신성이엔지는 1970년대 설립된 이래 지난 50년간 대한민국 산업 발전에 기여해 온 선도적인 기업이다. 특히 반도체, 디스플레이, 제약바이오, 2차전지 등 첨단산업의 핵심 인프라인 클린룸 공조시스템분야에서 독보적인 기술력과 시장 점유율을 보유하고 있다.

 

또한 태양광모듈 생산을 통해 신재생에너지 사업을 영위하며 지속가능한 미래를 위한 에너지 솔루션을 제공하는 클린룸 및 신재생에너지 전문기업으로 성장해 왔다. 오랜 업력과 축적된 노하우를 바탕으로 최첨단 기술개발에 끊임없이 투자하고 있는 신성이엔지는 에너지기술평가원의 에너지수요관리핵심기술개발사업인 ‘산업용 고청정 설비 초고율화 기술개발’ 과제를 수행하고 있다. 총괄주관을 맡고 있는 김동권 신성이엔지 연구소장을 만나 R&D 추진 방향 등에 대해 들었다.

 

■ 이번 과제에 참여하게 된 배경은

이번 과제는 대한민국의 핵심산업인 반도체, 디스플레이, 2차전지 등의 제조 경쟁력을 강화하고 동시에 ESG경영이라는 시대적 요구에 부응하기 위한 매우 중요한 과제다. 클린룸은 24시간 가동되는 특성상 엄청난 에너지를 소비한다. 이는 곧 높은 운영비용과 탄소배출로 이어진다.

 

신성이엔지는 국내 클린룸산업을 선도하는 기업으로서 에너지 비효율 문제를 해결하고 글로벌 경쟁력을 확보해야 한다는 책임감을 느껴왔다. 또한 오랫동안 쌓아온 클린룸 공조기술 및 에너지효율화 역량이 이번 과제의 성공적인 수행에 가장 적합하다고 판단해 적극적으로 참여하게 됐다. 미래 클린룸산업의 새로운 패러다임을 제시하고 국가 산업 발전에 기여하고자 하는 의지가 담겨있다.

 

■ 클린룸 핵심이슈는

현재 클린룸 운영의 가장 큰 핵심이슈는 바로 에너지소비와 그로 인한 운영비용이다. 클린룸은 24시간 365일 정밀하게 공기를 제어해야 하므로 공조시스템에 막대한 전력이 소모된다. 이는 기업의 운영비용에 큰 부담으로 작용하고 탄소 배출량 증가로 이어져 ESG경영에도 큰 숙제로 남아있다.

 

또한 더욱 미세화되는 공정의 요구사항에 맞춰 초고청정도를 유지하면서도 에너지효율을 높이는 기술의 부재, 그리고 복잡한 시스템을 효율적으로 제어하고 관리하는 지능형 솔루션의 필요성이 크게 대두되고 있다. 이러한 문제들을 해결하지 않고서는 미래 클린룸산업의 지속가능한 성장을 담보하기 어렵다.

 

 

■ 신성이엔지 담당역할 및 개발방향은

신성이엔지는 이번 국책 과제의 총괄 주관기업으로서 전체 과제의 목표 달성을 위한 세부 기술개발 및 실증과정을 총괄하고 조율하는 역할을 수행한다. 여러 참여기관 및 기업들과의 유기적인 협력을 통해 과제 전체의 시너지를 극대화하고 성공적인 결과 도출을 이끌어낼 것이다. 특히 이번 과제의 핵심 개발 과제 중 하나인‘클린룸 공조용 차세대 고효율 외조기 개발’ 파트 및 FFU 에너지저감을 직접 주도하고 있다.

 

주요 개발 방향은 크게 세 가지 축으로 진행된다. 첫째는 외조기 각 컴포넌트의 성능을 획기적으로 개선하는 것이다. 이를 위해 공기 이송의 효율을 높이는 고효율 저압력 손실 필터시스템을 개발하고 차세대 고효율 팬 및 모터시스템을 도입해 송풍 동력을 획기적으로 절감할 것이다. 또한 기존 스팀가습방식의 에너지소모를 줄이기 위해 기화식 가습효율을 극대화하는 기술을 개발하고 외조기 자체의 아키텍처를 최적화해 공간 효율성과 에너지효율을 동시에 확보할 것이다.

 

둘째는 데이터 기반의 지능형 제어시스템을 구축해 외조기뿐만 아니라 클린룸 전체 공조시스템 운영효율을 극대화하는 것이다. 클린룸 환경의 다양한 데이터를 실시간으로 수집하고 AI 및 머신러닝기술을 활용해 미래 부하를 예측하고 능동적으로 시스템을 제어함으로써 추가적인 에너지절감 효과를 창출할 것이다.

 

세번째는 FFU의 핵심부품인 필터, 팬, 모터를 개선해 기존대비 20% 이상 에너지를 저감하는 ‘초격차 FFU’를 개발하는 것이다. 이를 위해 기존 필터의 여재를 대체하는 PTFE 여재를 개선해 압력손실을 최소화하고 기류균일도를 향상시킬 것이다.

