삼성SDI, ESS와 박막 태양전지에 집중 투자

2차전지 기술 기반 ESS와 박막 태양전지에 집중 투자

 

발전,축전 솔루션 공급 시장공략…

협력사 지원도 적극 나서

삼성그룹 계열사인 삼성SDI가 다양한 발전,축전 솔루션으로 에너지 시장 공략에 적극 나서고 있다.  삼성SDI는 지난 3월 대구 엑스코에서 열린 국제그린에너지엑스포에서 에너지저장시스템(ESS)과 태양광발전설비 등을 결합한 제품을 공개하고, 축전과 발전의 시너지로 친환경,에너지 솔루션 분야 대표기업으로 도약하겠다고 선언했다. 삼성SDI는 엑스포에서 255와트(W) 단결정 태양광 모듈과 5.8kWh급 가정용 ESS와 인버터, 각종 가전제품을 연결해 활용하는 가정용에너지관리시스템(HEMS)을 전시했다. 태양광 모듈과 56kWh급 컨테이너형 ESS, 충전기를 결합한 전기차충전소용 솔루션 제품도 선보였다. 삼성SDI는 또 태블릿 PC에 사용 가능한 각형 리튬이온전지를 선보였다. 기존 폴리머 리튬이온전지보다 용량이 크고 가격은 저렴하다. 리튬이온전지를 적용한 전기자전거를 비롯해 소형IT제품,전동공구,로봇청소기 등에 사용 가능한 원형,각형,폴리머 리튬이온전지를 전시했다.

 

삼성SDI, ESS 사업 ‘Power UP’

삼성SDI가 에너지저장시스템(ESS) 사업을 강화한 것은 지난해부터다. 이 회사는 지난해 9월 국내 기업 최초로 미국 ESS 시장에 진출한 데 이어, 우리 정부가 추진 중인 대용량 ESS 실증 프로젝트에 핵심 사업자로 참여하는 등 시장 선점을 위한 보폭을 넓혔다. 

에너지저장시스템(ESS)은 2차 전지를 이용, 전력을 저장한 뒤 필요한 시간과 장소에 사용할 수 있도록 하는 장치다. 미래 에너지 산업의 대안으로 부상하면서 세계 ESS 시장은 연평균 13.9%의 성장이 기대되고 있다. 
삼성SDI는 오는 2014년까지 제주도에 설치될 변전소급 규모의 대용량 에너지저장시스템(ESS) 사업에 참여 중이다. 지식경제부가 추진하고 있는 ‘신재생에너지 연계형 메가와트(MW)급 리튬이차전지시스템 운용기술 개발 사업’으로 진행되는 이 프로젝트는 3년간 대용량 전력저장 시스템 개발 및 운용기술을 확보하는 게 목표다. 삼성SDI는 일진전기(테스트베드 구축), 효성(전력변환장치), 한국전력거래소(운용) 등과 함께 ESS 개발을 맡고 있다.
이 사업이 주목받는 이유는 국내 처음 시도되는 대규모 ESS 프로젝트이기 때문이다. 그동안 킬로와트(KW)급 ESS 실증 사업은 있었어도, 한 개 변전소와 맞먹는 규모의 8메가와트급 ESS 실증 사업은 최초다. 8메가와트는 800가구에 24시간 전력을 공급할 수 있는 양이다. 업계에서는 성공적인 성과를 낼 경우 관련 기술 조기 사업화가 이루어질 것으로 내다보고 있다.

삼성SDI는 ESS 분야에서 두각을 나타내온 터라 향후 실질적인 매출 발생도 기대하고 있다. 이 회사는 작년 7월과 8월 각각 ‘10kW급 리튬이온전지 에너지저장시스템 실증 사업’, ‘고에너지 2차전지용 전극소재’ 사업에 선정되고 9월에는 미국 글로벌 전력회사인 AES에너지스토리지와 ‘전력계통 보조서비스(Ancillary Service)용 20MW급 규모의 ESS’를 공급하는 계약을 체결한 바 있다. ESS는 배터리를 이용, 전력을 비축한 뒤 적기에 활용하는 차세대 전력 시스템으로 미국 시장조사기관인 PIKE리서치사와 일본 종합마케팅비즈니스사인 후지경제에 따르며 ESS 시장은 2010년 17억달러(2조500억원)에서 2020년 412억달러(47조9,000억원)로 성장이 예상된다.

 

삼성SDI, ESS 선진국 일 진출에 힘 받아

삼성SDI가 세계 최대 시장규모를 자랑하는 일본 가정 에너지저장시스템(ESS) 시장에 진출한 것은 지난해 말이다. 자동차용 배터리 시장과 맞먹는 시장규모인 ESS 시장을 선점, 중대형 배터리 시장 분야에서 단숨에 강자로 부상하겠다는 삼성SDI의 목표다.

