욕실용품 전문 업체인 TOTO㈜는 창립 100주년을 맞는 2017년을 향해 이전부터 진행해 온 환경 활동을 한층 강화한 환경 비전 'TOTOGREEN CHALLENGE'를 시작했다. 구체적으로
상품 · 서비스 : 환경을 생각한 상품 개발에 박차를 가해 욕실, 화장실 등 건물 내 물을 사용하는 곳에서 나오는 CO₂를 50%(1990년 대비) 이상 감축하는 상품제공을 목표로 한다. 제조 : 기존에 해 온 에너지 절약 활동에다 V계획 전사업장 횡단 혁신 활동을 추가해 생산 · 물류 · 판매 활동에서 CO₂줄이기 운동을 전 세계 사업장으로 확대한다. 일본은 1990년 대비 45% 감축을 2017년 목표로 세웠다. 사회 공헌 · 인재 육성 : 생물 다양성의 관점에서 환경 공헌 활동을 추진하는 한편, 높은 환경 의식을 가진 인재를 육성한다.
등 이 세 개를 중심축으로 환경 공헌 활동을 적극 전개해 가기로 선언한 것이다. 여기서 소개할 고쿠라[小倉] 제1공장은 1917년 5월 후쿠오카 현 기타규슈 시에서 창업했다. 본사를 겸해 생산 · 연구 개발을 할 수 있는 사업소로, 지역과 사회에서 신뢰 받는 공장을 지향한다. 고쿠라 제1공장은 환경 문제에 대한 대처로 1991년 지구환경보전위원회를 만들고 행동 계획(3년마다)을 책정해 1999년 ISO 14001 인증 획득, 2002년 무배출 시스템(Zero Emission) 달성 등 환경 부하를 낮추는 활동에 역량을 기울였다. 에너지 절약 부문에서도 목표 달성을 위한, 공장 지구환경보전위원회의 하나로 에너지대책전문부회를 조직해 ISO 14001과 연동해 활동했다. 그 덕분에 2009년 2월 '2008년도 에너지 관리 우량 공장'으로 일본 자원 에너지 장관 표창을 수상하기도 했다. 고쿠라 제1공장은 환경 활동을 계속하기 위한 수단으로 '눈에 보이는 관리'시스템을 구축했는데, 이를 통해 에너지 절약 · CO₂감축 효과를 얻은 사례를 소개한다.
에너지 사용 상황 고쿠라 제1공장의 에너지 사용 상황은 <그림2, 3>과 같다. <그림 2>는 2009년 에너지 종별 사용량을 원유 환산 대비로 나타낸 것이다. 2005년부터 CO₂감축을 위해 도기를 굽는 가마의 연료를 경유에서 LNG로 바꿔서 전력과 가스(LNG)의 비율이 거의 반반이다. 중유는 열병합 발전기 연료인데, 원유 값 상승으로 현재는 여름철 피크 차단 운전으로만 가동 중이다. 전력은 발전기 연료를 포함해 전체의 55%를 차지한다.
<그림 3>은 시설별 전력 사용 비율을 나타낸 것이다. 고쿠라 제1공장은 본사와 개발 부문이 함께 있어 '공조 설비', '시험 제작 · 실험 설비', '조명', '컴퓨터 기기'의 비율이 높다. 생산 설비 외에도 개선이 필요한 부분이 있으며, 간접 부문의 에너지 절약에도 힘을 쏟고 있다.
에너지 절약 추진 체제 <그림 4>는 고쿠라 제1공장의 에너지 절약 추진 체제 조직도다. 총괄 책임자는 공장장이며, ISO14001과 연동해 환경 활동의 중심인 세 개 부회 '( 폐기물', ' 공해', ' 에너지')에서 공장 지구환경보전위원회를 조직했다. 그중에서도 '에너지대책전문부회'는 종업원 한 사람 한 사람을 에너지 절약 활동에 전념하게 할 목적으로 구내 건물, 부문 단위를 20구역으로 나눠 추진위원을 선임한 조직을 만들고 소집단 단위로 활동을 전개한다.
'눈에 보이는 관리'로 에너지 절약 고쿠라 제1공장은 계속적인 개선 체제 구축을 목표로, 사용 전력량을 한눈에 파악할 수 있는 '눈에 보이는 관리'를 통한 자주 관리 활동을 에너지 절약의 핵심으로 삼았다. 시스템 구축은 2005년에 완료했으며, 사용상 요구를 매일 업그레이드하며 운용중이다.
