발전소 제어 시스템 시장 규모, 점유율 및 동향 분석 보고서: 솔루션별(SCADA(감독 제어 및 데이터 수집), PLC(프로그래머블 로직 컨트롤러), DCS(분산 제어 시스템), PAM(발전소 자산 관리), PLM(발전소 수명주기 관리)), 구성 요소별(하드웨어, 소프트웨어, 서비스), 발전소 유형별(석탄, 수력, 천연가스, 원자력, 신재생에너지, 석유), 응용 분야별(보일러 및 보조 장치 제어, 발전기 여자 및 전기 제어, 터빈 및 보조 장치 제어 시스템, 기타) 및 지역별(북미, 유럽, 아시아 태평양, 중동 및 아프리카, 라틴 아메리카) 예측, 2026-2034년

발전소 제어 시스템 시장 성장 요인

재생에너지 부문의 성장이 시장 수요를 견인할 전망

탄탄한 법적 지원과 상당한 비용 절감 덕분에 재생 에너지 부문은 모든 국가에서 시간이 지남에 따라 엄청난 성장을 이루었습니다. 또한 전 세계 정부는 기존 연료에서 발생하는 배출량을 줄이기 위해 점점 더 친환경적인 에너지원으로 눈을 돌리고 있습니다. 에너지 집약적인 산업들은 이러한 빠른 성장세 덕분에 큰 혜택을 받았습니다.재생에너지새로운 에너지원이 기존 연료를 대체했습니다.

더 나아가, 재생 에너지원의 경제성은 머지않아 기존 화력 발전 방식과 동등한 수준에 도달할 것으로 예상됩니다. 하지만 태양이나 풍력과 같은 재생 에너지원을 이용한 전력 생산에는 몇 가지 단점이 있습니다. 재생 에너지는 불규칙적이며, 일부 재생 에너지 산업 분야에서는 예측 불가능한 변수가 존재합니다. 이러한 변수들은 외부 요인에 영향을 받는 에너지 저장 장치의 충전 및 방전 주기를 제어하여 간헐적인 재생 에너지 발전을 전력망에 통합하는 데 중요한 역할을 합니다. 제어 시스템은 이러한 변동성을 다양한 방식으로 해결합니다.

시장 제한

발전소 제어 시스템 솔루션의 표준화 및 상호 운용성 부족

터빈, 발전기 및 기타 발전소 구성 요소들은 다양한 인터페이스, 기술 및 프로토콜을 사용하여 서로 통신합니다. 데이터 해석은 다양한 통신 인터페이스 및 프로토콜의 표준화 필요성에 따라 영향을 받을 수 있습니다. 통신 기술 표준의 부족은 시스템 통합을 어렵게 하고 관련 없는 시스템 간의 플러그 앤 플레이 연결을 방해합니다.

• 예를 들어, 발전소의 대부분 장비는 자체 인터페이스 프로토콜을 통해 통신하는데, 이로 인해 여러 장비 제조업체에서 만든 장비 간의 호환성이 떨어지고, 예측 기간 동안 전 세계 발전소 제어 솔루션 시장 성장을 저해합니다. 표준화 부족은 발전소의 비용 증가로 이어져 제어 시스템 제조업체의 자금 지원 가능성을 낮춥니다. 결과적으로, 각 제조업체의 제품 사용을 통한 비용 절감 효과를 통한 프로젝트 타당성이 감소하여 시장 성장을 저해합니다.

시장 기회

천연가스 발전소에 대한 수요 증가

여러 국가들이 주요 에너지원으로 석탄에서 천연가스를 선택함에 따라, 전 세계적으로 천연가스 생산과 소비량이 수년간 크게 증가했습니다. 미국 에너지정보청(EIA)에 따르면, 석탄 화력 발전소 103곳이 천연가스 발전소로 대체되었고, 121곳은 대체 연료를 사용하도록 전환되었습니다. 미국, 중국, 영국을 비롯한 많은 국가들이 온실가스 배출량 감축을 위해 석탄에서 천연가스로의 전환을 시작했습니다. 천연가스는 환경적 이점 덕분에 수요가 급격히 증가했으며, 현재 전 세계 에너지 수요의 절반 이상을 천연가스 기반 발전이 차지하고 있습니다.

