히노자동차㈜ 하무라 공장은 일본 자원에너지청 장관 표창을 받은 지 12년 뒤에 또 한 번 2008년도 '에너지 관리 우량 공장'대신상을 수상하는 영예를 안았다. 그동안 꾸준히 추진해 온 에너지절약 활동과 더불어, 2008년 여름 이후 급격한 생산감소로 단행한 '개혁 활동'을 여기서 소개한다.
히노자동차㈜ 소개 히노자동차㈜는 일본 내에 생산 공장이 3곳 있다. 본사는 도쿄도 히노시에 있는 '히노 공장'으로, 대형 · 중형 트럭과 대형 엔진을 이곳에서 생산한다. 군마현 오타시의 '닛타 공장'은 중형 · 소형 엔진과 변속기, 액셀 등을 생산한다. 그리고 여기 소개할 '하무라 공장'은 도쿄도 하무라시에 위치하며, 1963년에 조업을 시작해 부지 75만 1000㎡에 소형트럭 'DUTRO', 승용차 '프라도'와 'FJ크루저'를 생산한다. 하무라 공장에서 사용하는 연간 에너지량(원유 환산)은 2008년 실적으로 3만 4185㎘이며, 에너지 사용 비율은 <그림 2>와 같다.
에너지 절약 활동 하무라 공장에선 에너지 비용 부회를 조직하고 각 부 부장을 '추진 위원장', 보전 과장을 '추진 위원', 현장을 잘 아는 공장장과 지휘 · 감독관을 '추진 전임자'로 임명해 에너지 절약 순찰과 에너지 절약 개선을 추진한다. 또한, 매달 공장 환경 회의와 원가 회의를 열어 추진 · 개선 상황을 살펴보고 정보를 공유해 효과가 높았던 내용을 적극 수용하는 한편, 에너지 사용량 실적과 비용, CO₂배출량에 대해선 연초에 정한 목표치를 달성했는지 확인하고 미달 시엔 요인을 명확하게 파악해 개선 · 만회 계획을 세우는 형태로 ISO 14001 활동과 원가 절감 활동을 연계해 에너지 절약 활동을 추진해 왔다.
개선 사례 1. 대기 전력 저감과 전력량 시각화 개요| 공장에서 생산 활동을 하지 않을 때(비생산 시) 사용하는 전력으로 공장 및 생산 기능 유지를 위한 '보안 전력'과 설비는 정지해 있으나 제어 전원(로봇의 서보 모터, 인버터 등)을 차단하지 못해 남아 있는 '대기 전력'이 있다. 애초에 필요 없는 대기 전력에 착안해 단계별로 정지하도록 개선한 활동이다.
현재 상태 파악과 분석| 당시 공장 전체 하루 사용 전력량은 30만㎾h였다. 이를 분석했더니 '생산분'과 '비생산분'이 있었으며, 비생산 시 사용 전력량이 4만 6700㎾h였다. 비생산 시 사용 전력은 위에서 설명한 대로 '보안전력'과 '대기전력'으로 나뉜다. 이 '보안전력'을 하나도 빠짐없이 조사한 결과, 약 1만 1600㎾h/일이었다. 즉, <그림 4>와 같이 비생산 시 사용 전력 4만 6700㎾h/일 중 남은 약 3만 5000㎾h/일(비생산 시 약75%)이 '대기전력'임을알수있다.
개선 실시| 첫째, 서브 변전소 부하를 조사해 정지했다. 하무라 공장에 산재한 서브 변전소 총 78곳의 부하 상황을 조사했더니 보안 전력 설비가 없는 변전소가 43곳(55%)이었다. 이곳은 원래 차단할 수 있는 것이기에 사용 부서 쪽과 조정해 서브 변전소 단위에서 정지했다. 둘째, 생산 활동을 하지 않을 때엔 설비 전원을 차단했다. 일괄 차단할 수 없는 변전소의 경우, 대기전력(설비 제어 전원 등)을 줄이고자 각 부서에 의뢰해 부하 설비를 조사하고 지도 형태로 만드는 작업을 라인별로 실시했다. 전원 차단의 가부可否를 명확히 하고, 끊어진 설비는 차단 담당을 정해 개별로 차단했다. 또한, 실제 설비에 별도의 표시를 붙여 차단하는 것을 잊었거나 차단할 수 없는 설비를 차단하는 일이 없도록 했다. 셋째, 서브 변전소를 집약해 일괄 차단했다. 보안전력이 있어 정지할 수 없는 변전소 35곳을 12구역으로 나누고, 각 구역마다 변전소 1곳에 보안 전력을 집중하는 활동을 추진했다. 그중 제3공장의 사례를 뒤이어 상세하게 설명한다.
