기계업종 온실가스 배출 공정 및 시설 분석
개요
- 기계업종의 범위
- 기계 업종으로 분류되는 범위는 일반기계(KSICC29), 전기기계(KSICC28), 정밀기계(KSICC27), 수송기계(KSICC30,31), 금속제품(KSICC25)이 있다.
- 목표관리제의 기계업종
- 2020년도 제도 이행기준 목표관리제의 기계 업종은 표준산업분류(KSIC) 중분류 기준, ‘24-1차 제조업’, ‘25-금속 가공제품 제조업’, ‘29-기타 기계 및 장비 제조업’, ‘31-기타 운송장비 제조업’이 해당한다.
- 기계 업종의 특성
- 기계산업은 생산, 부가가치, 고용 창출에 대한 공헌이 매우 높은 업종이다. 반면, 기계산업은 기술혁신이 활발하지 않고 기술적 혁신 속도가 느린 특성이 있다.
- 기계 업종 공정 분류
- 기계 업종의 공정은 크게 주조, 단조, 성형가공, 기계가공, 표면처리로 분류 된다. 이를 온실가스·에너지 목표관리제에 참여 중인 업체의 명세서 데이터를 기준으로 확인해 보았을 때, 사업장과 상품의 특성으로 인해 공정 순서와 구성은 상이 했으며, 같은 공정 내에서도 시설의 구성, 용량, 연료와 원료 등의 차이를 확인할 수 있었다.
- 기계 업종 목표관리업체 추이
- 온실가스·에너지 명세서 데이터를 확인한 결과, 2020년에 기계 업종에 해당하는 업체는 18개 업체였으며, 총 목표관리제 이행 업체 중 5.25%를 차지하고 있다.
- 기계 업종 내 세부 업종 배출 현황
- 2020년 기준 기계 업종 내에서 배출량의 상위를 차지하는 세부 업종을 살펴보면, ‘금속 단조 제품 제조업’이 15%, ‘반도체 제조용 기계 제조업’이 12%, ‘그 외 금속 파스너 및 나사제품 제조업’이 11%를 차지하고 있으며, 표준산업분류(KSIC) 중분류 기준, ‘25-금속 가공제품 제조업’이 56%로 과반 이상의 배출량을 가지고 있다.
온실가스 배출현황
- 기계 업종 총 온실가스 배출량 변동 추이
- 2020년 기계 업종의 총 배출량은 전년대비 15%가량 감소하였다. 이는 ‘1-마 기계 업종 목표관리업체 추이’에서 언급된 것처럼 1개 업체가 제외된 영향이 있다고 보여진다. 또한, 업체별 평균 배출량은 2018년부터 2020년까지 감소하는 모습을 보이고 있다.
- 2020년도 기계업종 주요 배출 활동
- 기계 업종의 온실가스 배출은 95% 이상이 ‘전기’와 ‘고정 연소의 LNG, LPG 사용’으로 인한 배출량이다. 이는 생산 공정에 대부분의 에너지가 사용되는 기계 업종의 배출 특성을 확인할 수 있는 부분이다.
공정별 온실가스 배출
- 주조 공정
- 주조는 재료(주로 철, 알루미늄 합금, 구리, 황동 등의 금속)를 융점보다 높은 온도에서 가열하여 액체로 만들어 거푸집에 부어 굳히는 가공 방법이다.
- 주조 공정의 세부 공정들은 기본적으로 전기를 에너지로 사용하며, 용해, 보온과 같은 고온의 ‘로시설’에서는 LNG도 사용한다.
- 단조 공정
- 단조란 소성 가공의 일종으로 해머 등으로 금속 가공물을 두드려 원하는 형태로 성형하는 공정을 말한다. 주조나 분말 야금에 의한 가공보다 소재의 인성이 강해진다.
- 단조 공정은 대부분의 시설에서 전기를 에너지로 사용하며, 높은 온도가 필요한 가열공정 시설에서는 LNG를 사용하기도 한다.
