Part 7. 이 프로젝트, 정말 가능한가? - Feasibility Study 검토

고객사로부터 처음 프로젝트 요청을 받은 이후 우리는 하나씩 질문에 답해왔습니다.

 

• 고객이 원하는 것은 무엇인지(User Requirement),
• 어떤 제품을 만들어야 하는지(Product Specification),
• 하루에 얼마나 생산해야 하는지(Production Capacity),
• 공장을 어디에 지을 것인지(Site Condition),
• 기존 공장과 신규 설비의 경계를 어디까지 설정할 것인지(Battery Limit)

까지 검토했습니다.

 

그런데 여기까지 검토했다고 해서 바로 설계를 시작할 수 있는 것은 아닙니다.

 

아직 가장 중요한 질문 하나가 남아 있습니다.

“그래서 이 프로젝트, 정말 가능한 것인가?”

 

바로 이 질문에 답하기 위한 과정이 Feasibility Study, 즉 타당성 검토입니다.

 

 

1. Feasibility Study는 무엇을 확인하는 것일까?

 

Feasibility를 우리말로 번역하면 일반적으로 타당성 또는 실현 가능성이라고 합니다.

 

플랜트 프로젝트에서 Feasibility Study는 단순히 “돈이 되는 프로젝트인가?”만 확인하는 단계가 아닙니다.

 

프로젝트를 실제로 구현할 수 있는지, 그리고 구현한다면 어떤 조건과 방식으로 진행해야 하는지를 종합적으로 검토하는 단계입니다.

 

일반적인 플랜트 Feasibility 검토에서는 공정 및 기술, 부지와 인프라, Utility, 주요 설비, CAPEX와 OPEX, 위험요인, 환경·인허가, 일정 등을 함께 검토합니다.

 

쉽게 말하면 다음과 같은 질문에 답하는 것입니다.

기술적으로 만들 수 있는가?
부지에 실제로 설치할 수 있는가?
필요한 Utility를 공급할 수 있는가?
목표 생산량을 달성할 수 있는가?
안전하고 안정적으로 운전할 수 있는가?
투자비와 운영비를 감당할 수 있는가?
인허가와 환경 규제를 만족할 수 있는가?
그리고 이 모든 것을 고려했을 때 프로젝트를 진행할 가치가 있는가?

 

이것이 Feasibility Study의 핵심입니다.

 

 

2. 앞에서 정한 조건을 한꺼번에 놓고 본다

 

앞선 글에서 우리는 프로젝트의 조건을 하나씩 정의했습니다.

 

예를 들어 Beer to Zero Project에서 다음과 같은 조건이 결정되었다고 가정해 보겠습니다.

 

• 무알코올 맥주 생산
• 목표 제품 사양 설정
• 연간 생산량 결정
• 기존 맥주공장 부지 활용
• 기존 Utility 일부 활용
• 신규 생산설비 설치
• 기존 설비와 신규 설비 사이의 Battery Limit 설정

각각의 조건만 놓고 보면 문제가 없어 보일 수 있습니다.

 

하지만 엔지니어링 프로젝트는 각각의 조건이 서로 연결되어 있습니다.

 

예를 들어 생산량을 증가시키면 어떻게 될까요?

 

생산량이 증가합니다. 그러면 원료 투입량도 증가합니다.

 

원료 투입량이 증가하면 주요 설비의 Capacity가 커질 수 있습니다.

 

설비가 커지면 전력과 냉각수, Steam 등의 Utility 사용량도 증가할 수 있습니다.

 

Utility 사용량이 증가하면 기존 공장의 Utility Capacity가 부족할 수 있습니다.

 

그렇다면 Utility 설비를 증설해야 합니다.

 

설비가 추가되면 Layout이 달라지고, Layout이 달라지면 배관과 전기, 계장 공사 범위가 증가합니다.

 

결국 처음에는 단순히 “생산량을 조금 늘리자”라는 결정이었지만, 실제로는 CAPEX와 공사기간까지 영향을 미칠 수 있습니다.

 

이처럼 Feasibility Study에서는 각각의 조건을 따로 보는 것이 아니라 프로젝트 전체를 하나의 시스템으로 연결해서 바라봅니다.

 

 

3. 첫 번째 질문: 기술적으로 가능한가?

 

가장 먼저 확인해야 할 것은 Technical Feasibility입니다.

 

쉽게 말해,

“우리가 원하는 제품을 원하는 생산량으로 실제 공정에서 만들 수 있는가?”

 

를 확인하는 것입니다.

 

이를 위해 가장 먼저 공정의 기본적인 흐름을 검토합니다.

