환경·탄소중립기술이전가능
AI 기반 NOx 예측 SCR 암모니아 자동 제어 기술
소결로·소각로에서 배출되는 질소산화물(NOx)를 저감하기 위해 SCR에서 측정한 뒤 암모니아를 넣는 방식을 사용하지만 사후 대응이라 대응 과잉 주입과 초과 배출 문제 발생. 이를 해결하기 위한 운전 데이터로 NOx를 미리 예측하고, 줄어든 NOx 대비 투입량(반응효율)이 정상 범위인 데이터만 골라 학습한 AI가 암모니아 투입량을 스스로 조절하는 기술
CATEGORY환경·탄소중립
기술 개요
- 소결로·소각로에서 배출되는 질소산화물(NOx)를 저감하기 위해 SCR에서 측정한 뒤 암모니아를 넣는 방식을 사용하지만 사후 대응이라 대응 과잉 주입과 초과 배출 문제 발생
- 이를 해결하기 위한 운전 데이터로 NOx를 미리 예측하고, 줄어든 NOx 대비 투입량(반응효율)이 정상 범위인 데이터만 골라 학습한 AI가 암모니아 투입량을 스스로 조절하는 기술
기존 기술 대비 차별성
| 기존 기술 | 본 기술 |
|---|---|
| 모든 운전 데이터를 그대로 학습해 환원제 영향으로 NOx-환원제 관계가 희석되고 모델 성능이 저하됨 | 환원제 투입 전후 NOx농도·투입량의 반응효율을 비율 지표화해 적합 데이터만 정량 선별함 |
| 센서 오염·열화 시 측정 정확도가 떨어져 NOx 저감이 불안정해 수작업으로 환원제를 조정함 | 랜덤 포레스트 회귀로 미래 NOx 농도를 사전 예측하고 강화학습으로 NH3 주입량을 실시간 최적화함 |
| 환원제 과다 투입 시 미반응 암모니아(NH3 슬립)와 비용 낭비, 부족 시 NOx가 초과 배출됨 | 보상함수(NSR·NOx 기반)로 과잉·과소 주입을 억제해 규제 준수와 환원제 절감을 동시에 달성함 |
기술 특장점
학습데이터 정량 선별
환원제 투입 전후 NOx 농도와 투입량의 반응효율을 비율 지표로 산출하여 비효율적 데이터를 학습에서 자동 배제함
미래 NOx 사전 예측
시계열 지연 변수와 랜덤 포레스트 회귀로 미래 시점 NOx 농도를 예측하여 반응적 제어를 예방적 제어로 전환함
강화학습 자동 최적 제어
액터-크리틱 강화학습으로 NH3 주입량을 실시간 최적화하여 암모니아 슬립 최소화와 NOx 저감을 동시에 구현함
기술 개념도
* 특허명세서 기반 AI생성 이미지
응용 분야
- (제철 소결 공정 배가스 탈질) 소결 배가스의 NOx를 예측·선별학습해 SCR 환원제(암모니아) 투입량을 최적 제어
- (폐기물 소각로 배가스 관리) 소각로 운전데이터로 NOx 농도를 사전 예측하고, 저하 시 자동 재학습해 무인 관리를 구현
- (발전·산업 연소설비 SCR 제어) 화력발전·산업로 SCR/SNCR 탈질 설비에 확장 적용해 NH3 슬립과 낭비를 줄임
시장 전망·산업동향
- (산업 동향) 질소산화물 배출 기준 강화와 제조 AI 확산이 맞물리며, SCR 탈질 설비에 AI 기반 공정 최적화를 결합한 지능형 배가스 제어가 확대되는 추세임
- (시장 전망) 글로벌 제조 AI 시장은 2026년 98.5억에서 매년 37.9%씩 성장하여 1288.1억까지 고성장이 전망되며, 직접 시장인 글로벌 SCR(선택적 촉매 환원) 시장은 2026년 약 158억 달러에서 2030년 약 197억 달러로 연평균 5.5% 성장할 것으로 전망됨
단위 : 억 달러
* 출처 : Fortune Business Insights(2026)
단위 : 억 달러
* 출처 : Grand View Research (2025)
| 구분 | 기업군 | 사업 분야 | 사업분야별 동향 |
|---|---|---|---|
| 1 | 대기업 | 산업용 AI·스마트 팩토리 공정 최적화 | 원가·품질·탄소·에너지 전체 최적화를 목표로 설비를 자율 제어하는 ‘피지컬 AI’ 현장 적용을 본격화하며 인텔리전트 팩토리 전환을 확산함(‘26.06) |
| 2 | 중견 | 대기오염방지설비(탈황 FGD·탈질 SCR/SNCR) | 국내 탈황·탈질설비에서 각 약 30% 점유율을 보유한 전문기업으로, 동남아 수주와 재무구조 개선을 추진함(‘26.06) |
| 3 | 중소 | 산업 AI 플랫폼 | 폐쇄망·온프레미스 산업 AI 플랫폼으로 제조·에너지 현장을 공략하며 코스닥에 상장함(‘26.05, 2025년 매출 약 115억원) |
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기술성숙도(TRL)
TRL01
TRL02
TRL03
TRL04
TRL05
TRL06
TRL07
TRL08
TRL09
IP 정보
| 구분 | 특허번호 | 특허명 | 현재상태 |
|---|---|---|---|
| 1 | 10-2025-0167906 | 배출가스 처리를 위한 제어 시스템 및 그 방법 | 출원 |
| 2 | 10-2025-0099131 | 강화 학습 기반 NH3 주입량 제어를 이용한 배기 가스 처리 장치 및 방법 | 출원 |
| 3 | 10-2025-0189496 | 배가스 내 질소산화물 농도 예측 장치, 시스템 및 방법 | 출원 |
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# 학습데이터 정량 선별# 미래 NOx 사전 예측# 강화학습 자동 최적 제어