서울대학교 지능공정시스템연구실(한종훈 교수/이하 연구실)은 이러한 현 시대적 방향에 맞춰 현대사회와 인류가 진정으로 필요로 하는 엔지니어를 양성하기 위해 설립되었다. 현재 연구실은 미국의 MIT와 일본의 도쿄대 및 교토대, 덴마크 공대 등 우수 연구소와의 활발한 연구 네트워크를 통해 국제 경쟁력을 갖추고 있다.
지능시스템과 공정시스템 기술을 바탕으로 다양한 연구 수행
연구실은 현재 ‘공정의 실시간 최적화’, ‘에너지 절감을 위한 공정 최적화’, ‘여러 가지 유형의 Fuel cell 디자인 방법론’, ‘거대 산업단지 최적화’ 등의 다양한 성격의 프로젝트를 진행하고 있다. 대표적으로 LNG 탱크 터미널에 대한 동적 시뮬레이션은 세계적인 엔지니어링 업체인 일본의 치요다사와 서로 동등한 조건으로 파트너십을 구성해 실제 결과를 도출하였으며, 이 때 치요다에서 예상한 기간보다 훨씬 짧은 시간에 문제를 해결했다. 또 삼성석유화학에 실시간 최적화 기술을 적용하여 에너지 사용을 최소화하기도 하였는데, 이 결과 삼성석유화학에서 당시 대주주인 BP가 전 세계의 BP 투자 공장 중에 가장 기술이 우수한 업체에 수여하는 ‘Helios Award’를 수상하기도 했다. 이처럼 거의 모든 프로젝트는 실제 공정을 대상으로 연구, 그 결과를 실제 공정에 적용하는 내용에 초점을 맞추고 있다. 이를 통해 실제 적용시 실패하는 사례들을 피할 수 있을 뿐만 아니라 이 경험을 통해서 연구 방법 또한 크게 개선할 수 있다는 이점이 있다.
한종훈 교수는 “이러한 연구 방법을 통해서 산업체에서 당면하는 많은 생산 문제들을 이미 해결해 왔으며, 이 결과 현재도 많은 기업들의 생산 문제들을 풀고 있을 뿐만 아니라 우리 연구실 졸업생들은 많은 기업들의 스카우트 대상이 되어 왔습니다”라고 말했다.
또한 지난 2008년 8월부터 화학공장 네트워크를 통한 산업단지 최적화 등 에너지 공정에 대한 실시간 최적화 과제를 실행하고 있는 사업단은 기존 공정의 에너지 효율 극대화를 통한 경제성을 달성하기 위한 목표로 ‘에너지 절약형 석유화학 SMB 분리공정 최적화 기술 개발’, ‘수소 재활용 최적화를 위한 시너지 교환망 구축’, ‘CO₂의 원료물질 재활용 최적화를 위한 시너지 네트워크 구축’ 등의 연구를 수행한 바 있다. 특히 수소 재활용을 위한 네트워크 구축사례는 한국산업단지공단으로부터 우수 연구사례로 선정되었다.
이 외에도 화학공정의 네트워크 최적화 지원시스템의 개발, 고도 수질정화 공정의 모니터링 및 자동제어, 화학 및 석유화학제조공정을 위한 고급의사결정지원시스템 개발, 유틸리티 플랜트의 에너지 절감을 위한 성능 감시 및 최적화 시스템 개발, CO₂의 원료물질 재활용 최적화를 위한 시너지 네트워크 구축 등의 연구를 마쳤다.
최근 지구온난화가 심각한 상황에서 주원인인 이산화탄소를 절감하는 기술에 박차를 가하고 있는 사업단은 현재 환경 및 안전 관련 문제를 해결하기 위해 ‘LNG 저장/수송 시설 안전운전관리 시스템 개발’ ‘집단에너지연료의 DME 전환에 따른 경제성 및 효용성 분석’ 등의 연구를 진행 하고 있다.
또한 신에너지 및 대체에너지 기술관련 연구로 ‘버스용 PEMFC 동적모델/최적운전기술개발’, ‘액체형 연료전지 시스템의 공정해석 및 전산모사’ 등의 연구와 버스용 연료전지시스템의 설계와 하이브리드용 자동차를 위한 배터리시스템 설계, LNG 공정의 동적 시뮬레이션, LNG 저장·안전·운전관리시스템 개발 등의 과제를 수행하고 있다.
한종훈 교수는 “그 동안 이루어진 이러한 연구는 모두 중요성이 날로 더해져 가는 에너지 및 환경 문제와 연관되어 있습니다. 대체에너지, 에너지 절감, 환경 문제는 각각으로도 어느 하나 소홀히 할 수 없는 중요한 문제인 동시에 어려운 문제이기도 하죠. 본 연구실은 이러한 주제들을 포괄적으로 연구한다는 점에서 여타의 연구 그룹과의 차이가 있습니다”라고 설명한다.
특히 최근에는 이산화탄소의 잠재적 누출위험으로 인한 이산화탄소의 안전사고 및 그 책임여부가 큰 이슈로 부각됨에 따라 이산화탄소를 포집 및 저장하는 기술(CCS)의 주도적인 역할을 하고 있는 OECD회원국들은 이 안전성 및 법제화를 위한 정책 제안을 목적으로 국내외 관련 전문가로 이루어진 ‘Steering Group’을 만들었다. Steering Group은 EC(Europian Commision)를 포함한 총 8개 나라가 활동 하고 있으며, 한국에서는 한종훈 교수가 대표로 활동하고 있다. 앞으로 이 팀은 한국에서의 CCS의 안정성을 보증할 수 있는 기술적 표준과 법제화를 위해 구체적인 제안을 할 예정이다.
CCS은 화석연료 기반 산업구조를 유지하면서 기존의 기술력으로도 이산화탄소를 대규모로 저감할 수 있는 기술로 90년대 말부터 유럽과 미국, 호주, 중국 등에서 크게 주목 받고 있다.
한종훈 교수는 “최근 수요가 급증하고 있는 에너지절감 및 산업에서 파생된 환경 문제를 해결하는 것이 중요한 과제입니다”라며 “저희 연구실에서 현재까지 성공적으로 수행해 온 연구 경험을 바탕으로 새로운 공정 및 제품을 설계하고, 이것을 개선하고 혁신할 수 있는 가치 있는 기술을 연구하는 것이 연구실의 지속적인 과제로 앞으로도 괄목할 만한 연구 성과를 얻을 수 있도록 꾸준히 노력할 것입니다”라고 피력했다. 덧붙여 “에너지 환경분야를 이끌어 나갈 우수 전문 인력을 양성하고 환경 산업의 경쟁력 제고에 기여할 것입니다”라고 말했다.
