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[전력설비의 경제성 평가 기술 3]
경년화 설비·시설의 유지 및 갱신 체계와 기술
노후화 시설의 급속한 증가에 따라 유지관리전략 및 유지갱신비용의 조달 문제가 향후 중대한 과제로 떠오르고 있다. 경년화 시설·설비의 유지갱신은 더 이상 미룰 수 없는 시급한 문제이며, 이를 방치하게 되면 향후 국민의 생활에 중대한 손해를 끼칠 수 있다. 이러한 시대적 흐름 속에 기존의 금융업계 및 부동산 업계에서 도입되어 왔던 ‘자산 관리’라고 하는 개념이 시설·설비에 적용되면서 적절한 유지관리 방책에 대한 새로운 검토가 이루어지고 있다, 본고에서는 이 자산관리의 개념을 이용한 유지갱신기술을 하드웨어적 요소와 소프트웨어적 요소로 나누어 살펴보고, 자산관리의 기술체계에 대해 정리했다.
번역·정리 김대근 기자
제2차 세계 대전 이후, 경제부흥을 지원하는 기반으로서 일본의 사회자본은 고도성장기에 급속도로 정비되어 1950년도부터 2001년까지의 약 50년간 그 스톡량이 50배로 불어났다. 21세기를 맞이해 일본에서는 건설 후 50년 이상 경과된 노후화 시설이 급속도로 늘어나고 있으며, 이 시설들의 유지·갱신 비용을 어떻게 조달해 나갈 것인가 하는 문제가 매우 중요한 과제가 되고 있다. 특히, 인구감소 및 사회경제의 성숙화에 따라 지금까지와 같은 경제성장을 기대할 수 없는 가운데 한정된 예산 범위 내에서 ‘지속가능한 시설 및 설비의 유지관리 전략을 어떻게 구축할 것인가’하는 문제는 관민공통의 과제이다. 이러한 가운데 기존의 금융업계 및 부동산 업계에서 도입되어 왔던「자산 관리(Asset Management)」라고 하는 개념을 시설· 설비에 적용하여 적절한 유지관리 방책을 검토하려는 움직임이 진행되었고, 이것이 국가, 자치단체, 민간기업에 보급되기 시작했다. 시설관리의 효율화와 더불어 시설의 자산가치 최대화를 도모하는 것이 이 활동의 근간이라고 할 수 있다. 새로운 시설을「만드는」시대에서 지금은 있는 시설을「관리하는」시대,「사용하는」시대로 급속히 이행되고 있는 가운데 민간기업은 그것을 새로운 비즈니스 기회로 포착하여 하드웨어-소프트웨어적으로 다양한 기술개발을 적극 추진하고 있다. 본고에서는 시설·설비 유지갱신 시대의 도래에 따라 각처에서 도입이 진전되고 있는「자산 관리」의 개념에 대해 정리함과 동시에 기업 차원에서 유용한 자산관리의 기술 체계 및 요소기술에 대해 소개한다.
시설·설비에서의 개념
일반적으로「자산 관리(Asset Management)」란 금융·증권업계에서 법인 및 개인으로부터 주식, 채권 등의 자산을 보관하고, 이를 적절하게 운용하여 이익을 극대화하는 활동을 가리킨다. 타인의 자산을 맡아 운용하는「자산 관리자(Asset Manager)」는 위탁자와의 신뢰관계하에 맡은 자산을 적절하게 운용하는 「수탁책임자」로서의 역할이 중요하다. 또「자산 관리자」에게는 자산의 가치, 운용상태, 기대수익 등을 포함한 자산운용 프로세스를 위탁자에게 설명할 책임(의무)이 있으며, 이 설명 책임을「어카운터빌리티(Accountability)」라고 한다. 현재, 국가 및 자치단체 등에서 본격화되고 있는 공공시설에서의 자산관리 도입은 이 개념을 응용한 것이다. 즉, 국민·시민의 세금으로 만든 중요한 시설·설비를 자산으로 여겨 그 가치를 유지·향상시키고 국민·시민의 만족도를 높인다는 생각은 기존의 자산관리 개념에 매우 근접한 것이다. 또 이 개념은 많은 시설 및 설비를 보유한 민간기업에 있어서도 적합하다. 노후화된 시설·설비의 유지갱신에는 고액의 설비투자가 동반되기 때문에 보유자산을 적절하게 운용·관리하는 일은 기업에 있어서도 중요한 경영과제이다.
