기술혁신 성공사례 - 창성엔지니어링(주) 윤대식 부사장
미세먼지 2차 발생 원인 VOCs 제거를 위한 혁신
▲ 윤대식 부사장
창성엔지니어링(주)
공동 작성_ 남태영 대표(SBI Consulting Korea), 이정선 전문작가(프리랜서)
미세먼지가 한반도를 뒤덮는 날이 많아지면서 마스크 착용이 일상화되는 추세다.
심지어 다음 세대에서는 미세먼지로 인해 ‘방독면’이 필수템이 되지 않을까 하는 우려의 목소리 속에 청와대 국민청원 게시판에는 미세먼지 발생지인 ‘중국에 항의해달라’는 글이 쏟아진다.
공장이 밀집해 있는 중국 산둥성의 미세먼지가 바람을 타고 국내에 악영향을 미치기 때문이다.
하지만 전문가들은 한국 역시 대기개선 노력이 진행되야 한다고 강조한다.
국내 미세먼지 사태의 원인에는 중국산 미세먼지뿐 아니라 국내에서 발생한 미세먼지도 적지 않기 때문이다.
이러한 가운데 대기오염 저감에 관심을 가지고 독자적인 기술축적을 통해 해법을 제시하고 있는 전문 업체가 있어 관심을 모으고 있다.
광주시 북구에 위치한 창성엔지니어링(주)(대표이사 김창근)이 그 주인공이다.
'미세먼지 주범'인 휘발성유기화합물(VOCs)
미세먼지(PM10, Particulate Matter)는 지름이 10㎛ 이하인 먼지를 말하며, 입자가 머리카락 굵기의 1/6 정도로 아주 작은 크기이다.
미세먼지보다 더욱 크기가 작은 초미세먼지(PM2.5)는 입자의 직경이 2.5㎛이하의 먼지를 말하며 크기는 머리카락 굵기의 1/20에 불과하다.
미세먼지는 이미 알려진 것처럼 중국발 매연이나 화력발전 등 산업시설에서 직접 발생하는 것도 있지만, 자동차 배기가스, 주유소 유증기 등에 많이 포함된 휘발성유기화합물(VOCs)이 반응성이 강한 물질(OH, O3 등)과 화학반응을 일으켜 2차 유기입자(Secondary Organic Particles)가 된다.
미세먼지는 굴뚝 등 발생원에서부터 고체 상태의 미세먼지로 나오는 경우(1차적 발생)와 발생원에서는 가스 상태로 나온 물질이 공기 중의 다른 물질과 화학반응을 일으켜 미세먼지가 되는 경우(2차적 발생)로 나누어진다.
미세먼지(1㎍ 이하)의 발생원인은 유기물질(전체 성분의 30%)과 황산염(19%), 질산염(16%)이 대부분이고, 유기물질이 가장 비중이 크다는 점에 주목할 필요가 있다.
유기물질은 VOC가 산화돼 휘발성을 잃으면서 입자상 물질이 달라붙어 만들어진다. 즉 2차 생성을 막으려면 VOC를 저감해야 하는데 지금껏 미세먼지 대책에서 간과되었던 부분이다.
2차적 발생이 중요한 이유는 수도권만 하더라도 화학반응에 의한 2차 생성 비중이 전체 미세먼지 발생량의 75%를 차지할 만큼 매우 높기 때문이다.
VOCs는 미세먼지 발생의 주 원인물질로 자체적으로 독성이 있어 노출될 경우 구토, 두통 등의 일시적인 피해는 물론이고 장기간 노출되면 마비, 발암 등 치명적인 질병을 일으킬 수 있다.
이에 따라 우리나라를 비롯해 세계 각국은 현재 VOCs에 대한 규제를 강화하고 있다.
VOCs 제거를 위해 활성탄, 스크러버, RTO(Regeneration Thermal Oxidizer, 축열식산화장치) 등의 장비가 사용되고 있지만 장비의 특성, 성능 등이 극명하게 대비돼 기업의 독특하고 다양한 환경오염 문제를 해결해 줄 수 없다는 단점을 갖고 있다.
국내 최초 '이지클린 VOCsTM' 개발 출시
창성엔지니어링은 그동안 축적한 기술력을 바탕으로 3년간의 끊임 없는 연구개발 투자를 통해 하이브리드 가변 농축 촉매연소기인 '이지클린 VOCsTM'을 출시했다.
'이지클린 VOCsTM'은 기존 기술과 다른 특징을 갖고 있다.
효율이 좋고 저렴한 것은 물론, 장치 내에서 자동으로 VOCs가 제거되고, 활성탄 장비처럼 복잡한 리사이클 과정도 필요 없다.
또한 VOCs 농도가 아무리 불규칙하게 큰 폭으로 변해도 항상 일정한 수준으로 농축시키고, 농축된 고농도의 VOCs에 남아 있는 고 열량을 자체 에너지원으로 활용할 수도 있다.