서브 변전소 집약 사례| 제3공장은 생산 활동을 하지 않을 때 서브 변전소 6곳으로부터 공급받는다. 6곳을 꼼꼼히 부하 조사하고 검토해 서브 변전소를 집약하기로 했다. 배수 펌프는 배선도가 없어 사용부서에 정보를 요청해 ▲설치 장소 ▲펌프 용량 ▲배선 루트를 조사했다. 그리하여 전수全겤 No.42 변전에서 공급하고 3곳(No.22, 40, 41 변전)을 정지했다. 비상등 · 유도등은 버스 덕트를 추가해 No.20변전과 No.36 변전을 루프로 연결해 No.36 변전을 정지했다(<그림 5> 참조).
전력량 시각화| 더욱 적극적인 대기 전력 저감 활동으로 실시간 '전력량 시각화'를 실시해 빈틈 없이 관리하고 불필요한 전력 사용을 줄여 나갔다. 개선 전엔 원반형 적산 전력량계를 서브 변전소와 대용량 설비에 설치해 공장에 386군데가 있었다. 시설관리과에서 '월 1회'월말에 검침하고 각 부서별로 집계한 월간 사용량을 관계 부서로 보냈다. 1회 검침에서 집계까지 8시간이 걸리며, 월 1회 검침이 전부였다. 이 때문에 데이터를 실시간으로 관리해 철저히 해석하기란 어려웠다. 그래서 적산 전력량계 대신 자동 검침 장치 '에코 Web'을 사용해 상시 감시할 수 있는 시스템을 도입했다. 공사 중에도 적산 전력량계의 전류 · 전압 요소를 그대로 사용해 간단하게 실시했다. 에코 Web 자체에도 하루 · 월 단위로 전력량을 그래프로 볼 수 있는 전용 소프트가 내장돼 있긴 하나, 공정별로 전력량을 자동 집계하기 위해 '에코 Web 전용 서버 컴퓨터'를 설치했다. 회사 내에서 사용하는 개인용 컴퓨터를 통해 에코 Web 서버에 접속만 하면 누구라도 언제든지 전력량을 보도록 정보를 공개했다. 게다가 이 데이터는 하무라 공장 내에서 뿐만 아니라 본사가 있는 히노 공장, 군마현의 닛타 공장에서도 실시간으로 열람할 수 있다(<그림 6> 참조). 데이터 수집 네트워크는 이미 설치한 공장 내 인트라넷을 이용했기에 연결 배선 비용은 따로 들지 않았다.
<그림 7>은 실제로 감시한 전력 그래프다. 막대 그래프는 그 시간에 소비한 전력량을 나타낸다. 빨간색 꺾은 선 그래프는 지난주 같은 요일, 같은 시간대에 +10%(임의 설정 가능)를 더한 값을 상한 값으로 표시했으며, 파란색은 생산 활동이 없을 때의 대기 전력을 나타내 벤치마크로 했다. 또한, 이 상한 값을 넘기면 이상 값으로 경보를 발생한다. 이상 값이 발생하면 해당 공정에 가서 펌프 · 에어컨 끄는 것을 잊은 것은 아닌지, 아무도 없는데 조명을 켠 것은 아닌지 등을 순찰한다. 그 자리에서 정지할 수 있는 것은 시정 처리하고, 멈출 수 없는 것은 다음날 해당 공정 에너지 절약 위원에게 전달해 재발 방지를 철저히 교육시킨다.
개선 사례 2. OA 기기의 대기 전력 저감 ㈜에네게이트의 '에코와트'(전력량 · 전기요금 · CO₂배출량 측정)를 사용해 소비 전력을 측정한 후 저감 효과를 분명히 제시함으로써 대기 전력과 고정전력 저감을 추진했다. 예를 들어 컴퓨터 전원은 반드시 차단(DC 전원 플러그 뽑기)하고 귀가하며, 불편해도 동일 층에서 쓰는 프린터는 한 대로 공유화해 사용한다. 모니터는 브라운관 타입에서 액정 타입으로 바꿨다.
개선 사례 3. 개혁 활동 <그림 9>는 하무라 공장에서 2008년부터 2009년에 이르는 주력 라인의 생산 대수 추이다. 2008년 10월부터 생산 대수가 급격히 떨어지고 2009년 3월엔 1년 전과 비교해 생산량이 1/10로 곤두박질치면서 부득이하게 이틀을 일하고 5일을 쉬었다. 이런 상황에서 2009년 9월부터 '개혁 활동'을 시작했다. 이른바 위기를 기회로 포착해 '단연 앞선 공장, 직장으로 만들자'는 운동으로 3개의 기회 '3C 활동'을 추진했다. 급격한 감산으로 가동 시간이 줄어 남아도는 시간을 '개선 기회'로 여긴 것이 첫 번째 기회다. 또한, 지금까지 외주로 분담한 공사를 자체적으로 추진해 돈이 밖으로 빠져나가지 않게 한 '체질 전환 기회'가 두번째 기회며, 이러한 활동을 통한 '인재 육성 기회'가 세 번째 기회다. 이 개혁 활동은 '고정비 절감', 즉 '고정비에서 변동비로'를 중점적으로 추진해 왔다.