 

예를 들어 Beer to Zero Project라면 원료가 투입되고, 기존 맥주 또는 중간제품이 처리되고, 필요한 분리·처리 공정을 거쳐 최종 무알코올 제품이 생산되는 전체 흐름을 살펴봐야 합니다.

 

이 단계에서는 상세 P&ID까지 완성할 필요는 없습니다. 오히려 중요한 것은 공정의 큰 그림을 이해하는 것입니다.

 

일반적인 Feasibility 단계에서는 Block Flow Diagram(BFD), Preliminary PFD, Mass & Energy Balance, 주요 설비의 기본 사양 등을 활용하여 공정이 목표를 달성할 수 있는지를 검토합니다.

 

예를 들어 다음과 같은 질문을 던집니다.

 

Process

• 원료의 조성이 공정에 적합한가?
• 목표 제품 사양을 만족할 수 있는가?
• 필요한 분리 또는 정제 성능을 확보할 수 있는가?
• 공정상 병목이 발생하지 않는가?
• Batch와 Continuous 중 어떤 방식이 적절한가?

 

Equipment

• 필요한 설비를 실제로 제작할 수 있는가?
• 목표 Capacity를 만족하는 설비가 존재하는가?
• 기존 설비를 활용할 수 있는가?
• 신규 설비를 설치할 공간이 있는가?

 

Mass & Energy Balance

• 원료는 얼마나 필요한가?
• 제품은 얼마나 생산되는가?
• 부산물과 폐기물은 얼마나 발생하는가?
• 열에너지는 얼마나 필요한가?
• 냉각 및 전력 수요는 얼마나 되는가?

 

결국 Feasibility 단계의 공정설계는 “완벽한 설계”가 목적이 아닙니다.

 

프로젝트가 가능한지 판단할 수 있을 만큼의 설계를 수행하는 것이 목적입니다.

 

Feasibility 단계에서는 투자비와 운영비를 판단하는 데 필요한 수준까지 설계를 진행하고, 상세설계 단계에서 해결해야 할 문제는 별도의 과제로 남겨두는 것이 일반적인 접근입니다.

 

 

4. 두 번째 질문: 기존 공장에 정말 들어갈 수 있는가?

 

Beer to Zero Project에서 특히 중요한 부분입니다.

 

앞선 Part 5에서 Site Condition을 검토했고, Part 6에서는 Battery Limit을 설정했습니다.

 

그렇다면 이번에는 한 단계 더 들어가야 합니다.

“우리가 계획한 설비가 실제로 그 부지에 들어가는가?”

 

입니다.

 

설비 하나만 놓고 보면 들어갈 것 같아도 전체 Plant를 놓고 보면 이야기가 달라질 수 있습니다.

 

예를 들어 신규 설비를 설치하려고 하는데,

 

• 기존 건물이 있다.
• 기존 배관 Rack이 지나간다.
• 전기실과 가까워야 한다.
• 유지보수 공간이 필요하다.
• 소방차 접근로가 필요하다.
• 원료 및 제품 차량의 동선도 확보해야 한다.

이 모든 조건을 동시에 만족해야 합니다.

 

따라서 Feasibility 단계에서는 대략적인 Preliminary Layout을 검토합니다.

 

설비의 정확한 위치를 확정하는 단계는 아니지만, “이 정도 규모의 설비를 이 부지에 넣을 수 있는가?”를 확인하는 것입니다.

 

여기서 예상하지 못했던 문제가 발견될 수도 있습니다.

 

예를 들어 신규 설비 하나가 기존 배관을 피할 수 없어 배관 Rack을 변경해야 한다면, 단순한 장비 설치 프로젝트가 아니라 기존 공장 개조 프로젝트로 성격이 달라질 수 있습니다.

 

Feasibility Study에서 이런 문제를 미리 발견하는 이유가 바로 여기에 있습니다.

 

 

5. 세 번째 질문: Utility가 버틸 수 있는가?

 

플랜트 프로젝트에서 생각보다 자주 문제가 되는 부분이 Utility입니다.

 

설비 자체는 충분히 설치할 수 있습니다. 그런데 막상 계산해 보니 기존 공장에서 공급할 수 있는 전력이 부족할 수 있습니다. 또는 Cooling Water가 부족할 수도 있습니다.

 

Steam Capacity가 부족할 수도 있고, Instrument Air나 Nitrogen의 공급 여유가 부족할 수도 있습니다.

 

예를 들어 기존 공장의 Utility Capacity가 다음과 같다고 가정해 보겠습니다.