중국은 앞으로 세계 어느 나라보다 많은 천연가스를 소비할 것으로 예상됩니다. 2024년까지 전력 수요 증가와 대기 질 개선을 위한 정부의 노력에 힘입어 중국은 전 세계 가스 소비 증가분의 40% 이상을 차지할 것으로 전망됩니다. 따라서 전력 산업의 천연가스 소비 증가와 석탄에서 천연가스로의 전환으로 인해 향후 전망 기간 동안 전 세계 발전소 제어 시스템에 대한 수요가 크게 증가할 것으로 예상됩니다.

솔루션 인사이트

솔루션에 따라 전 세계 발전소 제어 시스템 시장은 SCADA(감독 제어 및 데이터 수집) 시스템과 일반 제어 시스템으로 나뉩니다.프로그래머블 로직 컨트롤러(PLC)분산 제어 시스템(DCS), 플랜트 자산 관리(PAM), 플랜트 수명주기 관리(PLM).

분산 제어 시스템(DCS) 부문은 시장에서 가장 큰 비중을 차지하며 예측 기간 동안 연평균 3.12%의 성장률을 보일 것으로 예상됩니다. DCS는 고속 통신 네트워크를 통해 발전소 전체에 설치된 수많은 자동화된 로컬 컨트롤러를 중앙 컨트롤러에 연결합니다. 이러한 로컬 컨트롤러는 현장 장치와 중앙 컨트롤러를 연결합니다. 또한, 이 네트워크는 운영자, 감독자 및 데이터 기록 담당자를 장치와 컨트롤러에 연결합니다. DCS 개념은 발전소 인근에 제어 기능을 배치하고 원격 감시 및 모니터링 기능을 결합함으로써 신뢰성을 향상시키고 설치 비용을 절감합니다.

수많은 연속적인 순환 회로를 모니터링하고 제어해야 하는 제조 시설이나 대규모 운영 환경에는 DCS(분산 제어 시스템)가 적합합니다. DCS는 수만 개의 아날로그 입출력 장치와 수만 개의 PID(비례 적분 미분) 기능을 처리할 수 있습니다.

DCS(분산 제어 시스템)는 정교한 공정 제어 기능이 필요한 복잡한 공정에 가장 적합합니다. ABB, 요코가와, 에머슨, 지멘스, 허니웰, 슈나이더 일렉트릭, 제너럴 일렉트릭, 도시바, 메츠오, 히타치, 미쓰비시 그룹, 록웰 오토메이션, 효성 등은 세계 최고의 DCS 제조업체 중 일부입니다. 이들 제조업체는 기술의 급속한 발전과 효과적인 DCS에 대한 수요 증가로 인해 새로운 시스템을 도입해야 했습니다.

발전소, 태양광 패널 생산, 풍력 터빈 등 산업 전반에 걸쳐 사용되는 제어 시스템을 프로그래밍 가능 로직 컨트롤러(PLC)라고 합니다. 이 시스템은 입력 장치의 상태를 판단하고 추적하여 출력 장치의 상태를 제어합니다. PLC는 주로 발전 효율이나 생산 라인의 성능을 향상시킵니다. 또한, 프로세스나 작업을 복제 및 변경하는 동안 필수 데이터를 수집하고 통신할 수 있습니다. PLC는 뛰어난 적응성 덕분에 발전소에서 자동 터빈 시동 시스템(ATRS)과 연소 관리 시스템(BMS)에 널리 사용됩니다.

PLC 시스템은 적용 분야의 요구 사항에 맞춰 조정할 수 있기 때문에 다른 대안보다 우수합니다. 발전소 제어기를 사용하면 관리자는 출력, 규정 준수, 계통 안정성 및 수익 측면에서 발전소의 작동 방식을 제어할 수 있습니다. 구체적인 요구 사항은 다를 수 있지만, 대부분의 발전소 제어기는 PLC 시스템을 사용하여 주파수, 전압, 유효 전력, 무효 전력, 역률 및 램프 제어를 처리할 수 있습니다.