- 성형 공정
- 압연, 압출, 인발 등이 해당되며, 금속을 모양과 형태를 변형시켜 제품을 만드는 공정을 말한다
- 성형공정의 주요 세부 공정으로는 성형과 기계가공이 있으며 대표적인 배출 시설은 성형시설, 연마시설 등이 있으며 주요 에너지원으로 전기를 사용한다. 열처리와 건조에서는 LNG를 사용하기도 한다.
- 기계 가공 공정
- 기계 가공이란, 기계 장비로 금속의 모양, 크기 또는 성능을 변경하는 과정을 말하며, 드릴링, 터닝, 보링, 밀링, 연삭 등이 해당된다.
- 기계로 가공하는 공정의 특성상 설비 대부분이 전기로 구동되며, 타 공정들과 마찬가지로 건조시설에서는 LNG를 사용하기도 한다.
- 표면 처리 공정
- 표면처리 공정은 크게 도장과 도금을 들 수 있다.
- 도금은 부식방지 및 전기의 전도성이 필요하거나 조립되어 구동되는 부품에 적용하며, 종류로는 아노다이징, 크로메이트 등이 있다.
- 도장이란, 일반적으로 판금의 최종공정을 말하며 부식방지 뿐만아니라 상품에 따라 색상을 입히기도 하여 마감재나 외장품에 이용된다.
- 표면처리 공정은 모두 전기를 주요 에너지원으로 사용되며, 도장, 도금, 건조를 제외하면 대부분이 제품의 이동과 공정 진행을 위한 에너지 사용으로 이루어 진다.
온실가스 감축
- 목표관리제 이행 중인 업체 중 기계업종 감축기술 적용 현황
- 2015년부터 2020년까지 집계된 누적업체수는 16개업체이며, 5개년 간 실시한 총 온실가스 감축 이행건수는 182회이다.
- 기계 업종 내에서 이행된 감축수단 종류는 49개이고 그 중 기술개선 유형은 19개이며, 기술개선 유형 중 빈도수가 많은 상위 10개 감축기술은 다음과 같다.
- 2015년∼2020년 목표관리제 이행 중인 업체가 도입한 감축기술을 조사한 결과, 기계 업종의 감축기술은 대다수가 ‘고효율기기’를 적용하고 있는 것으로 나타났다.
- ‘공정별 온실가스 배출’부분에서 소개된 공정별 시설들과 같이 로 시설과 기계 설비가 많은 업종의 특성으로 보여진다. 대부분의 에너지가 제품 생산 공정에 사용되므로 에너지 원단위와 밀접한 관계가 있는 에너지 효율 향상이 주를 이루었다.
- 기계업종 감축기술 도입 현황
- 2015년∼2021년까지 업체가 도입한 감축기술을 조사한 결과, 에너지사용량 5천 TOE 이하의 업체에서 쓰이는 감축기술은 ‘폐열회수 이용설비’가 가장 많았고, 에너지사용량 5천∼1만 TOE 이하의 업체에서 쓰이는 감축기술은 ‘고효율기기’가 가장 많았다.
-5천 toe 이하 업체의 감축기술 이용현황
-5천 toe ~ 1만 toe 이하 업체의 감축기술 이용현황
- 5천 TOE 이하의 에너지사용량을 가진 업체가 도입한 감축기술 중 가장 큰 감축량을 나타낸 감축기술은 ‘부속 장치 교체 및 보완’이었고, 이를 설비별로 분류했을 때 주요설비는 공기 압축기 설비, 기타 전기 설비, 수전, 발전, 배전 설비 등이 적용되었다.
- 5천∼1만 TOE 이하의 에너지사용량을 가진 업체가 도입한 감축기술 중 가장 큰 감축량을 나타낸 감축기술은 ‘적정 배관 및 교체’였고, 이를 설비별로 분류했을 때 주요설비는 공기 압축기 설비, 열사용 설비, 일반 생산전력 설비가 적용되었다.
- 설비별 감축기술 분류(5천 TOE 이하)
- 설비별 감축기술 분류(5천~1만 TOE 이하)
- 기계 업종의 적용 가능 감축 기술(종합)
- 이행실적 DB 등을 통해 도출된 감축기술을 조사한 결과, 4개의 감축기술들을 도출할 수 있었고, 감축기술 별 세부기술 및 설비, 적용가능 설비는 다음과 같다.