 

Utility	기존 Capacity	기존 사용량	신규 요구량
전력	2,000 kW	1,700 kW	500 kW
Cooling Water	500 m³/h	420 m³/h	100 m³/h
Steam	5 ton/h	4.0 ton/h	1.5 ton/h

 

겉으로 보기에는 기존 Utility가 충분해 보일 수 있습니다.

 

하지만 실제로는 그렇지 않습니다. 전력은 1,700 kW를 사용하고 있으므로 남은 Capacity가 300 kW밖에 없습니다.

 

신규 프로젝트에는 500 kW가 필요합니다.

 

즉,

신규 설비를 설치할 수는 있지만 기존 Utility만으로는 운전할 수 없습니다.

 

결국 전력 증설이 필요합니다.

 

이처럼 Feasibility 단계에서는 단순히 설비의 Capacity만 보는 것이 아니라 Utility Balance를 함께 검토해야 합니다.

 

실제 Feasibility Study에서도 Utility와 Infrastructure 요구량을 초기 단계에서 정의하고, 이를 프로젝트 가능성 판단의 중요한 입력으로 활용합니다.

 

 

6. 네 번째 질문: 돈이 되는 프로젝트인가?

 

이제 엔지니어 입장에서 조금 불편한 질문을 만나게 됩니다.

“그래서 이거 얼마 드나요?”

 

프로젝트가 기술적으로 가능하다고 해서 프로젝트를 진행하는 것은 아닙니다.

 

결국 투자비가 필요하기 때문입니다.

 

Feasibility 단계에서는 상세설계 수준의 정확한 견적을 만드는 것이 아니라, 현재까지 정의된 공정과 설비를 기준으로 개략적인 CAPEX와 OPEX를 산정합니다.

 

CAPEX

CAPEX는 프로젝트를 건설하기 위해 필요한 투자비입니다.

 

예를 들어,

 

• 주요 Process Equipment
• Tank
• Pump
• Heat Exchanger
• Piping
• Electrical
• Instrumentation
• Civil & Structural
• Building
• Installation
• Engineering
• Construction

등이 포함될 수 있습니다.

 

OPEX

OPEX는 공장을 실제로 운영하면서 발생하는 비용입니다.

 

예를 들어,

 

• 원료
• Utility
• 인건비
• 유지보수
• 소모품
• 폐기물 처리
• 제품 포장 및 물류

등이 있습니다.

 

OPEX는 기본적으로 사용량 × 단가의 형태로 계산할 수 있기 때문에, Mass Balance와 Utility Balance가 어느 정도 확보되어 있어야 현실적인 추정이 가능합니다.

 

결국 엔지니어가 앞에서 작성한 Mass Balance와 Utility Balance가 단순히 설계를 위한 숫자에 그치는 것이 아닙니다.

이 숫자들이 결국 프로젝트의 경제성으로 연결됩니다.

 

 

7. CAPEX가 증가하면 프로젝트는 어떻게 달라지는가?

 

여기서 재미있는 상황이 발생합니다. 처음에는 기존 공장을 활용하기 때문에 투자비가 적을 것이라고 생각했습니다.

 

그런데 Feasibility 검토를 진행해 보니,

 

• 전력 증설 필요
• Cooling Water 증설 필요
• 기존 Pipe Rack 보강 필요
• 기존 배관 이설 필요
• 신규 건축물 필요

등의 문제가 발견되었습니다.

 

그러면 신규 Process Equipment 자체보다 기존 공장과 연결하기 위한 비용이 더 커질 수도 있습니다.

 

이것이 바로 Brownfield Project의 어려움입니다.

 

Greenfield에서는 빈 땅에 필요한 시설을 새롭게 설계할 수 있지만, Brownfield에서는 기존 시설이라는 제약조건을 가지고 설계를 해야 합니다.

 

따라서 Feasibility Study에서는 단순히

“신규 설비 가격이 얼마인가?”

 

만 보는 것이 아니라,

“이 설비를 기존 공장에 넣기 위해 추가적으로 무엇이 필요한가?”

 

까지 봐야 합니다.

 

 

8. 기술적으로 가능하지만 사업적으로는 불가능할 수도 있다

 

Feasibility에서 가장 중요한 포인트 중 하나입니다.

 

예를 들어 어떤 공정을 통해 목표 제품을 생산할 수 있다는 것이 확인되었습니다.

 

기술적으로는 가능합니다. 그런데 계산해 보니 신규 설비에 100억 원이 필요하고, 연간 운영비가 예상보다 높습니다.