구성 요소 인사이트

구성 요소별로 보면, 전 세계 발전소 제어 시스템 시장은 하드웨어와 소프트웨어로 나뉩니다. 하드웨어 부문이 가장 큰 시장 점유율을 차지하고 있으며, 예측 기간 동안 연평균 2.98%의 성장률을 보일 것으로 예상됩니다. 기존의 계기판과 스트립 차트 레코더는 최근 개발된 산업 표준 하드웨어 및 소프트웨어 솔루션으로 대체되었습니다.

컨트롤러와 입출력 모듈은 현재 하드웨어 솔루션의 두 가지 예입니다. 소프트웨어 솔루션이 시장을 주도하고 있지만, 하드웨어 부문은 저렴한 가격과 기술 발전 덕분에 자리를 잡았습니다. 수많은 기업의 기술 혁신이 시장 확장을 이끌어 왔습니다.

• 예를 들어, RDI Controllers LLC는 2021년 9월에 발전 시스템용 새로운 프로그래밍 가능 자동화 컨트롤러(PAC)인 "Edge Controller"를 공개했습니다. 터빈 및 발전기 보호 및 제어 시스템은 발전 사업자에게 매우 중요합니다. 이러한 설비의 생산량은 운영에 달려 있으며, 이는 다시 유지보수와 밀접한 관련이 있기 때문입니다. PLC(프로그래머블 로직 컨트롤러)는 많은 제어 시스템에서 신뢰받는 자동화 방식입니다. 더욱이, 이러한 시스템에는 이제 새로운 프로그래밍 소프트웨어가 내장되어 제공됩니다.

발전소 제어 시스템은 정보통신기술(ICT)을 광범위하게 도입해 왔습니다. 업계에서는 단일 발전소 자산을 관리하거나 제어실 패널에서 전체 시설을 관리하는 다양한 소프트웨어 프로그램을 사용합니다. 발전 사업에서 활용되는 대표적인 소프트웨어 솔루션으로는 SCADA, HSR(인간-기계 인터페이스), 산업용 사물 인터넷(IIoT) 및 AI(인공지능) 기반 솔루션 등이 있습니다. 많은 기업들이 태양광 발전 시장에 소프트웨어 솔루션을 성공적으로 통합하여 호평을 받고 있습니다.

2021년 3월, ABB 그룹은 인도에서 5GW 규모의 태양광 발전 자동화 계약을 수주했습니다. 이 계약은 유틸리티 규모의 SCADA 및 스트링 모니터링 솔루션을 활용한 기존 프로젝트들의 결과물입니다. 인도 정부는 태양 에너지 산업에 대한 신규 투자 유치, 국내 제조업 육성, 자금 조달 문제 해결 등을 주요 목표로 삼고 있습니다. 인도를 비롯한 아시아 태평양 지역 국가들은 전력 부문에서 소프트웨어 통합 프로젝트가 크게 증가할 것으로 예상하고 있습니다.

유형별 인사이트

발전소 유형에 따라 전 세계 발전소 제어 시스템 시장은 석탄, 수력, 천연가스, 원자력 및 신재생에너지로 구분됩니다. 석탄 부문이 시장에서 가장 큰 비중을 차지하며 예측 기간 동안 연평균 3.43%의 성장률을 보일 것으로 예상됩니다. 석탄 화력 발전소에서는 석탄 열로 생성된 증기를 이용하여 터빈 축을 회전시켜 전기를 생산합니다. 증기의 엔탈피는 온도와 압력의 함수이며, 증기 터빈이 증기로부터 추출하는 에너지량은 장치 전체에 걸친 엔탈피 감소량에 따라 결정됩니다. 석탄 화력 발전소 제어 시스템은 주요 운전 매개변수의 중요도를 낮추고 발전소의 효율성을 높여 공정 최적화를 가능하게 합니다.