기본 프레임
지금까지의 경년화(經年化) 시설·설비의 보수 및 갱신은 고장이 발생한 후에 대책을 실시하는 사후보전적인 것이 대부분이었다. 시설 및 설비는 인간의 신체와 마찬가지로「상처」가 작을 때 적절한 대책을 실시하는 것이「고통」이 커지고 난 후에 대책을 실시하는 것보다 비용도 적게 들고, 건전성도 유지된다. 이러한 예방보전적 관리의 중요성이 인식되기 시작하면서 국가, 자치단체, 민간기업 등의 여러 시설에서 자산관리가 실시되고 있다. 예방보전을 실시하기 위해서는 시설·설비의 상태를 정확하게 파악하여「언제, 어디서, 어떻게 대책을 실시하는 것이 가장 바람직한가」를 적절하게 판단해야 한다. 이를 위해서는 △점검 △진단 △건전도 평가 △열화 예측 △관리 계획 △대책 실시라고 하는 유지관리의 일련된 프로세스를 착실히 수행함과 동시에 이들을 PDCA 사이클에 따라 확실하게 돌아가게 하는 구조가 그 기반으로서 형성돼 있어야 한다. 이것을 자산관리의 기본 틀(프레임)로서 정리한 것이 [그림 1]이다. 기술, 데이터베이스, 인력이 자산관리의 PDCA(Plan Do Check Action) 사이클을 지원하는 형태로 되어 있다. ([그림 1] 참조) 
다양한 지원 기술자산관리를 지원하는 기술에는 하드웨어적인 기술과 소프트웨어적인 기술이 존재한다. 계측기기 등을 이용한 점검기술 및 진단기술, 신재료를 활용한 보수·보강기술 등은 하드웨어적인 기술로, 자산가치를 평가하는 기술, 중장기의 미래비용에 대해 시뮬레이션하는 기술 등은 소프트웨어적인 기술로 구분된다. 자산관리에서는 시설·설비의 물리적 변화를 막기 위한 하드웨어적인 기술뿐만 아니라, 최적의 타이밍에서의 자금조달 및 리스크 관리(Risk Management) 등 자산가치의 유지 및 향상을 실현하기 위한 소프트웨어적인 기술이 필요하다. 자산관리를 지원하는 기술을 하드웨어와 소프트웨어적 기술로 구분하여 다음 아래에 소개한다. 하드웨어적 기술점검기술점검은 육안에 의한 일상 및 정기점검, 비파괴검사 등을 수반하는 상세점검으로 구분된다. 시설·설비의 점검은 높은 곳이나 협소한 공간 등 인간이 쉽게 접근하기 어려운 곳에서 실시해야 하는 경우도 많으며, 이를 가능하게 해주는 점검기술도 다수 개발되어 있다. 그 일례로서 교량의 아랫면 점검을 목적으로 개발된 CCD카메라를 장착한 교량점검 로봇 등이 있다. 또 시설·설비를 파괴하지 않고 내부 상태를 점검하는「비파괴검사」의 기술도 나날이 발전하고 있다. X선 및 초음파뿐만 아니라, 배관설비라면 내시경을 이용하여 관 내부의 상태를 점검할 수 있다.([그림 2] 참조) 또한 대상물에 센서를 설치해 원격지에서 상태변화를 모니터링하는 기술, IC태그를 이용하여 그때그때의 상태를 기록하는 기술 등도 개발되고 있다. 이 점검기술들의 수준 향상이 이후에 있을 진단·평가의 정밀도 향상에 직결되게 된다. 한편, 점검에 필요 이상의 비용을 투자하는 것은 토털 코스트(Total Cost, 總費用)를 저감하는 측면에서 피해야 한다. 유용한 데이터를 효율적으로 얻을 수 있는 기술이 뛰어난 점검기술이라고 할 수 있다. 
