할 것이다. 이러한 기술들이 계속 발전하면서 미래의 차세대 에너지관리방식은 더욱 효율적이고 친환경적인 방향으로 나아갈 것으로 기대된다.

■ EMS시장이 확산되려면

EMS시장은 여전히 BEMS가 전체적인 시장분위기를 주도하고 있지만 최근 BEMS실태를 보면 여전히 BEMS 설치부터 운영까지 여러 문제점들이 드러나고 있다.

BEMS는 대기업뿐만 아니라 역량있는 신규 기업들의 시장진입이 활발해야 하는 산업이다. BEMS가 시장에서 안정적으로 정착하기 위해서는 초기시장 진입장벽을 낮춰 업체간 기술경쟁이 자유롭게 발생하도록 해야 한다.

그러나 아직까지 국내에서는 BEMS시장 진입장벽이 높다. 특히 조달시장을 통한 공공건물 BEMS 구축현황은 높은 시장장벽을 보여주는 예다. 흔히 자동제어시스템을 운영하던 상위 몇몇 기업이 공공건물의 BEMS 구축사업을 독점하고 있는 행태는 반드시 개선해야 할 부분이다.

EMS협회가 오래전부터 이러한 부분을 개선하고자 BEMS 고유의 조달품명을 신규등록 하기 위해 노력하고 있지만 여러 부처와의 합의가 쉽지 않은 상황이다. BEMS시장의 향후 확장성을 고려한다면 다양한 관점에서 유관기업 간 논의와 협의를 통해 함께 해법을 찾아가야 한다.

또한 전문인력의 공급이 부족하다는 점도 EMS시장확대를 위해 개선해야 할 부분이다. EMS는 관리자 역량에 따라 에너지절감 성과달성이 달라진다. 관리자 역량이 우수하면 높은 수준의 에너지절감을 달성할 수 있다.

그러나 이러한 전문인력 공급이 부족해 시장에서는 EMS를 구축해도 전문적으로 운영할 수가 없는 실정이다. 실제로 많은 수요처에서 인력 수급문제를 EMS구축 시 가장 큰 애로사항으로 이야기한다. 최근 인공지능형 EMS기술개발이 한창 진행되고 있다고는 하지만 여전히 EMS는 전문관리자가 상주해 운영하는 것이 매우 중요하다.

이에 따라 EMS협회는 2020년부터 BEMS분야 민간자격을 등록해 연 2회씩 자격검정과 실무교육을 진행하고 있다. 그러나 법·제도적으로 BEMS 운영관리사 의무채용에 대한 강제성이 없기 때문에 정부에서는 탄소중립 실현을 위해서라도 BEMS 운영관리사 의무채용제도 정책을 적극추진할 필요가 있다.

BEMS를 구축한 건물은 전문자격을 갖춘 관리자가 상주할 수 있게 하고 해당 자격을 국가자격으로 승격해 자격자를 체계적으로 관리하는 제도가 도입된다면 새로운 일자리창출과 함께 EMS의 올바른 운영과 보급이 확대될 것으로 기대된다.

이와 함께 FEMS 구축‧운영에 관련해 표준화도 시장확대를 위한 시급한 과제다. 정부가 산업부분 에너지효율화를 위해 막대한 공적자금을 FEMS설치 지원에 투입하고 있지만 FEMS설치에 대한 구체적인 가이드나 표준이 없어 제대로 된 FEMS설치가 진행되지 않고 있다는 어려움이 있다.

이에 따라 FEMS를 설치하고 운용하는 공장수요처가 에너지절감 성과를 체감하지 못하고 있으며 이는 FEMS 시장확대에 부정적인 요소로 작용하고 있다.

이러한 문제를 해결하기 위해 FEMS 구축‧운영에 대한 가이드라인과 표준이 필요하다. EMS협회는 ‘보급형 FEMS 표준플랫폼’ 연구과제를 통해 FEMS에 대한 시리즈 단체표준 제정을 추진중이다. 향후 해당 단체표준이 KS와 국제표준으로 확산될 수 있도록 노력할 것이다.

현재 EMS는 국가 전략산업으로 추진되고 있다. 이와 관련한 연구개발사업에 더해 신기술의 시장안착과 확장을 위해서는 선순환을 이끌 다양한 긍정적인 선례가 필요한 상황이다.

지금까지 제기된 다양한 문제들로 인해 EMS성장이 저해되지 않도록 정부가 많은 정책을 발표하고 있지만 산업계는 쉽게 공감하기 어려운 상황이다. 이에 따라 보다 적극적이고 다양한 부처의 협력하는 지원 정책에 대한 고민이 필요한 시점이다.

