[뉴스토마토 최승환기자] #.서울국제금융센터(IFC)는 고효율 인버터를 총 406대 설치·운영해 매년 약 14억원의 전기요금을 절감하고 있다.
#. 롯데마트도 인버터를 총 627대를 적용해 연 평균 전기요금 5억7000여만원을 절감하고 있다.
#. 예술의 전당도 인버터 63개를 운용해 연간 평균 8200만원의 전기요금을 절약하고 있다.
세계적으로 에너지 소비가 증가하고 있는 가운데 우리나라 역시 전력 생산량은 한정된 반면 수요는 늘면서 해마다 전력 대란에 대한 우려가 높은 상황이다.
특히 우리나라는 화석연료가 전력 생산의 60% 이상을 차지하면서 다량의 온실가스가 발생돼 지구온난화마저 가중시키고 있다. 환경문제로까지 비화되고 있는 것.
이에 단순히 전력 생산량을 늘리는 데는 한계가 있어 수요를 관리하기 위한 다양한 정책이 실시되고 있는 가운데 전기를 많이 필요로 하는 기기 대신 효율이 좋은 기기를 보급하는 정책이 힘을 얻고 있다.
국내뿐만 아니라 해외에서도 전기를 사용하는 부하 가운데 동력부하가 상당한 비중을 차지하고 있고, 냉난방 기기 보급 확대로 인해 팬이나 펌프 등의 기기 비율도 기하급수적으로 증가했다.
이들 기기의 에너지를 절감하는 기술이 적용된다면 엄청난 양의 에너지 절감이 가능하다. 이를 달성하는 기기가 바로
LS산전(010120)이 생산하고 있는 '고효율 인버터'다.
◇ 전기료 줄이는 인버터, 적용분야도 다양
동력설비인 전동기는 용도에 따라 회전 속도가 달라져야 하지만 일반적으로 저마다 일정한 속도의 회전율을 갖고 있기 때문에 이를 제어하기 힘들다. 이때 인버터를 적용하면 전동기의 회전율을 제어할 수 있다.
가령 런닝머신에 인버터가 적용되지 않으면 모터의 정해진 회전속도로만 작동하게 된다. 인버터가 각 시속에 따라 모터를 제어하여 달리기 속도도 바꾸고 불필요한 에너지 소모도 막는 셈이다.
최근에는 가전기기에도 인버터가 도입돼, 세탁기의 경우 세탁 시에는 고정 속도로, 탈수할 때는 고속회전 등으로 회전 속도를 제어한다. 전기차 역시 엑셀레이터를 밟는 힘에 따라 인버터가 속도를 조절한다.
인버터의 작동 원리는 전동기를 작동시키는 전압과 주파수가 일정한 교류전원을 가변전압, 가변주파수로 변형시켜 전동기의 회전속도를 제어할 수 있도록 한다. 인버터는 결국 전기적으로 DC(직류)를 AC(교류)로 변환하는 장치다.
한국전력에서 생산되는 상용전원(AC220·380V·440V)으로부터 공급된 전력을 직류로 변환한 후 인버터 내에서 전압과 주파수를 변화시켜 전동기에 공급해 속도를 조절한다.
적용분야는 각종 산업, 상업시설 등 다양하지만 특히 에너지사용량이 많은 ▲공조설비 -급배기팬, 냉온수 펌프, 냉각수 펌프 ▲급배수설비-급배수펌프, 송수펌프, 순환펌프 ▲공장열원-보일러흡기팬, 배기팬 ▲제조설비-운송기기, 교반기, 급속가공기기, 공작기, 유압펌프 ▲수직부하-엘리베이터, 에스컬레이터, 크레인 등에 적용될 때 위력이 배가된다.
◇인버터 설치시 약 37% 에너지 절감
고효율 인버터를 설치해 속도제어를 할 경우 약 37%(주파수 10Hz저감시)의 절전효과를 나타낸다.
이를 통한 전기요금 절감은 물론 이에 상응하는 수준의 이산화탄소 배출량을 줄일 수 있는 것이 장점이다. 속도 제어를 통해 모터를 부드럽게 작동돼 설비를 보호할 수 있고, 설비 유지 보수에 소요되는 시간과 비용도 줄일 수 있다.
기존 전동기에 그대로 적용해 사용할 수 있기 때문에 투자비 회수기간이 2~3년으로 짧다는 점도 장점으로 꼽힌다.
실제 IFC는 3개 타워의 공조시스템에 5.5kW에서 132kW에 이르는 고효율 인버터를 총 406대 설치·운영함으로써 전동기의 50Hz운전 기준 시 매년 약 37%의 전기요금을 절감하고 있다. 인버터를 설치함으로써 연간 총 14GWh, 금액으로는 약 14억원의 전기료를 절감하고 있다.
롯데마트도 총 627대를 적용해 연 평균 전기요금 5억7000여만원을 절감했다. 570만kWh에 달하는 에너지를 절감함으로써 이산화탄소 2397만TOE(Ton of Oil Equivalent) 를 줄였다. 이는 매년 소나무 86만 그루를 심는 것과 같은 이산화탄소 저감 효과다.