또한 발생 VOCs를 99.2% 까지 저감시킬 수 있어 유기용제, 유기화학물질, 석유화학물질 등을 원료로 사용하는 업종에 적용하면 올해부터 강화돼 시행되는 정부 규제 수준의 최대 3분의 1까지 낮출 수 있다.
실제로 한국산업기술시험원의 공인 시험분석 결과, VOCs의 경우는 219.8PPM이던 것이 1.8PPM으로 줄어들어 약 99.2% 저감 효과를 내 현존 최고의 성능으로 평가받았다.
300도 저온 연소 특수 촉매로 에너지 비용을 대폭 줄일 수 있고 컴퓨터 제어로 완전 운전자동화도 가능하다.
이와 관련하여 창성엔지니어링은 ‘능동적인 농축률 제어 수단을 구비한 농축촉매연소시스템’이라는 발명으로 지난해 10월 특허를 획득하고 산업통상자원부의 국내 신기술(NeT) 인증도 받았다.
기술 전문가들의 집요한 사업화 의지의 산물
1998년 설립된 창성엔지니어링은 산업공기조화, 산업환기 전문기업, 기계설비 전문기업, 환경기술개발 전문벤처기업이다.
‘기술 개발만이 살길’이라는 신념 아래 기술적 전문성을 바탕으로 집요하게 신사업을 발굴해온 창성엔지니어링의 노력이 빛을 발하게 된 계기가 있었다.
십수 년 전 서울대와 국가과제를 놓고 기술협력을 통해 어느 정도의 기술적 성과는 얻을 수 있었지만, 실제 사업화하기에는 효율 등 미흡한 부분이 많아 ‘국가과제 완료’정도에 만족해야만 했다.
하지만 ‘VOCs를 포집하여 제거하기에 효율이 낮다면, 농축하면 되지 않을까?’하는 기술자적 접근방법과 집중력은 그때의 실패를 성공으로 바꿀 수 있었다.
물론 이미 여러 업체들이 농축을 시도한 바 있었어도 사업화까지는 도달할 수 없었다.
창성엔지니어링이 개발에 성공한 가변농축 촉매연소기의 특징은, 제올라이트를 이용하여 최고 20배까지 농축이 가능하고, 백금-티타늄 산화물 촉매(Pt-TiO2)를 적용하여 저온에서도 VOCs 연소가 가능하며, 자체 개발한 프로그램을 적용하여 전 공정 운전을 자동으로 할 수 있다는 점이다.
그럼 지금부터 2차 미세먼지 발생원인 VOCs를 제거하기 위한 해법으로서 창성엔지니어링의 기술혁신 과정 및 노하우를 살펴보기로 하자.
개발 성공 요인
CEO의 직관과 CTO의 기술적 전문성의 콤비플레이
기술기반으로 혁신적인 사업 아이템을 발굴 및 개발하고 사업화에 성공하는 과정은 고단한 작업이다.
3~4개월 동안 테스크포스팀을 구성하고 밤을 세워 계획을 수립하면, 이를 금과옥조와 같이 여기고 그 계획을 철저히 수행하면 성공이 보장되던 시절도 있었다.
그 성공의 전제조건은 계획을 수립할 당시의 사업이나 기술환경이 변하지 않고 그대로여서, 3~4개월 전 분석한 결과가 수립한 계획을 수행할 때 잘 맞아 떨어지는 경우일 것이다.
하지만 미래의 불확실성이 커지고, 경쟁, 시장변화, 정책, 규제 등의 환경분석 시 점검하는 외부인자들은 계획을 수립한 후 그것을 수행할 시점부터 상당부분 변해 있는 것이 현실이다.
계획을 수립하고 그 성공을 기대하는 우리는 수시로 처음의 목표와 계획을 점검해야 하고, 변화에 유연하게 대응하면서 변화된 환경에서 얻을 수 있는 최선의 결과를 낼 수 있도록 집중해야 한다.
시작은 미래에 대한 혜안을 가진 리더의 직관이어도 좋고, 신입사원들의 아이디어를 모은 말랑말랑한 사업제안이어도 좋다.
중요한 것은 기술이 개발되고 사업으로 성공할 때까지 지속적으로 그 가치를 점검하고, 방법을 가감함으로써 결정적인 성과를 추구해야 한다는 것이다.
또한 지속적으로 어디에 가치가 있고 어디로 이동해나가는지를 점검하고 계획을 수정하며, 그 변화에 능동적으로 대처해야 한다.
불확실한 미래를 대비하는 시나리오를 작성하고 그에 상응하는 전략을 반드시 수립하자는 것은 아니다. 변화에 대응하여 지속적으로 가치를 제안하고, 그 방향을 지향해야 한다는 것이다.