진단기술점검결과에 근거하여 정확하고 적절한 진단을 실시하기 위해서는 입수 데이터, 주변환경, 대상물의 구조 및 특성 등에 대한 높은 전문지식이 필요하다. 특히 육안점검에서는 제한된 정보를 바탕으로 대책의 필요성 여부를 신속하게 판단해야 한다. 진단은 각종 수단을 제공하는 점검 데이터 등을 기반으로 하여 최종적으로는 인간이 실시하는 것이다. 고도의 진단기술을 갖추려면 점검결과의 판단·확인 등 진단에 필요한 풍부한 경험과 실적이 반드시 필요하며, 이 지식들을 공유하는 시스템 및 진단기술자의 육성 등도 시급한 과제라고 할 수 있다. 건전도 평가 기술건전도(健全度) 평가에는 정량적 평가와 정성적 평가의 2종류가 있다. 평가의 객관성을 담보하기 위해서는 정량적 평가가 바람직하지만, 모든 면에 있어서 정량적 평가를 실시하기란 어렵다. 따라서 정성적(定性的)인 정보라도 이를 지표화하는 등 정량적는 방법도 존재한다. 시설·설비의 상태를 건전도 평가의 지표로 대체하는 방법 및 시스템을 정리하여 매뉴얼화함으로써 객관성 있는 건전도 평가를 할 수 있다. 또 자산관리 프레임의 한 단계로서 건전도 평가에는 다음에 어떠한 액션을 취해야 하는지에 대해 명기되어 있어야 한다. 예를 들면 건전도 평가가 5단계 중 1(=최저 등급, 5: 최고 등급)로 평가된 경우, 그 시설·설비를 언제까지 방치해도 좋을지, 어떠한 대책을 언제까지 실시해야 하는지를 모르면 이것은 단순한 ‘손상도 평가’에 지나지 않는다. 이와 같이 자산관리에서의 건전도 평가는 다음의 액션과 결부되는 평가가 없으면 안 된다.으로 평가하려는 노력이 필요하다. 예를 들면 철근 콘크리트의 열화상태를 평가하는 경우, 콘크리트의 균열율 및 철근의 부식 정도를 측정함으로써 건전도를 평가할 수는 있지만, 열화 정도를 단계에 따라 정성적으로 표현하여 그 단계를 기초로 정량평가를 실시하는 방법도 존재한다. 시설·설비의 상태를 건전도 평가의 지표로 대체하는 방법 및 시스템을 정리하여 매뉴얼화함으로써 객관성 있는 건전도 평가를 할 수 있다. 또 자산관리 프레임의 한 단계로서 건전도 평가에는 다음에 어떠한 액션을 취해야 하는지에 대해 명기되어 있어야 한다. 예를 들면 건전도 평가가 5단계 중 1(=최저 등급, 5: 최고 등급)로 평가된 경우, 그 시설·설비를 언제까지 방치해도 좋을지, 어떠한 대책을 언제까지 실시해야 하는지를 모르면 이것은 단순한 ‘손상도 평가’에 지나지 않는다. 이와 같이 자산관리에서의 건전도 평가는 다음의 액션과 결부되는 평가가 없으면 안 된다. 열화예측 기술건전도 평가의 다음으로 필요한 것이 미래의 열화상태를 예측하는 기술이다. 열화예측의 기술로서는 재료 특성 및 물성을 토대로 열화 메커니즘을 분석하여 열화를 예측하는 기술 외에 과거의 점검결과 및 보수이력 등을 바탕으로 미래의 상황을 확률 통계적으로 예측하는 기술이 존재한다. 열화 과정을 마르코프 과정으로 모델화한 예측 기법 등이 그 일례이다. 또 염해 등의 특정 열화요인에 대해서는 열화예측 모델로서 이미 정식화되어 있는 것도 있다. 어느 경우이든 미래의 불확실한 상황에서의 상태를 예측하는 것이기 때문에 일정의 리스크나 확률을 포함한 것임에 유의할 필요가 있다.([그림 3] 참조) 
관리계획 책정기술
점검, 진단, 건전도 평가, 열화예측을 바탕으로 앞으로의 유지갱신계획을 수립하는 기술을 관리계획 책정기술이라고 한다. 실제로는 과거의 수선이력 및 현재의 상태를 바탕으로 수선·갱신주기를 설정하여 중장기적인 유지갱신계획을 세우게 되지만, 다수의 시설·설비를 관리하는 경우 및 예산제약 등의 조건하에서 계획을 책정해야 하는 경우 등은 복잡한 시뮬레이션이 필요하다. 그 때에는 대량 또는 고속의 데이터 처리가 가능한 컴퓨터 하드웨어 기술과 그에 대응하는 프로그래밍 기술 등이 필요하다. 보수·보강·갱신기술유지갱신계획에 따라 시설·설비를 보수/보강/갱신할 시에는 그것을 고품질 및 저코스트로 실현할 수 있는 기술이 필요하다. 또 점검과 마찬가지로 사람이 용이하게 접근할 수 없는 장소에서도 대책을 실시할 수 있는 기술, 공사가 장기간에 걸쳐 진행될 경우 가동을 멈추지 않고 시설·설비를 갱신할 수 있는 기술 등도 필요하다. 또한, 대책 실시 후의 다음 주기를 길게 할 수 있는 연명화(延命化) 기술 및 신설 시 미래의 보수·보강을 최대한 작게 하는 장수명화 기술 등도 중요하다. ([그림 4] 참조) 