정부의 체계적인 정책 지원이 없다면, 대기 오염과 온실가스 배출에 대한 정당한 우려에도 불구하고 석탄 사용량은 앞으로도 상당할 것으로 예상됩니다. 또한, 대부분의 현대식 석탄 화력 발전소는 분산 제어 시스템(DCS) 플랫폼에 제어 시스템이 통합되어 있어 다른 발전소 모듈과의 원활한 연동이 가능합니다. 거버너 제어, 터빈 및 발전기 보호, 자동 시동, 회전자 응력 평가, 보조 제어, 밸브 관리, 상태 모니터링, 자동 동기화, 여자, 주파수 제어, 추출 제어, 바이패스 제어, 단위 제어 등이 석탄 화력 발전소에서 구현되는 대표적인 기능입니다.

플랜트 제어 시스템의 주요 최종 사용자 중 하나는 수력 발전소이며, 향후 완만한 성장이 예상됩니다. 수력 발전은 높은 곳에서 낮은 곳으로 흐르는 물의 에너지를 이용하여 전기를 생산하는 재생 에너지원입니다. 수력 발전은 가정, 기업, 농업에 깨끗한 물을 공급하는 것 외에도 홍수와 가뭄 같은 악천후의 영향을 완화하는 데에도 기여합니다.

또한, 이러한 계획들은 필수적인 교통 인프라 구축, 지역 사회 서비스 자금 지원, 그리고 여가 및 오락 시설 확충에 기여할 수 있습니다. 마드리드에서 개최된 유엔 기후변화협약 당사국총회(COP25)는 특히 기후 회복력과 적응에 초점을 맞추어 기후 변화에 대응할 수 있는 역량 구축의 필요성을 강조했습니다. 국제수력연구소(IHA)는 신규 및 기존 자산의 장기적인 운영 가능성을 보장하기 위해 2019년 5월 수력 발전 부문 기후 회복력 가이드를 발표했습니다. 이 가이드는 프로젝트 계획, 설계 및 운영에 기후 회복력 조치를 통합하는 데 필요한 모범 사례를 제시합니다.

지역 분석

아시아 태평양 지역은 가장 중요한 매출 기여 지역이며 예측 기간 동안 연평균 4.01%의 성장률을 보일 것으로 예상됩니다. 아시아 태평양 지역은 발전소 제어 시스템의 가장 중요한 지역 시장이며, 인도, 중국, 일본과 같은 국가들의 투자 증가가 이 산업을 견인하고 있습니다.

또한, 이 지역 시장은 재생 에너지 산업의 비용 상승으로 인해 성장할 것으로 예상됩니다. 그러나 산업 자동화의 신흥화와 기술 이해도 부족은 발전소 제어 시스템 시장 확장을 제약하는 요인으로 작용합니다. 중국은 이 지역에서 발전소 제어 시스템 최대 시장 중 하나이며, 그 뒤를 인도와 호주가 잇고 있습니다. 정치적, 경제적 분열과 경쟁 관계에도 불구하고 인도와 중국은 대규모 석탄 발전소 건설 프로젝트를 공유하고 있습니다.

또한, 인도에서는 에너지 소비 증가에 힘입어 석탄 화력 발전소 증설과 재생 에너지 부문 투자 확대가 예상되어 발전소 제어 시스템 시장이 완만하게 성장할 것으로 전망됩니다. 인도 중앙전력청(CEA)에 따르면, 인도는 2030년까지 석탄 화력 발전 용량이 267GW에 달할 것으로 예상되며, 이 중 58GW는 신규 증설될 예정입니다.

인도 정부는 2030년까지 수력 발전 용량을 7만 MW로 늘리는 목표를 세웠습니다. 현재 1만 3천 MW 규모의 수력 발전소가 다양한 단계에서 건설 중이며, 8천 MW 규모의 프로젝트가 추가로 계획되어 2020년 말까지 착공될 예정입니다. 정부의 높은 목표 설정으로 인해 수력 발전 사업은 향후 예상되는 기간 동안 지속적으로 성장할 것으로 전망됩니다.