 

반면 제품 판매를 통해 얻을 수 있는 경제적 효과는 충분하지 않습니다. 그렇다면 어떻게 해야 할까요?

 

기술적으로 가능하지만 사업적으로는 타당하지 않은 프로젝트가 될 수 있습니다.

 

반대의 경우도 있습니다. CAPEX가 조금 높더라도 OPEX가 크게 감소해 장기적으로 더 유리한 공정이 있을 수 있습니다.

 

그래서 Feasibility 단계에서는 하나의 설계안만 검토하기보다는 복수의 Alternative를 비교하는 것이 중요합니다.

 

예를 들어,

 

구분	Option A	Option B
Process	기존 방식	신규 방식
CAPEX	낮음	높음
OPEX	높음	낮음
Footprint	작음	큼
Utility	높음	낮음
Risk	낮음	중간
향후 증설	제한적	유리

 

이렇게 비교하면 단순히 “어떤 공정이 더 좋은가?”가 아니라,

“우리 프로젝트의 목표에 가장 적합한 공정은 무엇인가?”

 

라는 질문으로 바뀝니다. Feasibility Study의 중요한 역할 중 하나가 바로 이러한 Alternative Screening입니다.

 

 

9. 그리고 반드시 확인해야 하는 것, Risk

 

모든 조건이 완벽하게 맞아떨어지는 프로젝트는 거의 없습니다.

 

따라서 Feasibility 단계에서는 Risk와 Data Gap을 함께 정리해야 합니다.

 

예를 들어 다음과 같은 문제가 있을 수 있습니다.

 

Technical Risk

• 목표 제품 사양 달성 여부가 검증되지 않음
• 특정 장비의 성능 검증 필요
• Scale-up에 대한 불확실성

 

Site Risk

• 기존 배관 및 구조물 정보 부족
• 실제 지하 매설물 확인 필요
• 설치 공간 부족 가능성

 

Utility Risk

• 기존 Utility Capacity 데이터 불확실
• Peak Load 확인 필요
• 증설 가능 여부 확인 필요

 

Commercial Risk

• 주요 장비 견적 불확실
• 원료 가격 변동
• Utility 단가 변동

 

Schedule Risk

• Long Lead Equipment
• 인허가
• 기존 공장 Shutdown 기간
• Construction Window

 

이러한 항목을 미리 정리하면 프로젝트가 단순히 “가능하다 / 불가능하다”라는 이분법적인 결론으로 끝나지 않습니다.

 

오히려

“현재 기준으로는 가능하지만, 이 세 가지 조건을 확인해야 다음 단계로 넘어갈 수 있다.”

 

라는 훨씬 현실적인 결론을 만들 수 있습니다.

 

 

10. Feasibility Study의 최종 결과는 무엇일까?

 

그렇다면 Feasibility Study가 끝나면 무엇이 남을까요?

 

상세 P&ID가 완성되는 것도 아니고, 모든 장비의 구매설명서가 완성되는 것도 아닙니다.

 

대신 프로젝트를 다음 단계로 진행할 수 있는 의사결정 자료가 만들어집니다.

 

일반적으로 다음과 같은 자료들이 주요 결과물로 활용됩니다.

 

• Study Basis
• Process Description
• Block Flow Diagram / Preliminary PFD
• Preliminary Mass & Energy Balance
• 주요 Equipment List
• Utility Requirement
• Preliminary Layout
• CAPEX Estimate
• OPEX Estimate
• Risk Register
• Data Gap / Action List
• Project Schedule
• Alternative Evaluation
• Feasibility Study Report

즉, Feasibility Study는 단순한 계산 보고서가 아닙니다.

 

프로젝트의 다음 단계를 결정하기 위한 Decision Package에 가깝습니다.

 

 

11. Beer to Zero Project의 결론은?

 

다시 Beer to Zero Project로 돌아가 보겠습니다.

 

지금까지 우리는 고객의 요구를 정의했습니다.

 

제품 사양을 결정했고, 생산량을 결정했고, 공장을 설치할 부지를 검토했고, 기존 공장과 신규 설비의 경계도 설정했습니다.

 

이제 이 모든 정보를 하나의 테이블 위에 올려놓습니다.

 

그리고 질문합니다.

“이 조건들을 모두 만족하면서 실제 공장을 만들 수 있는가?”

 

• Process Engineer는 Process를 확인합니다.
• Mechanical Engineer는 주요 설비와 기계적 설치 가능성을 검토합니다.
• Civil & Structural Engineer는 구조물과 건축 조건을 봅니다.
• Electrical Engineer는 전력 Capacity를 확인합니다.
• Instrumentation Engineer는 제어 및 계장 요구사항을 검토합니다.
• Project Engineer는 공사기간과 실행 가능성을 검토합니다.
• Cost Engineer 또는 Project Team은 CAPEX와 OPEX를 검토합니다.

