일본 도요엔지니어링(Toyo Engineering)이 화학 플랜트의 에너지 소비량을 대폭 절약할 수 있는 최적화 엔진 HERO(Hybrid Energy System Reoptimization) 서비스를 개발했다.
수리 최적화 기술을 응용한 것으로 프로세스 계열과 유틸리티 계열을 종합적으로 해석함으로써 에너지 소비량을 최소화하는 방식으로 파악되고 있다.
일본 신에너지‧산업기술종합개발기구(NEDO) 프로젝트로 5개의 석유화학 플랜트에 적용해 실증하고 있으며 에너지 소비량이 최대 40% 줄어든 곳도 있는 것으로 알려졌다.
도요엔지니어링은 2019년 수주를 목표로 컨설팅 서비스를 사업화할 방침이다.
수리 최적화 기술은 가능성 있는 후보 가운데 일정한 제약 조건하에서 수식이나 함수를 이용해 목적에 따른 최적의 해답을 얻는 기술로 유통기업의 인원배치 시스템, 화학기업의 재고관리 시스템 등에 채용되고 있다.
HERO 이외에도 화학 플랜트의 에너지 소비를 감축하기 위한 해석기술이 실용화되고 있으나 프로세스 계열과 유틸리티 계열을 각각 따로 해석하는 기술만 있을 뿐 플랜트 전체를 최적화하는 기술은 없는 것으로 파악되고 있다.
종합적인 해석은 연산처리가 거의 불가능한 수준으로 파라미터(변수)가 방대하기 때문이다.
프로세스계의 열교환기 교환, 증류탑의 조작압력 변경, 유틸리티계의 증기압력 변경을 동시에 고려할 때에도 기존 해석기술로는 처리할 수 없을 만큼 많은 조합이 발생하는 것으로 파악되고 있다.
도요엔지니어링은 IA(지능증폭기) 해석방법을 이용해 자체적으로 개발한 수리 최적화 이론에 따른 효율적인 연산으로 단시간에 답을 도출하는데 성공했다.
NEDO 프로젝트는 화학산업의 에너지 절약을 목적으로 근미래에 실현 가능한 에너지 절약기술을 조사하는 사업으로 도요엔지니어링은 2019년 1월 위탁을 받아 6월30일 보고서를 제출했다.
조사는 부타디엔(Butadiene)을 비롯해 아로마틱(Aromatic), VCM(Vinyl Chloride Monomer), 큐멘(Cumene), SM(Styrene Monomer) 플랜트를 대상으로 실시했으며 가동조건 최적화와 더불어 열교환기 신설, 히트펌프 도입, 도요엔지니어링이 개발한 에너지 절약형 증류기술 Superhidic 도입 등 설비 개조를 선택지에 포함시켜 해석한 결과 최대 39.7%의 에너지 절약 효과가 얻어진 것으로 알려졌다.
이에 따라 도요엔지니어링은 20% 안팎의 에너지 절약이 가능한 석유화학 플랜트는 많을 것으로 판단하고 있다.
도요엔지니어링은 NEDO 사업을 통해 유효성을 확인함에 따라 석유화학 플랜트에 대한 적용을 제안할 계획이다.
성과 보수형 컨설팅 사업을 고려하고 있으며 장기적으로는 프로세스 라이센스 공급기업과 제휴함으로써 플랜트 신규 건설을 계획하는 단계에서 참가하는 방안을 검토할 방침이다.