■ 공정 폐수를 실시간으로 분석/예측 가능한 최첨단 AI시스템 도입, 인력에 의존한 기존 방식의 패러다임 전환에 성공

■ 데이터에 기반한 시뮬레이션 모델을 통해 최적 폐수 처리 운전 방안도 제시

■ 온실가스 실시간 모니터링 시스템으로 온실가스 저감에 최적화된 폐수처리 가능해져
– 하루 15대의 자동차가 서울-부산을 왕복하며 배출하는 온실가스양만큼 감축효과

■ SK에너지 이종석 동력공장장, “ESG 중심 경영에 대한 의지를 보여줌과 동시에, 울산CLX의 그린 트랜스포메이션 달성에 초석이 될 것“

SK이노베이션이 생산현장에서 발생하는 폐수 관리 수준을 국내 최고 수준으로 크게 높였다.

SK이노베이션은 울산Complex(이하 울산CLX)에서 발생하는 폐수에 대한 실시간 분석 및 예측이 가능한 최첨단 ‘인공지능 폐수처리 시스템’을 성공적으로 구축했다고 13일 밝혔다. 국내 정유사 중 최초로 공정 폐수의 성상을 실시간으로 예측해 최적으로 처리할 수 있는 ‘선제적 폐수처리 시스템’을 만든 것이다.

울산CLX는 세계 최대규모 정유∙석유화학공장 특성상 일일 약 5만톤 이상의 산업 폐수를 배출∙처리한다. 울산CLX는 자체적으로 2곳의 종합폐수처리장을 보유해 여기서 폐수 전량을 정화해 방류하고 있다.

울산CLX 종합폐수처리장에서는 최근까지 폐수 모니터링 및 폐수처리 상태를 실험실에서 분석하는 수(手)분석에 의존해왔다. 최종 방류 지점에 설치된 수질오염물질 농도 측정·전송 시스템(TMS)을 통해 폐수처리 결과만 실시간 모니터링이 가능했다.

그 외에는 직원이 채취한 시료를 수분석해 악성 폐수 차단, 불량 성상 방류수 재처리 여부 등을 관리해왔다. 또한 미생물을 활용해 폐수를 정화하는 생물학적처리시설(생물반응기, Bioreactor) 내 미생물 컨디션도 전적으로 시간이 소요되는 수분석에 의존해왔다. 즉 대부분 수분석에 의한 사후 처리만 가능한 한계를 갖고 있었다.

울산CLX는 전적으로 인력에 의존하는 일하는 방식을 혁신하기 위해 지난 ‘19년부터 폐수처리 시스템 개선 프로젝트를 시작했다. 이 결과로 실시간 측정 설비를 설치하고, 시운전을 거쳐 지난해 말 폐수 모니터링 시스템에 AI를 적용한 ‘인공지능 폐수처리 시스템’ 구축을 완료했다.

‘인공지능 폐수처리 시스템’은 울산CLX 폐수처리장에 유입 폐수와 정화 후 방류되는 처리수를 실시간으로 분석 가능하다. 시스템에는 실시간 분석 데이터에 기초해 유입 수질 변화와 방류 수질을 예측하는 인공지능(AI) 시스템이 탑재되어 있다.

이 시스템은 각종 공정운영 데이터에 기반한 시뮬레이션을 통해 최적의 폐수 처리 방안을 제시한다. 또 숙련된 운전원 이상의 판단력과 보다 높은 정확도를 갖추기 위해 ‘머신 러닝’을 진행 중이다.

또한 온실가스 실시간 모니터링 시스템도 설치해 온실가스 저감에 최적화된 폐수 처리가 가능토록 했다. 기존에는 폐수 처리 시 온실가스 발생량 측정이 불가능했으나, 새로운 시스템 도입으로 폐수처리 과정에서 발생하는 온실가스 발생량을 예측할 수 있게 된 것이다. 울산CLX는 이를 통해 하루 15대의 자동차가 서울-부산을 왕복하며 배출하는 온실가스 양만큼 감축효과가 있을 것으로 내다봤다.

울산CLX 관계자는 “새로운 시스템 도입으로 비연속적 모니터링과 사후 확인만 가능했던 기존 수분석의 한계를 극복하게 됐다”면서, “사후 대응에서 사전 대응으로, 인력 의존에서 과학적 분석을 도입하게 되어 보다 완벽한 수준의 깨끗한 수질 관리와 온실가스 감축이 가능할 것으로 기대하고 있다”고 말했다.

울산CLX는 3월부터 예정된 정기 보수에서 보다 다양한 폐수처리 데이터를 확보해 시스템을 개선해나갈 예정이다.

SK에너지 이종석 동력공장장은 “종합폐수처리장의 AI 시스템 도입을 통해 울산CLX가 지속적으로 추진하는 스마트 플랜트의 상징적인 성과를 거뒀다”라며, “AI를 활용한 최적의 폐수처리는 ESG 중심 경영에 대한 의지를 보여줌과 동시에 울산CLX의 그린 트랜스포메이션 달성에 초석이 될 것“라고 밝혔다.

[사진설명]

(사진1) SK에너지 동력공장 구성원들이 제1종합폐수처리장 현장을 점검하고 있다.

(사진2) SK에너지 동력공장 구성원들이 제1종합폐수처리장에 설치된 인공지능 폐수처리 시스템(스마트 센서) 설비를 확인하고 있다.