▲ AI 적용 전후 소각로 온도 편차 비교 모습.

▲ AI가 소각로 폐기물 투입 최적 시점을 안내하는 모습.

SK에코플랜트 AI 소각로 5개소에서 처리한 폐기물 누적 15만톤 데이터 분석
약 200개 데이터 바탕 70여개 핵심 데이터 AI가 학습해 소각로 최적 운영 알고리즘 도출 ···    

유해물질 배출 유발하는 소각로 온도 편차 낮추고 비정상적 움직임 감지해 유지보수도 용이

일산화탄소·질소산화물 등 유해물질 대폭 감축은 물론 열회수 확대로 에너지 판매수익도 증가

환경산업 고도화를 위해 차별적으로 도입한 SK에코플랜트의 AI 소각로가 대기오염 물질을 확연히 감축하는 가시적 성과를 만들어 내고 있다.

SK에코플랜트는 AI 소각로 적용 300일을 맞아 그간의 폐기물 처리 데이터를 분석한 결과 AI를 적용한 소각로에서 주요 유해물질인 일산화탄소(CO), 질소산화물(NOx) 배출량이 각각 49.9%, 12.2% 줄었다고 12일 밝혔다. 누적 폐기물 처리량 15만톤을 기반으로 분석했다.

소각로는 폐기물을 태울 때 소각로 내 온도 편차가 심할수록 불완전연소로 인해 유해물질 발생량이 증가한다. 국내 소각장은 정부 가이드라인에 따라 오염물질 배출량 기준을 철저하게 준수하고 있다. 다만 소각로 운전자의 경험적 판단으로 폐기물 투입량을 조절하기 때문에 온도를 항상 일정 수준으로 유지하는 데에는 한계가 있다. 소각 온도를 일정하게 유지하는 것은 소각로의 효율과 폐기물 처리 효과를 극대화하는 데 가장 중요하다.

SK에코플랜트의 AI 소각로는 소각로 온도를 일정하게 유지시킬 수 있도록 안내하는 운영 최적화 솔루션이다. 소각로에 설치한 센서 및 계측기를 통해 온도, 압력, 투입량 등 약 200개의 데이터를 확보하고, 70여개의 핵심 데이터로 변환해 AI가 이를 반복 학습하는 구조다.

AI는 소각로 특성에 맞도록 학습을 반복해 얻은 결과를 바탕으로 ▲폐기물 투입시기 ▲소각로 최적 온도 ▲송풍량 ▲에너지회수율 등을 최적화할 수 있는 10개의 알고리즘을 도출해 운전자에게 안내한다. 이를 통해 오염물질 배출은 최소화하고 센서를 통해 비정상적인 진동, 전류 등을 감지해 소각로의 유지보수 비용도 줄일 수 있다.

실제로 유해물질 배출 저감 성과가 두드러졌다. AI 솔루션을 적용한 5개 소각로의 데이터를 자체 분석한 결과 AI 적용 이전 대비 일산화탄소(CO) 감축률은 평균 49.9%로 나타났다. 미세먼지 주범인 질소산화물(NOx)도 평균 12.2%가 줄었다.

AI 도입으로 소각로 온도 편차가 줄면서 열효율이 높아지는 효과도 나타났다. 소각 자회사별 효율적인 운영개선과 함께 에너지 판매 수익도 5개 소각장에서 평균 300일 간 총 7.2억원 증가했다. 소각로 1기당 스팀 판매는 평균 연 2.3억원, 전기 판매는 연 1.3억원이 증가하는 것으로 분석됐다. SK에코플랜트는 소각로에서 발생한 열 에너지를 지역 산업체에 폐열 또는 스팀(증기)으로 판매하거나 인근 주거지역에 난방열로 공급하고 있다. 

SK에코플랜트는 지난 2021년 12월 충청환경에너지 소각시설에 AI 솔루션을 처음 적용했다. 이후 지난해 10월 경인환경에너지를 비롯한 4개의 소각시설에도 추가 적용을 완료했다. 이번 데이터는 SK에코플랜트의 소각 자회사에 적용된 총 5곳 소각시설의 AI 솔루션 적용시점부터 지난 5월까지의 평균 운영일수 300일간의 누적 실적을 바탕으로 자체분석한 수치다.

해외 수출도 성과를 거두고 있다. 지난 3월 베트남 북부 박닌 지역에 위치한 일 180톤 처리 규모의 소각장에 AI 솔루션 적용을 위한 업무협약을 체결했으며, 현재 말레이시아 유일의 국영산업폐기물 소각 업체인 센바이로(Cenviro)와도 AI 솔루션 수출을 위한 협의가 진행 중이다.

박경일 SK에코플랜트 사장은 “기존 폐기물 산업의 디지털전환(Digital Transformation)을 통해 오염물질 저감과 폐기물의 에너지화(Waste to Energy) 가속화뿐 아니라 환경산업 관리역량을 한 단계 끌어올리는 세마리 토끼를 잡았다”며 “앞으로도 디지털 기술을 통해 환경산업 고도화에 앞장설 것”이라고 말했다.

김태정 기자  tvyonhap@daum.net

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