■ 향후 주력할 핵심사업은

EMS협회 역할은 EMS산업에 종사하고 있는 기업들이 안전한 울타리 안에서 경쟁과 협치를 통해 산업을 발전시키는데 도움을 주는 것이다. 이러한 협회의 역할에 대한 활동으로 EMS시장 확대를 위해 단체표준 제정, BEMS 조달품명 신규설치 및 산업분류 등록을 주력사업으로 오랫동안 준비하고 추진해오고 있다.

표준화 활동을 위해 운영하고 있는 ‘EMS 기술표준 연구회’는 2021년 현장의 표준화 요구사항 조사를 시작으로 운영위원회를 구성하고 각 전문가들이 참여해 운영해오고 있다. 올해는 EMS 표준화 중장기로드맵을 만들어 산업시설, 상업 및 업무시설, 주거시설, 타 산업 융합 및 기타시설 등에 적용할 수 있는 EMS플랫폼 및 요소기술에 대한 단체표준 개발을 추진 중이며 이는 EMS 확장이 용이한 개방형 시스템을 지향하는데 그 의의가 있다.

이에 더해 협회가 적극적으로 추진하고 있는 사업으로는 BEMS조달품명 신규설치와 EMS산업분류 등록을 오랫동안 준비하고 추진해오고 있다. BEMS는 국가주도 산업임에도 불구하고 산업분류체계가 불명확해 빌딩자동제어시스템(BAS)에 종속된 하위산업으로 인식되고 있다. 이처럼 BEMS고유 조달품명이 부재함에 따라 유사산업인 ‘빌딩자동제어장치’로 조달시장이 형성돼 있다.

이에 따라 BEMS 전문기업이 아닌 BAS전문기업이 BEMS시장을 주도하고 있으며 BEMS 전문기업에 시장진입장벽이 발생하는 문제가 있다. 정부에서는 시장확대와 기업성장을 위해 조속히 BEMS 조달품명을 신설해야 한다.

EMS협회의 또다른 주력사업으로 EMS 전문인력교육이 있다. 매년 교육프로그램을 현장상황에 맞게 개선해 탄소중립 실천에 중추적 역할을 할 전문인력을 양성하고 있다. 협회는 지난 2018년 국가직무능력표준(NCS) ‘건물에너지관리시스템 운영관리’를 개발하고 NCS를 기반으로 2019년 ‘건물에너지관리시스템 운영관리’ 학습모듈을 개발했다.

이를 바탕으로 2020년 BEMS운영관리 자격검정 민간자격을 등록해 2021년부터 BEMS운영관리 자격검정을 실시해오고 있으며 BEMS운영관리 자격자를 배출하고 있다. BEMS운영관리 자격을 갖춘 사람이 BEMS가 구축된 건물에서 에너지관리를 한다면 에너지효율 효과는 생각 이상의 효과를 거둘 것으로 기대하고 있다.

■ ZEB인증 의무화 확대과정에 개선점은

정부 ZEB 확산정책에 따라 현재 ZEB수요가 증가하고 있다. ZEB인증을 획득하기 위해서는 BEMS 또는 전자식계량기 중 하나만을 설치하는 것이 필수항목이다.

그러나 단지 인증을 받기 위한 수단으로써 건물에 대한 적절한 진단이 배제된 무늬만 BEMS인 설치확인 3단계를 받는다거나 계량기를 설치하는 수준으로 진행하는 것은 무의미하다. 이는 인증을 위한 행위일 뿐 실제 에너지절감 효과를 얻을 수 없다. 특히 전자식계량기 설치 이후 건축물에 대한 적절한 모니터링 및 절감조치가 없으면 수요자나 건물 이해관계인의 제로에너지빌딩에 대한 불신은 더 깊어갈 우려가 크다.

이에 따라 협회는 명확한 에너지절감을 위해 BEMS를 ZEB인증을 위한 필수설치 항목으로 지정하고자 노력하고 있다. BEMS에 대한 확실한 성과를 체감할 수 있고 시장 확산에 긍정적인 인식을 주기위해 제도 및 정책 지원방안을 고민하면서 EMS기술에 대한 수요를 찾고 적극적으로 연구개발을 추진하고 있다.

■ 정부, 업계에 하고싶은 말이 있다면

EMS산업은 대한민국이 2050년 탄소중립을 달성하기 위한 필수산업이라는 점에 누구도 이견이 없을 것이다. 그러나 여전히 산업이 정체돼 있는 현재 상황은 정부정책 촉진과 현장 요구사항에 대한 협의가 부족한 것이 가장 큰 원인이라고 판단한다.

정부는 업계의 다양한 의견을 수렴해 EMS산업 저변확대와 적극적인 지원을 위한 정책과 제도를 만들어야 하며 기업은 사업 역량 강화를 위해 다양한 기술 개발에 적극적인 투자가 필요하다. 협회는 정부정책이 현장에서 반영되도록 지원하고, 업계 의견이 정부정책에 반영될 수 있도록 정부와 기업 간의 가교역할을 충실히 수행하도록 노력하겠다.