창성엔지니어링의 CEO는 기계공학을 전공하고 금성알프스(현 LG이노텍), 천우엔지니어링에서 환경 및 기계 장비 분야에서 35년 동안 직접적인 기술이슈를 다루어온 환경엔지니어 출신 사업가이다.
풍부한 기술적 경험을 바탕으로 한 CEO의 안목과 직관은 신사업 테마 발굴에 충분했다.
다만 기술적 전문성이나 경험은 충분했지만, 다각적인 타당성 분석과 객관적인 검증이 필요했기에 기술적 전문성과 다양한 사업화 경험이 있는 CTO를 영입하면서 CEO의 직관은 날개를 달 수 있었고, 두 전문가의 콤비플레이는 현재의 성공을 이끈 요인이 되어왔다.
VOCs 제거기술개발 초기에 서울대와 협력으로 의미 있는 결과를 얻고 특허도 확보하였지만 VOCs 저감율이 낮아 실용성에 대해 회의적이었다.
이에 다년간 해당분야에 경험이 있는 CEO는 제올라이트(Zeolite) 등을 활용한 농축기술에 집중할 것을 제안하였고, 그 타당성을 검증하고 보다 효율적인 방안을 지속적으로 찾아서 협의해온 콤비플레이가 현재의 성공을 이끈 것으로 보인다.
농축 단계 이후, 탈착을 위한 에너지 재활용 설계, 연소에 필요한 Pt/TiO2 촉매가 나오기까지 여러 가지 촉매 조합의 적용을 시도한 것도 성능을 내기 위한 지속적인 가치제안 과정으로 볼 수 있다.
종합적인 기술환경 분석 및 사업 타당성 검증
신제품을 개발하고 사업계획서를 제안하게 되면, 보고하는 이나 받는 이나 해당제품이 들어갈 시장이 얼마나 큰지에 관심을 집중하고 그 중 얼마를 차지할 수 있을지를 따져본다.
이는 사업을 준비하는 단계에서 지극히 당연한 활동이다.
조금 더 신중히 검토하는 경우 경쟁사의 방식과 기술 등은 어떠한지, 그들과 차별화된 포인트는 충분한지도 주도면밀하게 분석한다.
하지만 보다 확실한 사업성공을 위해서는 관련 기술동향, 고객행태, 정책, 규제, 표준화 등을 포함한 종합적인 분석이 필요하다.
PEST, STEEP, 5Force 등의 포괄적인 분석을 의미하는 것이 아니라, 직접적으로 목표한 제품과 기술의 달성수준을 결정짓는 외부환경인자가 필요하다.
또한 설정한 목표 달성을 위협할 수 있는 규제, 정책 등과 같은 ‘리스크’ 항목도 점검하고 대응책을 마련하는 것이 필요하다.
단순하게 ‘담당파트 간 협의가 안되면 납기가 지연될 위험’이 있으니 이렇게 조치하겠다는 정도의 리스크로 나열하고 조치하는 것 이상을 의미한다.
이슈화 또는 데이터로 백업하기 위한 종합적인 환경분석 노력은 현재 정부와 지자체가 추진 중인 지원정책과 연동하여 사업 확장을 눈앞에 두고 있다.
기존 활성탄 방식으로 VOCs를 제거할 수 있다고 정부의 허가를 받아 제거기를 운영 중이던 중소기업들은 자사의 이익에만 집중할 뿐 최선을 다해 1%의 VOCs도 새어나가지 못하게 하려는 생각은 절실하지 않았다.
허가를 받는 수준의 시설은 준비하였고, 연간 1억여 원이 넘는 운영비를 감당할 수 없기 때문에 하루 만에 총 포집용량이 채워져 버린 활성탄을 처리하여 재활용할 생각도 없었던 것이다. RTO를 운영하는 대기업의 경우도 예외는 아니었다.
창성엔지니어링의 이지클린은 발생 에너지를 재활용하기 위해 일부는 탈착으로, 일부는 승온으로 되돌리는 설계를 적용했다.
Pt, Pd, TiO2 등의 촉매를 배합하고 담채에 고정시키는 방법도 준비하였고, 장비를 사용하는 소규모 인쇄업체 등의 특성상 수시 VOCs 양 변화에도 능동적으로 조절 가능한 자동화 제어시스템도 장착했다.
하지만 창성엔지니어링이 더 집중해야 하는 것은 정부나 지자체의 지원정책이 어떻게 변화하는지, 중국 업체들이 어떤 기능이나 기술을 복제할 수 있을지를 수시로 모니터링하고, 변화에 대응하여 성능과 달성 수준을 수시 보완할 수 있도록 대응 방안을 모색하는 것이다.