<그림 5>는 '눈에 보이는 관리'시스템의 구성이다. 이 시스템의 특징은 크게 네 가지다. ① 계측한 데이터를 실시간으로 보낼 수 있다. ② 사용 실적 데이터에서 시간마다 사용한 전력량을 매일 제공하기에 일상 업무 관리에 이용할 수 있다. ③ PLC 네트워크를 다른 데이터의 송수신, 제어에도 사용할 수 있다. ④ 사내 LAN을 이용해 저렴한 비용으로 정보를 제공한다. 이 시스템은 에너지 절약 소재를 발굴하고 감축효과 검증과 에너지 절약량 파악에 도움을 준다. 설비 단위 · 직장 단위 · 건물 단위의 전력량을 월보月報 · 일보日報데이터에서 그래프 형태로 볼 수 있으며, 데이터 분석용으로 엑셀 파일로도 출력해 계측 데이터를 다양하게 분석 · 활용할 수 있다. '눈에 보이는 관리'에서 추출한 일보가 <그림 6>, 월보가 <그림 7>이다.
일보는 두 날짜의 데이터를 비교할 수 있기에 데이터 대조를 통해 ① 낭비되는 부분과 관리 이상을 확인할 수 있다. 또한, ② 휴식 시간 소등 등 에너지절약 활동과 업무 관리의 기준이 된다. 1일 합계값, 평균값, 최댓값을 표시한다. 월보는 1일 합계값을 막대 그래프로, 누적값을 꺾은 선 그래프로 사용 전력량을 표시한다. 꺽은 선 그래프에서 빨간 선은 목표값을, 파란 선은 누적값을 나타낸다.
' 눈에 보이는 관리'의 활용
ISO 14001 활용 | ISO 14001의 목적 · 목표인 진척수치와 맞춤으로써 관리값 · 실적값을 공유한다. ISO 사이트 내 각 부서의 월별 목표값을 설정하고, 관리값을 넘긴 경우 각 부서에서 데이터를 분석해 개선, 시정한다.
에너지대책전문부회 활용 | 에너지 관리 부문 · 사무국 · 생산 기술 직원이 문제점을 뽑아 설비 운용 방법이나 개선을 실시한다. '눈에 보이는 관리'를 통해 과거 데이터와 비교, 예측값과의 차이점 등을 피드백한다.
소집단 활동 | 추진 구역 단위의 개별 활동을 실시하면서 에너지 절약 순찰(Patrol)을 돈다. 고쿠라 제1공장에서 특히 힘써 행하는 것이 불필요한 조명 소등과 공조 실온 관리(여름 28℃, 겨울 19℃)다. 이러한 활동의 성과와 효과 인증은 '눈에 보이는 관리'에서 전월, 전년 동월, 목표값과 비교해 확인, 개선한다.
' 눈에 보이는 관리'를 활용한 개선 사례 - 컴프레서 갱신 에너지 관리 부문 중장기 과제로 노후화가 시작된 인프라 · 부대 설비를 단계별로 갱신 중이다. 제일 처음으로 시행한 컴프레서 갱신 사례를 소개한다. 고쿠라 제1공장은 에어 공급군으로 컴프레서 4대를 집중 방식으로 가동한다. <그림 8>은 컴프레서 용량과 설치 연도를 나타낸 것으로, 가동한 지 40년이 된 컴프레서를 갱신하고 이 과정에서 '눈에 보이는 관리'를 유효하게 이용했다.
개선 내용(150㎾/200HP 컴프레서 갱신) | 컴프레서 4대 중 No.3, 4를 기본 운전으로 하고 No.1, 2를 부하 조정 운전으로 운용해 왔다. 고효율 기종으로 갱신한 것은 노후화된 No.3다. <그림 10>은 운용 부하 패턴 그래프로, 그림의 데이터는 '눈에 보이는 관리'의 실적 데이터 엑셀 출력에서 작성한 것이다. 운용 부하 그래프에서 9시~16시는 기본 운전으로 운용하고, 경부하 땐 75㎾/100HP 2대에서 부하 조정 운전을 실시했다. 갱신할 기종에서 먼저 능력 계산과 필요 공기량을 계산하고 갱신 후 전력 부하를 예측한 결과, <그림 11>의 부하 그래프로 예측 계산을 할 수 있었다. 그 결과, 갱신 후 효율 향상으로 9.6%의 전력량 절감을 예측했다.