롯데마트 측에 따르면 투자비 회수 기간도 길지 않다. 인버터 설치금액은 총 22억원 수준이었으나, 정부의 고효율인버터 지원금으로 7억원 이상을 지원 받아, 실 투자비는 약 15억원에 불과했다.
에너지 절감 효과가 크기 때문에 투자비 회수 기간은 평균 2.7년 수준이었다. 올해도 전국지점 무빙워크에 인버터를 설치해 에너지를 절약할 계획을 갖고 있다. 한 번 효과를 눈으로 확인한 만큼 투자를 아낄 필요가 없다는 얘기다.
예술의 전당 경우도 총 63개의 인버터를 설치·운영해 연간 9600만원의 전기 요금을 절감하고 있다. 에너지 절감율은 39.8%, 투자비 회수기간은 1.55년에 불과하다. 여기에 현재보다 전기 요금이 더 오를 가능성이 높아 시간이 지나면 지날수록 아낄수 있는 전기 요금은 더 늘어난다는 분석이다.
◇예술의 전당에 설치된 LS산전의 인버터. (사진=뉴스토마토)
◇정책적 지원 혜택 다양..투자금 회수기간도 짧아
지식경제부와 에너지관리공단은 지난해 말 제4기 국민발전소 건설주간에 '아.싸.가.자.' 켐페인을 통해 산업계가 인버터를 적극 사용하도록 권장한 바 있고, 현재 설치보조금과 세재 지원 등 각종 장려 정책을 시행 중이다.
그 첫 번째로, 한국전력에서 인정하는 고효율 인버터를 설치하는 이에게 설치금 일부를 무상 지원하고 있다. 인버터(용량 3.7kW ~ 220kW)를 설치해 절감되는 전력합계가 5kW 이상인 곳을 대상으로 설치 인버터 용량의 17%에 대기업과 중소기업 별로 지원 단가를 달리 하고 있다. 상대적으로 전기료 부담이 큰 중소기업을 위한 정책적 지원이다.
적용 대상은 팬, 펌프, 블로어, 컴프레셔 등 에너지 절감이 가능한 부하에 설치하는 경우에 한한다. 현재 LS산전의 인버터 iS7, iP5A, iG5a가 한전에서 인정하는 고효율 기자재로 등록되어 있다.
두 번째로 조세특례제한법 제25조의 2항에 따라, 에너지 절약시설 투자금액의 10%에 대해 소득세 또는 법인세가 공제된다. 이는 올해 말(2013년 12월 31일)까지 투자 분에 한해 적용된다.
세 번째로, 서울시를 비롯해 지차체 별로 별도의 기준을 통해 인버터 구입 시 저리로 대출을 해주는 제도도 시행하고 있다. 서울시는 이를 위해 건물에너지효율화사업(공고 2012-1881호)을 발표한 바 있다.
정부 또한 솔선수범하는 측면에서 에너지이용 합리화 법 및 녹색제품 구매 촉진에 관한 법률을 통해 공공기관에 고효율 인버터를 우선 채택하여 사용하고 있다.
◇동력부하 소비량 70% 넘어..인버터 도입 필수
국내 전체 전력 소비량 중 제조업과 상가·건물 부문이 76%를 차지하고 있고, 전체 소비전력 중 동력부하가 무려 80%를 차지한다. 제조업의 경우 업종에 따라 80%를 상회하기도 한다.
◇업종별 전력 소비 현황 (자료=한국전력공사, 에너지경제연구원)
동력부하의 운전효율을 개선하는 것이 에너지 절감의 가장 효과적인 방법으로, 인버터가 최적의 운전효율 개선 방법으로 꼽히고 있다.
지식경제부에 따르면 국내 삼상유도전동기가 소모하는 전력량은 국가 전체 전력사용량의 40%에 달한다. 속도 가변이 필요한 전동기에 인버터를 부착하여 30%의 에너지 절감효과를 얻는다면 전력소비에 따른 부담을 크게 경감시킬 수 있다는 얘기다.
LS산전의 경우 지난 2011년 약 20만대를 판매해 산업용 전기 사용량을 최소 120MW 절감한 것으로 추정된다. 이 절감량은 약 80만 가구가 한달 간 사용할 수 있는 막대한 전기량이다.
그럼에도 에너지 사용이 많은 선진국들과 비교해 볼 때 우리나라의 인버터 보급률은 상당히 낮은 수준이다. 우리나라는 전체 동력 부하 중 인버터 적용률은 5% 미만으로, 이는 일본, 유럽, 미국의 4분의 1 수준에 불과하다.
지경부가 최근 에너지 절감 캠페인 활동계획으로 '국민발전소 아싸가자'를 추진하는 것도 바로 이 때문이다. 지경부는 국민발전소 절전목표로, 인버터를 통한 절감량을 오는 2020년까지 230만kW 수준으로 확대하면 화력발전소 4.5기를 대체할 수 있을 것으로 기대하고 있다.