북미 발전소 제어 시스템 시장 동향

미국 재생에너지 시장은 태양광과 풍력 에너지가 주도할 것으로 예상되며, 지열 및 바이오에너지 부문 또한 기술 발전의 수혜를 입을 것으로 전망됩니다. 전반적으로, 미국의 발전소 제어 시스템 시장은 예측 기간 동안 가스 기반 발전소 시스템과 재생에너지원에 대한 투자 증가에 힘입어 성장할 것으로 예상됩니다. 미국과 더불어 캐나다 또한 예측 기간 동안 발전소 제어 시스템 시장에서 완만한 성장을 보일 것으로 전망됩니다.

가스 발전소, 수력 발전소, 그리고 재생 에너지원의 증설이 이러한 성장을 주도할 것입니다. 캐나다는 국경 밖에서 새로운 프로젝트 옵션과 잠재적 부지를 물색해 왔습니다. 앨버타주의 풍력 에너지 프로젝트 개발에는 2030년까지 약 83억 달러의 투자가 유치될 것으로 예상되어 최근 몇 년간 투자자들에게 매력적인 시장으로 자리매김했습니다. 앨버타주 외에도 서스캐처원주 역시 정부가 2030년까지 재생 에너지 비중 50% 달성을 목표로 함에 따라 상당한 투자가 이루어질 것으로 예상됩니다.

유럽 ​​발전소 제어 시스템 시장 동향

독일은 최근 석탄 화력 발전소 폐쇄와 청정 에너지원 활용 확대 추세로 인해 석탄을 이용한 전력 생산량이 크게 감소했습니다. 석탄 에너지 부문 시장은 이러한 추세의 영향을 받아 향후 전망 기간 동안 성장이 제한될 것으로 예상됩니다. 계획된 프로젝트 부족과 수력 이외의 재생 에너지원에 대한 투자 확대로 인해 수력 발전량은 거의 변동이 없으며, 소폭 성장이 예상됩니다. 발전소 제어 시스템 시장에서는 영국이 완만한 성장을 보였습니다.

국가가 전력 생산에서 재생 에너지원의 비중을 확대하는 데 주력하고 있는 만큼, 재생 에너지 부문은 발전소 제어 시스템 시장의 중요한 성장 동력이 될 수 있습니다. 수력 발전 용량 부족과 향후 개발 계획의 부재로 인해 우리나라의 수력 발전량은 역사적으로 낮은 수준을 유지해 왔습니다. 향후 전망 기간 동안 수력 발전량은 서서히 증가할 것으로 예상됩니다.

에너지 및 기후 정보국(ECIU)에 따르면 발전소 운영업체들은 총 34억 파운드에 달하는 용량 시장 보조금을 보장받았으며, 이 중 상당수는 가스 발전소에 지원되었습니다. 가스 발전은 재생 에너지보다 안정성이 높기 때문에 업계를 주도하고 시장 확대의 기회를 제공할 것으로 예상됩니다.

동남아시아국가연합(ASEAN)은 역내 에너지 수요가 50% 증가할 것으로 예상됨에 따라 2025년까지 1차 에너지의 23%를 재생에너지로 조달하겠다는 야심찬 목표를 세웠습니다. 이는 동남아시아 재생에너지 시장에 상당한 이점을 제공할 것으로 보입니다. 최근 인도네시아, 말레이시아, 필리핀, 태국, 베트남 등 여러 국가에서 재생에너지 설비가 크게 확장되었으며, 향후 예측 기간 동안에도 이러한 추세가 지속될 것으로 예상됩니다.

브라질 광업에너지부는 향후 10년간 석탄 채굴 및 석탄 화력 발전소에 39억 달러를 투자하는 계획을 발표했습니다. 이 투자는 해당 기간 동안 브라질의 발전소 제어 시스템 산업에 긍정적인 영향을 미칠 것으로 예상됩니다. 또한, 이 계획은 브라질 석탄 화력 발전소의 현대화 사업에 대한 자금 지원을 강조하여 발전소 제어 시스템 시장에도 도움이 될 것입니다.