효과 확인-1 | '눈에 보이는 관리'에서 얻은 일보를 통해 갱신 후 운전 실적 데이터를 비교해 보니 13.3%를 개선했다. '눈에 보이는 관리'로 갱신에 따른 절감 효과 확인은 물론, 문제점도 한결 쉽게 발견했다. <그림 13>의 ③에서 보듯이 야간 24시~1시 사이에 운전 기록이 있어 조사해 본 결과 생산 공정에서 경작업에 대응해 75㎾ 컴프레서를 운전한 것으로 판명 났다. 대책으로 야간 경작업 전용 소형 공기 압축기를 설치했다.
효과 확인-2 | <그림 14>의 ④에 대한 문제점도 파악하고 대책을 세운 결과 2.6%의 개선이 추가로 가능했다. 이 모두는 눈에 보이도록 함으로써 얻은 효과다.
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서두에 소개한 대로 TOTO㈜는 환경 비전 'TOTO GREEN CHALLENGE'를 시작했다. 그 중 '제조에서 CO₂배출량 총량 45% 감축'을 달성하고자 에너지 절약 활동을 추진 중이다. 특히 '눈에 보이는 관리'시스템을 에너지 관리 부문뿐 아니라 현장에서도 한층 가깝게 자주적으로 관리할 수 있는 활동으로 활용해 목표 달성과 지구 온난화 방지에 일조할 방침이다.
정리 전화영 기자
<국내 사례>
현대자동차의 에너지 절약 활동
현대자동차는 5년 연속 100대 브랜드에 선정되는 등 글로벌 자동차 메이커로 자리매김하고 있다. 중장기 비전인 '자동차에서 삶의 동반자로'를 목표로 글로벌 경영 체제 구축과 품질 향상을 지속적으로 추진 중이다. 세계 각국의 생산 공장과 판매 본부 간 유기적인 협조 시스템을 구축해 급변하는 국제 경영 환경에 대응하는 한편, 친환경 자동차 분야의 기술 개발과 투자 확대로 원천 기술과 경쟁 우위를 확보할 예정이다.
RTO에서 발생하는 폐열 회수 도장 공장 오븐에서 발생하는 VOC(휘발성 유기 화합물)를 소각하려면 RTO(Regenerative Thermal Oxidizer : 축열식 연소 산화 장치) 가동이 필수적이다. 그런데 소각 후 200℃나 되는 고온 폐열이 불가피하게 발생하기에 이 폐열을 공정 열원으로 회수해 에너지를 절감하는 방안을 꾀했다. 당초엔 회수한 폐열을 공정용 온수로 사용하려고 했으나, 공정 간 거리가 멀어 투자비가 많이 든다는 이유로 폐열 회수 방법을 온수에서 에어Air로 변경해 개선했다.
급기 팬에 고압 인버터 시범 적용 도장 공장 부스의 온습도 공급 설비인 공조기의 급기 에어 밸런스 조정을 댐퍼로 하다 보니 급기량 제어가 어렵고 불필요한 전력 낭비의 요인이 됐다. 이에 급기 팬에 고압 인버터(3300V)를 적용해 회전수 제어로 급기량을 조정해 전력을 절감했다. 또한, 상시 가동 설비로 급 · 배기 에어 밸런스 조정이 용이하고, 생산량 증감에 따른 즉시 대응이 가능한 장점이 있다.
절전 시스템 구성 휴업을 할 땐 도장 라인 생산 후 오븐 열이 역류하는 것을 방지하기 위해 2시간 동안 공조 설비를 가동해 오븐 열기를 식힌 뒤 공조기와 관련 설비를 OFF하도록 시스템을 구성했다. 만약 공조기를 즉시 OFF하면 오븐 열기가 역류해 부스 내 하론 소화 설비가 작동한다. 이에 현대자동차는 도장 공장 공조기와 급·배기 팬의 OFF 가동시간을 운전 상황에 맞게 제어하는 시스템을 도입했다. 이로써 일괄 OFF에서 개별 순차 OFF로 제어토록 회로를 개선해 낭비되는 전력을 줄였다.
전반 조명을 고효율 무극전등으로 교체 생산 공정의 전반 조명등인 메탈등(400W)을 고효율 무전극등(150W)으로 교체해 전력비를 절감했다. 2008년 8월부터 2010년 5월까지 21개월에 걸쳐 9800등을 교체했다.
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