각 분야의 검토 결과를 하나로 합치면 비로소 프로젝트의 전체적인 모습이 보입니다.

 

그리고 여기에서 첫 번째 중요한 Project Gate를 만나게 됩니다.

 

 

12. “Go”라고 판단했다면, 이제 진짜 설계가 시작된다

 

Feasibility Study의 결론은 크게 세 가지로 생각할 수 있습니다.

 

① Go

기술적·경제적·사업적 타당성이 충분합니다. → 다음 단계의 설계를 진행합니다.

 

② Conditional Go

프로젝트는 가능하지만 일부 조건의 추가 확인이 필요합니다. → Risk와 Data Gap을 해결한 뒤 다음 단계로 넘어갑니다.

보통 이 구간에서 그룹사의 기획조정실, 미래전략실 등의 부서 혹은 회사의 경영관리부서에서 투자심의위원회에서 프로젝트를 진행하냐 마냐 많이 갈리는 경우가 있습니다. Conditional Go의 경우에는 엔지니어링 부서에서 아예 Recipe를 미리 만들어놓습니다. P&ID, PFD, Equipment List, Instrument Process Data List... 등 기본설계 자료에 대한 준비자료만 만들어 놓고, 투자심의위원회에서 "프로젝트 진행해라"라고 하는 순간부터 바로 업무에 들어갈 수 있게 대비한다고 이해하시면 되겠습니다.

 

③ No-Go

현재 조건에서는 기술적 또는 경제적 타당성이 부족합니다. → 프로젝트를 중단하거나 조건을 변경해 다시 검토합니다.

 

여기서 중요한 것은 No-Go가 실패가 아니라는 점입니다.

 

오히려 초기 단계에서 프로젝트의 문제를 발견하고 수십억 원의 투자 이후에 발생할 수 있는 실패를 막았다면, Feasibility Study는 충분히 역할을 다한 것입니다.

 

 

설계보다 먼저 해야 할 일은?

 

플랜트 프로젝트를 처음 접하면 이런 생각을 하기 쉽습니다.

“프로젝트가 시작됐으니 이제 설계를 하면 되는 것 아닌가?”

 

하지만 실제 엔지니어링 프로젝트에서는 그렇지 않습니다.

 

설계에 들어가기 전에 먼저 확인해야 합니다.

 

• 무엇을 만들 것인가?
• 얼마나 만들 것인가?
• 어디에 만들 것인가?
• 기존 시설을 어디까지 사용할 것인가?

그리고 마지막으로,

“이 모든 조건을 만족하는 프로젝트를 실제로 만들 수 있는가?”

 

Feasibility Study는 바로 이 질문에 답하는 과정입니다.

 

앞선 단계가 프로젝트의 조건을 정의하는 과정이었다면, 이번 단계는 그 조건들을 종합하여 프로젝트의 가능성을 판단하는 과정입니다.

 

그리고 여기서 프로젝트가 Go라는 결론을 얻었다면, 이제부터는 이야기가 달라집니다.

 

지금까지는 “무엇을 만들 것인가?”를 고민했다면,

 

다음부터는 본격적으로

“그렇다면 어떤 공정으로 만들 것인가?”

 

를 결정해야 합니다.

 

Beer to Zero Project의 다음 이야기는 바로 여기서 시작됩니다.

 

Part 8. 어떤 공정으로 만들 것인가 - Process Selection

 

프로젝트의 가능성을 확인했으니, 이제 엔지니어는 여러 가지 공정 대안을 비교하고 그중 가장 적합한 Process를 선택해야 합니다.

 

 

Beer to Zero Project 연재 순서

 

PART 1. 프로젝트의 시작 — 고객의 요구를 정의하다

 

• Part 1. 고객사 요청 접수 - 프로젝트의 시작
• Part 2. 고객이 원하는 것은 무엇인가 - User Requirement 정의
• Part 3. 무알콜 맥주를 어디까지 만들 것인가 - Product Specification
• Part 4. 하루에 얼마나 생산할 것인가 - 생산능력 결정
• Part 5. 공장을 어디에 지을 것인가 - Site Condition 검토
• Part 6. 기존 공장을 활용할 수 있는가 - Battery Limit 설정
• Part 7. 이 프로젝트, 정말 가능한가 - Feasibility 검토
• Part 8. 어떤 방식으로 알코올을 제거할 것인가 - Process 선정