소프트웨어적 기술자금조달 기술시설·설비의 노후화에 따라 유지갱신비용이 향후 점점 증대될 것으로 보인다. 관민에 관계없이 지금까지의 예산으로는 부족한 실정이며, 유지갱신비용의 감축과 동시에 필요자금을 조달하는 자금조달 기술이 필요하다. 예를 들어 미국에서는 고속도로의 유지갱신비용을 민간의 투자 펀드를 통해 조달하고 있으며, 국내의 풍력발전시설에서는 건설·유지관리비를 미니(Mini) 공모채를 발행하여 조달하는 등 새로운 방법이 도입되고 있다. 리스크를 적정하게 분산함과 동시에 여러 자금의 출자자로부터 최적의 타이밍에 자금을 조달해 적절한 수익을 투자가에게 제공할 수 있는 자금조달기술의 개발이 중요하다. 자산가치 평가 기술자산관리는 자산가치의 유지·향상이 목적이기 때문에 시설·설비의 자산가치를 적정하게 평가하는 기술이 필요하다. 평가 방법으로는 구입원가에서 감가상각분을 공제한 원가법, 미래수익을 합산하여 현재가치로 할인하는 수익환원법 등 부동산의 가치평가와 같은 방법이 존재한다. 민간기업에서는 2015년부터 국제회계기준(IFRS: International Financial Reporting Standards)의 강제 적용에 의해 유형고정자산(有形固定資産, Tangible fixed assets)에 대해서는 공정가치를 객관적으로 평가해야 하기 때문에 실태에 맞는 내용연수(耐用年數)의 설정 등 자산의 경제적 가치 평가기술이 요구되고 있다. 편익평가기술공공시설 등의 수익을 낳지 않는 시설·설비에서는 이용함에 따라 산출되는 편익을 가상적으로 수익이라 간주해 자산가치를 산정하는 방법도 존재한다. 예를 들어 일반도로에서 유지관리를 적절히 실시하면 주행 쾌적성이 향상되어 이용자의 만족도가 상승하게 되는데 그 편익을 지불 의사액으로써 화폐 환산하여 가상적으로 자산가치를 산정할 수 있다. 자산가치의 평가에 있어 유지관리 단계의 편익 항목과 내용을 어떻게 설정할 것인가에 대해서는 향후의 과제로 남아 있다. 리스크 매니지먼트 기술자산관리에는 기존의 불확실성을 고려한 유지갱신계획이 필요하기 때문에 미래의 리스크 파악과 그것을 경감하기 위한 관리 기술이 필요하다. 예를 들면 복수의 시설·설비를 관리하는 경우에는 각각의 개별 리스크를 고려하면서 전체 최적을 실현하는 포트폴리오 분석 등이 유용하다. 또 사회 인프라계의 시설·설비는 도로, 전선, 관로 등과 같이 네트워크로 기능을 하는 것이 많기 때문에 네트워크 전체에 대한 영향도를 최소화하면서 어느 부분의 대책을 우선적으로 실시하는 것이 좋은지에 대한 의사결정에 기여하는 관리 기술이 중요하다. 커뮤니케이션 기술자산관리의 관계자로서는 시설·설비의 관리담당자 외에 유지갱신비용의 예산을 편성하는 재무담당자, 시설·설비를 실제로 사용하는 이용자 등이 존재한다. 자산관리를 수행하기 위해서는 그 중요성에 대해 관계자들의 이해를 얻는 것이 필요하며, 누구에게 어떠한 의견을 전달해야 효과적인지에 대해 판별하는 것이 중요하다. 예를 들면 재무담당자에게는 자산관리 도입에 의한 중장기적 비용의 감축 효과, 이용자에게는 자산관리를 도입하지 않은 경우에 발생하는 구체적인 영향(예를 들면, 전력의 경우 정전 빈도의 증가) 등이 그 의견 피력으로서 유효할 것이다. 이러한 의견들을 발신하는 타이밍 및 수단을 포함해 관계자와의 커뮤니케이션을 효과적으로 실시하기 위한 기술이 필요하다. 이상의 내용을 근거로 하여 자산관리에 필요한 하드웨어적인, 그리고 소프트웨어적인 기술체계를 정리해 [그림 5]로 나타냈다. 이미 실무에서 활용되고 있는 기술과 현재 개발이 진행되고 있는 기술 등 여러 가지가 있지만, 이 기술맵의 체계를 염두에 두고 자산관리의 기술개발 및 이노베이션을 추진해 나갈 필요가 있다. 
<Energy News>
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