시장에 한정하지 않고 환경을 다각적으로 분석하고, 그 결과에 매칭되는 성능을 보완하는 한편, 향후 변화에 수시 대응할 수 있도록 모니터링 중이다.
‘병사가 아닌 전사’로서의 전문가 집단의 협력 및 커뮤니케이션
세계 최초의 글로벌 경영컨설팅 회사인 아서 디 리틀(ADL, Arther D. Litle)사가 정리한 '3세대 R&D'에 따르면 ‘회사나 국가 등이 조직 전체의 목표와 전략을 공유하고 나아갈 방향을 하나로 정하게 되면, 보다 효과적이고 효율적으로 조직의 전략을 수행할 수 있다.’고 한다.
그 대표적인 방법론이 로드맵이다.
그 후 제4세대 연구개발(4th Generation R&D)의 저자인 윌리암 밀러와 랭돈 모리스는 R&D 부문의 역할을 더 강조하면서 'R&BD(R&D with Business)'라는 개념을 내세웠고, 전사가 합의한 전략 방향을 보다 효과적으로 추진하기 위하여 연구부문의 구성원들이 로드맵에서의 변동을 수시로 인지하고 적절한 목표와 진행 방향을 가이드해야 한다고 주장했다.
기업의 규모가 작은 경우 조직 내의 소통이 원활하므로 로드맵을 그리고 전략을 공유하려는 것은 불필요한 활동일 수 있지만, 현장에서 사업화에 바쁜 사업부 인력을 대신하여 연구부문이 목표와 전략을 점검하고 같은 방향을 공유하려는 노력은 아무리 강조해도 지나치지 않다.
현재 진행 중인 기술이 개발되면 어떤 제품이나 서비스에 기여할 것이며, 회사의 어떤 사업에서 좋은 결과를 낼 수 있을지를 확인하고 적절한 연구개발의 방향과 강도를 유지해 나가야 한다.
연구원은 자신의 과제만이 관심 사항이므로 전사의 사업전략이나 소속 연구소의 기술전략에는 관심을 끊고, 과제 착수 당시 자신의 목표에만 집중하다 보면 전체 방향과 어긋날 수 있다.
장기판 위의 ‘졸(병사)’처럼 머리를 비우고 주어진 일만 수행하기보다 독자적인 미션을 수행하는 ‘전사’로서 전체적인 방향을 보고 자신의 활동을 조절해나갈 것을 권장하고 있다.
현재 창성엔지니어링은 25명 내외의 인력으로 구성된 중소기업이다. 하지만 통상 소수의 인원으로 사업을 이어가는 엔지니어링 회사라는 점에서 보면 상당한 규모의 기업이라 할 수 있다.
뿐만 아니라 각자의 전문성과 업무 자율성이 보장되어 아무생각 없이 전진만 하다 소모되는 ‘병사’가 아니라 스스로 상황을 판단하고 동료와 공유하면서 시너지를 낼 수 있는 ‘전사’로서의 전문가 집단이라 할 수 있다.
중견·중소기업의 경우 전략과 목표를 공유하기 위한 로드맵 수립과 운영이 필요치 않다.
대부분의 회사들은 개발 과정을 수시로 협의하고, 집단지성과의 협력으로 더 나은 방법을 찾아내기 때문이다.
창성엔지니어링은 엔지니어링 분야의 특성상 개별적 ‘전사들’의 역량이 더 우선하기 때문이기도 하지만, 회사의 규모가 커지는 과정 중에 있으므로 아직은 각자가 맡은 과제의 개발 과정을 시스템으로 공유하고, 조직 전체의 결과로 활용하기가 쉽지는 않을 것이다.
조만간 전문가들의 실질적인 노하우가 공유되고 방향을 협의하는 시너지 조직으로의 변신을 기대한다.
더 큰 성공을 위한 남은 과제
창성엔지니어링은 기술기반의 주요 사업테마들의 가능성을 전망하고, 타당한 기회를 선별하고, 사업화하는 등 기술경영의 전 과정이 원활하게 흘러가게 하는 훌륭하고 능동적인 유기체 조직임이 분명해 보인다.
어떤 버튼을 눌러야 문이 열리고, 보물이 숨겨져 있는 장소로 안내가 가능한지 너무 잘 알고 있는 CEO와 CTO, 그리고 그들을 적극적으로 돕는 협력자 집단의 진면목을 확인할 수 있다.
다만 점점 규모가 커지고, 새로운 사람들이 더 나은 성과에 일조하겠다고 참여할 때가 되면, 그때 요구되는 역량과 규모에 상응하도록 기술경영의 체계와 프로세스도 현실적으로 확대적용할 필요가 있어 보인다.
시간을 거치면서 한 겹씩 만들어져간 혁신의 나이테들이 더 단단히 쌓이면 쌓일수록, 그 위에 세워질 체계 또한 더 공고해지고 발전할 것이라 믿는다.