삼성SDI(대표 박상진)는 니치콘과 일본 내 가정용 ESS를 독점 공급하는 계약을 맺었다고 6일 밝혔다.
삼성SDI가 배터리모듈과 배터리제어시스템(BMS)을 공급하면 니치콘이 전력제어장치(PCS)와 태양광 발전 시스템 등을 추가해 최종 고객에게 판매하는 형태다. 본격적인 공급은 내년 상반기 중 이뤄질 계획이며 양사는 2014년까지 일본 내 가정용 ESS 시장 30% 점유하겠다는 목표를 수립했다.

일본은 대지진과 원전사태 이후 촉발된 전력 대란으로 ESS 시장이 꿈틀대고 있다. 시장 조사 업체들에 따르면 일본 가정용 ESS 시장 규모는 올해 4.5MWh에서 내년 208MWh로 늘어나 세계 시장의 43%를 차지할 것으로 관측된다. 2020년까지 연평균 72% 이상 고성장이 예상된다. 금액으로는 올해 1,000억원대에서 내년 4조원대 시장 규모다. 이미 파나소닉과 도시바 등은 태양광 발전을 연계한 ESS 사업을 강화하고 있는데, 삼성SDI가 이들의 텃밭에서 도전장을 내민 것이다.

교토에 본사를 둔 니치콘은 1950년 설립된 콘덴서 분야 글로벌 업체다. PCS뿐 아니라 전기차용 충전기 등 전력제어 관련 기술 역량이 뛰어난 것으로 평가된다. 이 회사는 태양광 및 풍력발전과 같은 친환경?신재생 에너지 분야로 사업을 확대하던 차에 삼성SDI를 전략적 파트너로 선택했다. 세계 중소형 배터리 시장을 석권한 삼성SDI로선 가장 강력한 상대인 일본 배터리 업체들을 맞아 중대형 배터리 분야로 사업을 확대할 수 있는 기회를 잡은 셈이다.

 

삼성SDI “2차전지 2년 연속 1위 수성” 

삼성SDI의 이같은 자신감은 지난해 소형 2차전지(리튬이온배터리) 시장에서 2년 연속 세계 1위 달성하면서 부터다. 글로벌 배터리 기업인 일본 산요와 파나소닉 합병 공세에도 시장 우위를 자신한 것이다.
삼성SDI는 2010년 23%대 점유율을 차지했으며 2011년 25~26%로 점유율을 끌어올릴 계획이다. 올해는 27~28% 점유율까지 달성하겠다는 계획이다.

삼성SDI는 스마트폰, 스마트패드 등에 사용되는 소형 2차전지 부문에서 지난해 처음 일본 산요를 제치고 세계 1위에 올랐다. 10여 년 전 한국이 2차전지 산업에 발을 들여 놓은 후 처음으로 일본은 앞선 결과다. 파나소닉은 지난 4월 산요 배터리 사업을 흡수?합병하며 반격에 나섰으나 점유율을 소폭 늘리는 데 그친 것으로 평가된다. 한편 삼성SDI는 신한금융그룹 데이터센터 무정전전원공급장치(UPS)에 적용되는 배터리의 공급 우선협상대상자로 최근 선정됐다.

삼성SDI는 올 5월안에 계약이 완료되면 총 4MWh 규모의 리튬이온전지를 올해 말까지 설치한다. 4MWh는 비상시 신한금융그룹 데이터센터 전체에 전력을 15분간 공급할 수 있는 규모다. 15분 후에는 비상발전기가 작동하게 된다. 데이터센터 UPS에 리튬이온전지를 적용하는 것은 세계 첫 사례로 지금까지는 납축전지가 사용됐다. 리튬이온전지는 납 등 중금속을 사용하지 않아 친환경적이다. 납축전지보다 가격은 약 1.5배 높지만 무게?부피가 적게 나가고 운영 온도가 낮다. 크기는 납축전지의 25% 이하로 공간 활용에 유리하다.

삼성SDI는 휴대폰?노트북 등에 사용하는 소형 리튬이온전지를 비롯해 전기자동차용, UPS용 제품까지 에너지저장시스템(ESS) 사업을 확장하고 있다. 제주와 대구에서 실증사업을 진행 중이며 지난해에는 일본 니치콘과 가정용 ESS 공급 계약을 맺은 바 있다.

 

‘그린파트너십’으로 협력사 녹색경영 구축 지원

삼성SDI는 저탄소 그린파트너십사업 일환으로 협력사 녹색경영 기반 구축을 돕고 있어 업계의 부러움을 사고 있다. 그린파트너십은 대기업과 협력 중소기업이 함께 제품생산 전 과정의 탄소배출 실적을 진단하고 기술개발?공정개선 등으로 온실가스 배출을 줄이는 사업이다.

