[초점] ESS, 새로운 도약을 준비한다
[초점] ESS, 새로운 도약을 준비한다
  • 변국영 기자
  • bgy68@energydaily.co.kr
  • 승인 2019.09.30 08:50
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안정적 전력공급 효자 ESS가 뜨고 있다
전력망·전력소비, 친환경·효율적으로 변화… 전력생산 단가 하락
재생에너지 확대 촉매 역할 등 성장 확신… 글로벌 경쟁력 ‘관건’

지난 8월 26일 ESS 산업 안정화 및 생태계 활성화를 도모하기 위한 민간 자율의 ‘ESS 생태계 육성 통합 협의회’가 출범했다. 그동안 관련 산업계에서는 ESS 사업이 조기에 확대 보급되면서 전 주기적 컨트롤타워 및 기술적·시스템적 통합 운영의 한계와 안전대책 발표 이후 생태계 구축 및 활성화를 위한 중심축이 필요하다는 의견이 제기됐었다. 이런 맥락에서 출범한 통합협의회를 계기로 ESS산업이 새로운 발전의 전기를 마련해야 한다는 목소리가 높다. <변국영 기자>

잘 나갔던 ESS산업은 화재사고를 겪으면서 위기를 맞고 있다. 배터리 전문조사기관인 SNE리서치 보고서에 따르면 글로벌 ESS용 배터리 시장은 지속적으로 성장하는 반면 한국 시장은 주춤하고 있다.

미국은 대규모 전력용 ESS 프로젝트가 진행되고 있을 뿐만 아니라 정부 지원 역시 든든하다. 태양광 연계 ESS 설치 때 지급되는 투자세액 공제 방식의 보조금을 ESS 단독이나 다른 재생에너지 연계 시에도 적용하는 것을 내년부터 시행하기로 하면서 본격적인 시장 확대가 기대되고 있다. 유럽과 일본, 중국 시장 확대일로에 있다.

그런데 한국 시장에 대한 전망은 어둡다. 보고서는 “한국 시장은 정부 정책에 따라 전력용·상업용 시장이 급성장했으나 잇따른 ESS 화재로 예정됐던 ESS 프로젝트들이 지연되고 있다”며 “ESS 전기 촉진 요금제도 역시 2020년 이후 소멸될 예정이어서 상업용 ESS 시장은 둔화될 것”이라고 전망했다.

이러한 어려움을 극복하기 위해서는 글로벌 경쟁력을 가질 수밖에 없다는 게 중론이다. 궁극적으로는 해외시장에 진출하는 한다는 것이 정부의 정책 목표이기도하다. 결국은 글로벌 경쟁력을 가지고 세계 시장에 나가야 된다는 것이다.

ESS 시장 확대는 누구도 의심하지 않는다. ESS 가격 하락과 신규 시장, 경쟁 가열로 빠르게 확산되고 있다. ESS는 미래 전력망과 전력 소비 환경을 친환경적이고 효율적으로 변화시키는데 기여할 것이다. ESS를 이용해 전력망의 품질을 높이고 피크발전량을 줄일 수 있다. 이를 통해 전력의 공급 안정성과 전력생산 단가 하락을 기대할 수 있다. 태양광이나 풍력과 같은 신재생에너지원의 불안정한 전력 품질을 안정시킴으로써 신재생에너지 확대의 촉매 역할도 할 것이다. 또한 ESS는 지역 분산형 마이크로 그리드의 확산도 가속시킬 것이다. 저장 단가가 싸질수록 다양한 발전원과의 조합이나 보다 작은 규모의 마이크로 그리드 구축이 수월해져 전력 공급의 효율성이 높아질 것이다.

ESS 확산은 다양한 전력거래 시장을 활성화시킬 뿐 아니라 전력 서비스 산업의 구조 개편에도 영향을 미칠 것이다. 단가의 하락에 따른 ESS 시장의 급성장은 피크전력 생산 수요의 감소와 신재생에너지 발전원의 확대를 통해 신규 대형 화력이나 원자력 발전 수요를 제약하는 요인이 될 것이다.

전기차의 보급이 늘어나면서 화석연료의 수급에도 영향을 미치게 될 것이다. ESS의 잠재력 이 발현되는 양상은 전력저장 단가 이외에도 전력 가격 구조나 체계, 정책적 지원, 경제 사회적인 여건 등에 따라 지역별로 상이하게 펼쳐질 것이다.

전력망이 고도화된 지역에서는 전력저장이 수급 전체의 효율 화 및 지능화와 맞물리면서 관련 제품 및 서비스 시장이 성장할 것이다. 전력 시스템이 구축 중인 신흥국의 경우 친환경적인 분산형과 중앙집중형이 적절하게 공존하며 이와 관련한 사업 기회들이 만들어질 것이다.

전력저장만으로도 가정이나 상업용 빌딩, 공장 등의 예기치 못한 전력 흐름 이상에 효과적으로 대응할 수 있다. 보다 편안하고 안정적인 소비를 할 수 있게 해준다. 전력저장을 통해 비용 절감도 가능하다. 시간대별 요금제라든가 최대 전력수요를 기준으로 하는 용량요금제 등의 환경에서 효력을 발휘할 수 있다. 저장을 통해 비싼 가격대의 소비를 피하거나 정산요금의 단가를 낮출 수 있다.

