[에너지데일리 최일관 기자] 에너지저장장치(ESS)가 글로벌 에너지 업계의 새로운 성장 동력으로 떠오르고 있다. 단순히 전력을 저장해 전력 피크 때 꺼내 사용하는 수준에서 태양광·풍력 등 신재생에너지와 연계돼 발전량을 보조하는가 하면 석탄·화력 발전소의 운전 효율을 높이는 데도 활용된다.
세계 ESS 시장은 지난해 16조 원대에서 오는 2020년 58조원 규모로 커질 것으로 전망되는 등 연평균 53%의 성장세가 점쳐지고 있다. 현재 국내에서는 LG화학·삼성SDI·SK이노베이션 등 글로벌 배터리 3사 물론, 효성·LS산전·포스코ICT 등 전력기기 기업도 발 빠른 시장 선점에 나서고 있다.
연간 144MW 용량 규모 ESS 제작 및 실증 시험 가능
포스코는 ESS용 이차전지인 NaS 개발 및 실증사업에 대한 추진 전략을 수립하고 이를 추진하고 있다.
특히 포스코는 건물용 ESS를 대상으로 14년 전까지 개발될 수백kW 용량의 2차 전지 시스템을 이용, 소규모 건물(일반 사무용 또는 상업용 빌딩)용에 설치하여 실증사업을 진행하는 한편 데이터 센터, 병원, 통신사 등 전력의 높은 신뢰도가 필요한 시장을 대상으로 하는 중/대형 건물(1MW급 이하)용 ESS 사업을 진행할 예정이다.
포스코가 진행한 국내외 주요 실증현황을 보면 일본 북해도 Rokkasho 풍력발전소의 경우 2008년 8월 51MW 풍력단지에 34MW, 250MWh NaS 전지시스템을 도입해 운영하였다.
풍력발전단의 출력 평탄화로 고품질의 전력을 고가로 판매하는 것과 수요에측을 통한 피크수요 대응을 목표로 실증 시험을 진행했다.
또 일본 Wakkanai 태양광 발전소는 5MW의 태양광 발전단지에 1.5MW NaS 배터리를 연계하여 태양광발전단의 출력 평탄화로 고품질전력을 생산하고, 피크수요에 대응하는 것을 목표로 실증 시험을 시행했다.
포스코ICT는 또한 지난해 12월 국내 최대 규모의 대용량 ESS(에너지저장시스템)전용 시험센터 문을 열고 본격 운영에 들어갔다.
시험센터는 포항 본사에 전용면적 2215㎡(약670평) 규모로 지어졌으며, ESS를 현장 적용하기 위한 테스트뿐만 아니라 모듈단위로 입고되는 단위부품들을 활용해 대용량 ESS로 제작하는데 필요한 장비와 설비를 모두 갖추고 있다.
ESS는 전기료 상승과 에너지 부족 문제에 대응해 공장과 대형빌딩에서 상대적으로 저렴한 심야시간에 전기를 담아뒀다가 피크시간에 사용해 에너지 비용을 절감하고, 풍력·태양광 등 신재생발전소와 연계해 기상 상황에 영향을 받지 않고 안정적인 전력을 공급하기 위한 목적으로 도입되고 있다.
그동안 국내 중대형 ESS의 대부분은 2차 전지, PCS(전력변환시스템) 등 제조사별로 성능과 품질관리를 각각 진행한 후 곧바로 현장에서 제작·운영하기 때문에 ESS 전체 시스템을 통합하는 엔지니어링 과정에서 적지 않은 오류가 발생했다.
포스코ICT는 이번 시험센터 가동을 통해 이러한 문제를 출하 전 통합시험 단계에서 사전 해결해 제품의 신뢰성과 품질수준을 높일 수 있게 됐다.
시험센터는 모두 3개 라인으로 구성되고, 1개 라인당 최대 1~4MW급까지 시험과 제작이 가능하도록 설계됐다. 4MW급은 연간 144MW 용량의 ESS를 제작하고, 자체 성능시험까지 가능한 설비를 갖추고 있어 국내 최대 규모다. 1MW는 일반적으로 1000가구 정도가 사용할 수 있다.
시험센터에서는 PCS와 배터리간 충·방전, 전력제어 시험을 통한 시스템의 효율을 극대화 하는 등 다양한 성능 시험이 가능하다.
이와 함께 고객 요구에 따라 풍력·태양광 발전기와 ESS의 연동은 물론이고 리튬이온 전지를 포함하는 다양한 종류의 배터리에 대한 성능도 시험할 수 있다.
포스코ICT 관계자는 "ESS가 전력계통이나 대규모 신재생에너지원과 융합되는 등 대용량화됨에 따라 전용 시험센터를 갖추게 됐다"며 "대용량 ESS 개발이나 엔지니어링 기술 보유로 시장 경쟁력은 물론이고 고객 요구에 유연하게 대응할 수 있는 역량을 확보해 국내외 시장 공략에 적극 나설 것"이라고 말했다.
또한 전기 자동차의 보급 확대 대응용 분산 전력 공급소(1MW급 이상)에 대한 실증화 계획도 마련돼 있으며, 건물용 ESS에 대한 실증을 토대로 2015년 이후, 신재생 에너지, 계통연계 및 발전원을 대상으로 ESS 실증의 규모를 수백MW급으로 확대시켜 나갈 계획이다.
최종적으로는 발전원과 연계한 실증 사업을 통해 시스템의 안정성, 경제성을 향상시킬 계획을 가지고 있다.