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<표 2>는 개선 사례의 일례다. 첫째 항목은 컴프레서의 제어 재검토 사례로, 공장 부하 상황이 바뀌기에 각종 설정을 다양한 패턴으로 실험해 변경했다. 셋째 항목은 도장塗裝에서 쓰는 대형 팬을 인버터화해 짧은 휴식 시간과 같이 정지가 어려운 때는 ▲풍량을 낮추는 개선 ▲승온 시간 ▲여열餘熱효과를 조사해 기동 정지 시간을 재검토한 사례다. 이러한 개선을 통해 고정비 절감에 힘쓰고 있다.
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하무라 공장의 CO₂배출량과 향후 장기 목표를 살펴보면, 도쿄도 조례에서 정한 CO₂총량 저감 의무를 가장 먼저 달성해야 할 목표로 삼고 있다. 아직 명확한 목표값을 정하지 않았으나 단기적으로 3년내에 평균배출량의 20% 감축을 목표로 한다(<그림 10> 참조). 히노자동차㈜는 앞으로도 그때그때 상황에 맞춘 지속적인 에너지 절약 활동으로 장기 목표 달성에 힘쓸 예정이다.
정리 전화영 기자
<국내 사례>
포스코
1968년 4월 1일 임직원 34명으로 포항종합제철㈜를 설립해 2002년 3월 ㈜포스코로 사명을 변경했다. 1973년 우리나라 최초로 조강粗鋼103만 톤의 1기 설비를 준공한 이래 4번의 확장 사업을 거쳐 1983년 조강 910만 톤 체제의 포항제철소를 완공했다. 이후 급증하는 국내 철강 수요를 감당하고자 1985년 광양 1기 착공을 시작으로 1992년 종합 준공식까지 바다를 메워 제선-제강-압연 공정을 직결하는 광양제철소를 건설했다. 포스코는 지속적인 설비 효율화와 생산성 향상으로 1998년 조강 생산 기준으로 세계 1위의 철강 회사로 발돋움했으며, 2000년 민영화되고 조강 생산 5000만 톤을 목표로 베트남, 인도에 일관 제철소 건설을 추진하는 등 주요 해외 거점에 생산 설비를 증설하고 있다.
형산 발전 보일러 BFG 예열 장치 설치 현재 보일러 주 연료로 사용하는 BFG는 대기 상태로 연소실에 유입되는 반면, 배가스는 열 회수 없이 연돌로 배출된다. 이를 개선하고자 보일러 연소 후 연돌로 배출되는 배가스 덕트에 흡열 열 교환기를, BFG 배관에 방열 열 교환기를 설치해 열수를 순환함으로써 BFG 온도를 50℃ 정도 높여 열 효율을 증대했다(BFG 예열 온도 : 평균 35℃ → 평균 85℃ / 배가스 온도 : 평균 160℃ → 평균 140℃).
후판 제품 창고동 지붕에 태양광 발전 설비 신설 2007년 12월 13일 공장 옥상에 태양광 발전 사업이 가능하게끔 관련법이 개정됨에 따라 후판 제품 창고동 지붕에 태양광 발전 설비를 신설했다. 발전 용량 1 로, 2만 1816㎡(6610평) 면적에 박막 필름형 태양광 모듈 6952개(144W/개)를 설치했다.
파이넥스 부생가스를 활용해 고효율 복합 발전 도입 제철 공정에서 나오는 부생가스는 보일러의 연소열을 이용해 고압 증기를 발생시켜 증기 터빈을 구동하는 기력 발전소의 연료로 쓰인다. 100 기력 발전기는 발전 효율이 37%이다. 포스코는 부생가스 복합 발전을 도입했다. 파이넥스FINEX 부생가스를 1차 연소해 연소가스의 폭발력으로 가스 터빈을 구동하고 발전한다. 이때 생긴 배가스의 배열을 회수하고 고압 증기를 생산해 증기 터빈을 구동해 다시 발전하는 방식이다. 부생가스 복합 발전의 발전 효율은 45%로 기력 발전보다 고효율이다
코크스 건식 냉각 설비(CDQ) 도입 코크스 공정은 원료탄을 코크스에 장입해 1150~1300℃로 16~17시간 건류시켜 고로高爐의 열원 및 환원제로 사용하는 코크스를 생산하는 시설이다. 고온의 코크스가 압출돼 대기와 접촉하면 그 즉시 불이 붙으므로, 코크스로에서 압출한 적열 코크스는 반드시 소화 공정을 거쳐야 한다. 그런데 압출한 고온의 적열 코크스에 담수를 살수해 소화함으로써 그동안 적열 코크스의 현열을 수증기와 함께 그대로 대기 중에 버렸다. 이에 고온 적열 코크스의 열원 회수를 위한 건식 냉각 설비(CDQ : Coke Dry Quenching)를 도입해 손실을 없앴다.
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