전력저장이 소비 측에 추가적인 수익으로 연결될 가능성이 높다. 쌀 때 구매해 저장해 두었다가 비싼 시간대에 팔아 차익을 챙기는 것이다. 물론 제도적 뒷받침이 있어야 하지만 버려지는 전력을 활용할 수 있다는 점에서 전력망 전체 운영 효율을 높일 수 있다. 수요자원 거래도 수익 창출의 예다. 전력거래 시장의 신호에 따라 수요를 절감시켜 얻은 효용을 참여자들과 나누는 방식이다.

전력저장이 소비처의 발전원과 연결될 경우 소비자는 더 이상 소비자로만 머물지 않게 된다. 외부 환경에 관계없이 편하게 전력을 소비할 수 있을 뿐 아니라 나아가 안정적인 전력 공급자도 될 수 있다. 소비자 혹은 커뮤니티 등이 잉여의 생산 능력을 갖춰 자급하는 모습을 곳곳에서 찾아볼 수 있을 것이다.

전력저장이 친환경적이고 효율적인 미래 전력망과 소비 환경을 마련하는 데 있어 중요한 역할을 할 것이라는 데 이견은 없다. 정책, 기술 등 다양한 요인들이 전력 저장 확산에 영향을 미친다. 무엇보다 전력저장 설치비용의 수준에 따라 파급효과가 단계적으로 나타날 전망이다. 태양광 등 신재생에너지원과 전력저장이 결합한 시너지 효과가 커질 것으로 예상된다.

전력서비스 산업의 구조개편도 본격화될 것이고 전지 가격의 하락으로 전기차 보급이 늘어나면서 석유나 석탄 등 화석연료에 대한 수급에까지도 영향을 미칠 것으로 보인다. 소비자들은 보다 분산되고 독립적인 형태의 에너지 생태계를 경험하게 될 것이다.

전력저장은 신재생에너지 확대 및 전력 공급 구조 변화의 촉매로 작용할 수 있다. 태양광이나 풍력은 날씨나 기상 여건에 따라 출력이 일정하지 않고 발전이 전력 수요 양상과 일치하지 않다. 전력망 운영 측면에서도 불균일한 전력이 계속 물려있으면 공급의 신뢰성과 안정성에 치명적이다.

전력저장이 이 문제를 가장 효율적으로 대응할 수 있기 때문에 전력저장의 확대는 더 많은 풍력 터빈과 태양광발전 설비가 들어설 수 있는 토양을 마련해 주는 셈이 된다. 머지않아 대규모 발전 농장에서부터 아파트나 커뮤니티, 공장, 상업용 빌딩, 일반 단독 주택 등에 이르기 까 지 발전 설비와 연계된 저장장치를 쉽게 볼 수 있게 될 것이다.

글로벌 시장 2025년 70.5GWh까지 확대
연평균 40% 성장… 재생에너지 확대로 수요 증가

세계 ESS 설치 용량이 지난 2017년 4.8GWh에서 연평균 40%씩 성장해 2025년에는 70.5GWh까지 늘어날 것으로 전망되고 있다.

ESS 최대 시장을 형성하고 있는 미국은 전력 설비 노후화로 인한 전력망이 불안정한 상황에서 재생에너지 확대로 ESS 수요가 지속적으로 증가할 것으로 보인다.

유럽 및 호주는 전기요금 절감, 재생에너지 확대, 정전사태 대응 및 전력계통 불안정성 완화 등의 목적으로 ESS 설치를 확대하고 있다.

우리나라 역시 지난해 상반기 ESS 설치 용량이 1.8GWh로 전년 대비 20배 이상 증가했고 연간 3.7GWh(2017년 대비 4.8배 증가)가 설치될 전망이다.

ESS 특례 요금제, 공공기관 ESS 설치 의무화, 재생에너지 연계 ESS의 공급인증서 가중치 확대 등 정부의 ESS 지원 정책으로 수요가 늘어나고 있다. 또한 ESS 가격 하락과 재생에너지 연계 등으로 성장세가 유지될 전망이다.

ESS는 세계적으로 신재생에너지 확대에 따른 계통 불안정성 보완 및 전력 품질 확보를 위한 방안으로 수요가 증가하는 추세다.

ESS는 부하이동, 재생에너지 연계, 주파수 조정 등의 목적으로 설치되고 있다. 부하이동은 전력 수요가 낮을 때 충전하고 높을 때 방전해 에너지 비용을 절감하는 것으로 최대 부하를 낮춰 부하 패턴을 완만한 형태로 변화시킨다.

재생에너지 연계는 태양광, 풍력 등은 발전량 예측이 어렵고 출력이 불규칙해 운영상 어려움이 존재하는데 ESS를 이용해 출력 및 발전량 변동성을 완화할 수 있다.

주파수 조정은 전력 수요와 공급이 맞지 않을 경우 주파수 변동이 심해져 품질이 낮아지므로 주파수 변화에 따라 ESS를 충·방전하며 전력 품질을 유지할 수 있다.