 

 

■ 연도별 과제 진행 계획 및 목표는

이번 과제는 총 4개년 계획으로 진행된다. 1차년도에는 핵심기술별 개념 설계와 기본 성능 검증에 집중한다. 특히 고효율 필터 및 가습시스템의 최적 설계와 함께 차세대 팬·모터시스템의 효율 개선 방안을 구체화할 것이다. 2차년도에는 설계된 기술을 바탕으로 소형 및 중형 규모의 시작품을 제작하고 연구소 레벨에서 각 컴포넌트의 성능과 시스템통합 효율을 정밀하게 평가해 기술 완성도를 높일 것이다.

 

3차년도에는 최종 실증에 사용될 대규모 외조기시스템의 설계, 제작 및 설치를 완료한다. 이 단계에서는 실제 클린룸환경과 유사한 조건에서 종합적인 성능평가를 진행해 실증준비를 마칠 것이다. 4차년도에는 실제 산업현장의 클린룸에 개발된 외조기시스템을 적용해 장기간 운전하며 최종 목표인 외조기 운전에너지 15% 절감과 데이터 기반 제어시스템을 통한 에너지절감효과를 실증하고 검증할 계획이다.

 

■ 실증진행 계획은

4차년도에 걸쳐 개발된 차세대 고효율 외조기시스템의 성능을 실제 산업현장에서 검증할 계획이다. 실증현장은 국내 주요 반도체 또는 디스플레이 생산시설 내 실제 클린룸이 될 예정이다. 현재 구체적인 협의가 진행 중이며 대규모 클린룸환경을 보유하고 있는 신뢰성 높은 산업체가 될 것이다.

 

실증과정을 통해 개발된 외조기시스템은 실제 생산라인에 적용돼 24시간 가동되는 조건에서 에너지사용량, 공기청정도, 온·습도제어 정밀도 등 모든 핵심지표들을 면밀히 모니터링하고 데이터를 수집할 것이다. 기존 시스템과 비교 분석을 통해 신성이엔지가 제시한 15%의 에너지절감 목표 달성 여부를 명확히 입증할 계획이다. 실제 운영데이터를 기반으로 하기 때문에 그 결과의 신뢰성은 매우 높을 것이다.

 

초격차 FFU를 실증라인에 적용해 기존 설치돼 있는 FFU와 소비전력을 비교할 것이다. 그리고 압력센서를 기반한 제어기를 장착해 FFU의 풍속이 정밀하게 운전되는지 모니터링하고 데이터를 수집할 것이다. 이를 통해 수집된 데이터를 면밀히 분석해 과제의 최종 목표인 FFU 소비전력 절감목표 달성여부를 확인할 계획이다.

 

■ 이번 과제를 통한 기대효과는

이번 과제의 성공은 다층적인 긍정적 효과를 가져올 것으로 기대하고 있다. 먼저 획기적인 에너지절감과 운영비용 절감이다. 외조기 운전에너지 15% 절감은 물론, 지능형 제어시스템을 통한 에너지절감까지 클린룸의 에너지효율을 크게 개선해 기업의 운영비용을 대폭 줄일 수 있다. 

 

또한 탄소배출 저감 및 친환경경영 강화다. 에너지사용량 감소는 곧 탄소배출량 감소로 이어져 국내 주요 산업의 ESG경영 목표 달성과 국가 탄소중립 실현에 크게 기여할 것이다.

 

특히 대한민국 첨단산업의 경쟁력 강화다. 에너지효율성이 높아지면 제품 생산단가가 낮아지고 이는 곧 국내 반도체, 디스플레이, 2차전지 등 핵심산업의 글로벌 경쟁력으로 직결될 것이다. 이를 통해 기술 선도 및 신규 시장이 창출될 것이다. 신성이엔지가 개발할 차세대 고효율 외조기기술은 전 세계적으로도 최고 수준의 기술이 될 것이기 때문이다. 이는 국내외 클린룸시장에서 신성이엔지의 기술적 리더십을 확고히 하고 새로운 사업 기회를 창출할 것이다.

 

■ 마지막으로 하고 싶은 말이 있다면

이번 ‘산업용 고청정 설비 초고율화 기술개발 및 실증’ 과제는 대한민국 산업의 지속가능한 미래를 위한 중요한 발걸음이라고 생각한다. 신성이엔지는 총괄 주관기업으로서 막중한 책임감을 느끼며 과제에 참여하는 모든 연구진과 기관들이 유기적으로 협력해 최고의 성과를 창출할 수 있도록 모든 역량을 집중할 것이다.

 

신성이엔지가 개발할 고효율 외조기는 단순히 에너지절감장치를 넘어 미래 클린룸의 표준을 제시하고 대한민국 산업의 경쟁력을 한 단계 더 도약시키는 핵심기술이 될 것이다. 끊임없는 도전과 혁신으로 국가 산업 발전에 기여하며 친환경적인 미래를 선도하는 기업이 될 것이다.