삼성SDI는 2009년 12월부터 지난해 말까지 총 41개 주요 협력사를 대상으로 사업을 실시, 동반성장과 녹색성장이라는 두 마리 토끼를 잡았다. 그중 동진쎄미켐은 41개 협력사 중에서도 가장 좋은 성과를 낸 것으로 평가를 받고 있다.

삼성SDI는 온실가스,에너지 전문가 양성, 에너지 효율 진단과 개선책 마련, 온실가스 배출 관리 툴 개발 등을 지원했다. 동진쎄미켐이 어디서, 얼마나, 어떻게 에너지 소비와 탄소배출을 감축할 수 있는지 정확히 진단할 수 있도록 돕고 가장 효율적인 방법을 제시했다.

삼성SDI의 에너지 전문인력이 중심이 돼 수시로 동진케미켐 발안공장을 방문해 어떤 에너지원이 있고 어떻게 지원하면 되는지 등을 파악했다. 동진쎄미켐은 반도체 소재 등을 다루는 만큼 항온?항습 유지와 전력사용 개선이 필요하다고 판단했다.

진단 결과를 바탕으로 동진쎄미켐은 보일러 공기비 조정 작업과 응축수 회수시스템을 개선했다. 앞으로 고효율 보일러 교체, 냉동기 냉수 순환펌프 인버터 적용 둥 총 7개 사업을 추가로 수행할 계획이다. 모든 작업이 완료되면 연간 1억6,400만원의 비용을 절감할 수 있을 것으로 기대된다. 응축수 회수시스템 개선은 동진쎄미켐이 가장 좋은 성과를 거둔 사업이다. 보일러에 물을 공급하는 중간 응축수 탱크를 아예 없애 열손실을 대폭 줄였다. 3개 단지 외부에 각각 위치했던 중간 응축수 탱크의 자리는 흔적만 남아있고, 보일러실에는 보일러와 메인 탱크만 자리 잡고 있었다.

동진쎄미켐은 삼성SDI로부터 전수받은 노하우를 또 다른 협력사에 전파한다. 중소기업진흥공단과 중소기업청이 시행하는 그린SCM(Supply Chain Management) 사업으로 휴브글로벌 등 13개 기업의 녹색경영을 지원하고 있다. 올해 10월까지 사업을 추진해 상생협력 체계를 더욱 공고히 한다는 계획이다.

 

삼성SDI, 박막 태양전지 사업에 무게중심

삼성SDI는 지금까지는 결정질과 박막 부문 연구개발(R&D) 비중이 비슷했지만 최근에는 박막에 무게중심을 더 두고 있다. 급격하게 변화하는 태양광 시장 환경에서 경제성 등을 고려했을 때 박막 사업이 향후 더 유리할 것이라는 판단이다.

이 회사 관계자는 “결정질도 원가 혁신이 계속되겠지만 박막만큼 극적이지는 않을 것이고 차별화 부문에서도 한계가 있다”며 “우리는 구리,인듐,갈륨,셀레늄(CIGS) 박막 태양전지 관련 공정설비기술 분야에서 자신이 있기 때문에 2~3년 내 선두업체를 따라잡을 수 있을 것”이라고 말했다.

결정질 부문 R&D는 원가경쟁력을 갖춘 초고효율(20% 이상) 제품 개발에 집중하고 있다고 밝혔다. 결정질 태양전지 생산라인 증설에 대해서는 시장상황에 따라 유동적이며 생산능력을 늘리더라도 아웃소싱 형태로 추진할 계획이라고 말했다.

지난해 7월 삼성전자로부터 태양전지 사업을 이관 받은 후 삼성SDI는 결정질과 박막을 놓고 고민을 거듭해왔다. 2015년 총 3GW 규모 태양전지 설비용량을 달성한다고 발표했을 뿐, 어느 부문에 역량을 집중할 지는 밝힌 바 없다.

하지만 삼성SDI가 진행하는 지식경제부 R&D 전략기획단 과제에 2015년까지 구리,인듐,갈륨,셀레늄(CIGS) 박막태양전지 설비용량 1.2GW를 달성한다는 내용이 포함되면서 박막에 집중하는 것 아니냐는 관측이 나오기도 했다. 삼성SDI의 CIGS 기술은 선진국 수준과 이미 비슷하거나 거의 도달했다는 게 전문가들 분석이다. 삼성SDI가 박막태양전지로 사업방향을 정하면 국내 시장에 적지 않은 변화가 예상된다. 현대아반시스?LG이노텍 등이 이미 CIGS 사업을 추진하기로 결정한 만큼 대기업 간 경쟁도 더욱 치열해질 전망이다. 

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