정부, 에너지저장장치(ESS) 보급사업 닻 올려

Special Report 1 l 에너지저장장치(ESS) 시장 l ① 정부·공기업

 

정부, 에너지저장장치(ESS) 보급사업 닻 올려
한전 실증단지 조성, 제주도 ESS 설치 의무화 실시

 

 

전 세계 각국이 에너지저장장치(ESS)에 대한 투자를 확대하고 있다. 한전경제경영연구원에 따르면 2013년 전 세계 신재생 청정에너지 투자 금액 중 ESS에 대한 투자는 13% 증가한 것으로 나타났다. 2017년경이면 태양광과 연계한 ESS 설치용량은 약 7GW에 달할 전망이며 시장 규모도 300억달러로 추산하고 있다.
독일은 지난해 5월부터 태양광 연계 ESS에 대해 kW당 최대 660유로를 설치보조금으로 지급하고 있다. 이는 설치비용의 30% 수준으로, 보조금 지급에 따라 ESS와 연계한 태양광 설치도 늘어날 것으로 기대하고 있다.
미국 캘리포니아 주는 전력회사에 ESS 설치 의무를 부과하고 있다. PG&E, SCE, SDG&E 등 3개사는 2024년까지 총 1,325MW 규모의 ESS를 설치해야 한다. 또 기존 태양광 대여사업에 ESS를 접목한 서비스도 출시되고 있다. 지난해 12월 태양광-ESS 사업 추진을 공표한 솔라시티 외에도 스템, 에디슨 등이 사업에 뛰어들었다.
일본은 발전차액지원제(FIT)와 ESS 보조금, 지자체별 ESS 보급사업이 활발히 진행되면서 정전 대비용 ESS 설치도 늘어나고 있다. 특히 민간기업들이 태양광, ESS, 에너지관리시스템(EMS)을 결합한 상품을 선보이고 있다. 파나소닉은 태양광과 연계할 수 있는 1.6kWh, 3.2kWh의 ESS와 홈에너지관리시스템(HEMS)을 제공하고 있다. 교세라도 지난해 초까지 약 만대의 태양광-ESS를 판매하며 현재 14.4kWh 규모의 ESS까지 제공하고 있다. 
우리나라도 예외는 아니다. 정부, 기업, 연구단체를 중심으로 기술개발, 표준화, 혁신적 제품 개발에 적극적으로 나서고 있다.

 

 

 

 

한전, 공공기관 ESS 시범보급사업

한국전력은 지난 4월 초 한전 대전충남본부에서 공공기관 ESS 시범보급사업 준공식을 개최했다. ESS 보급사업은 정부가 지난해 8월 발표한 ‘ICT 활용 에너지 수요관리방안’ 일환으로 처음 시행됐다. 심야 예비전력을 ESS에 저장했다가 최대 부하 시간대에 방전함으로써 피크전력을 관리하는 방식이다.
대전충남본부 ESS 보급사업은 정부지원 사업비 75%가 투입됐다. 한전KDN과 삼성SDI, 세방전기, 넥스챌 등 5개사가 참여했다.
ESS 설치로 전력수용가는 전기요금을 절감하고 정부는 피크전력 시간대 전력공급 부담을 줄일 수 있다고 한전 측은 설명했다. 한전은 이번에 준공된 ESS 설비로 피크전력 최대 21% 감축과 연간 전기요금 10% 절감 효과를 기대하고 있다. 2017년까지 500MW 규모의 주파수 조정용 ESS를 설치하는 등 국내 ESS 산업 육성에 적극적으로 참여할 것이라고 한전 측은 설명했다.
김병숙 한전 신성장동력본부장은 “한전은 우리나라를 대표하는 에너지 공기업으로 본격적인 ESS 확산과 기술개발로 ESS 산업을 선도해 나갈 것”이라며 “앞으로도 나주 본사 신사옥을 비롯해 전국 사업소에 점진적으로 ESS를 확대 설치할 예정”이라고 밝혔다.
ESS 설비를 설치할 경우 전력수용가는 전기요금을 절감할 수 있고, 국가는 피크전력 시간대의 전력공급 부담을 줄여 전력수급 안정성을 개선하고 전력공급 비용을 절감할 수 있다.

 

 

에너지관리공단, 에너지저장장치 설치 적극 유도

에너지관리공단은 ‘정보통신기술(ICT)을 활용한 에너지 수요관리’라는 새로운 시장 선도에 나섰다. 에너지관리공단의 주요 사업은 크게 ‘에너지 수요관리 기반 확충’, ‘고효율기기 보급을 통한 효율 향상 유도’, ‘신재생에너지 보급 확산 및 산업 육성’, ‘기후변화 대응기반 구축’, ‘에너지 절약 생활 실천 문화 확산’ 등으로 나뉜다.
이 중에서도 에너지 수요를 원천적으로 줄일 수 있도록 에너지 체계를 효율화해 합리적으로 수요를 줄인 후 공급을 확대하는 수요관리 정책이 중요하다.
기존에는 에너지를 많이 사용하는 산업 위주로 경제 성장이 이뤄져 저렴하고 안정적인 에너지 공급에 초점을 뒀다. 하지만 한국의 에너지 가격은 사회적 비용이 제대로 반영되지 않아 상대적으로 저렴한 탓에 전력 수요가 급격히 증가했다.
2000~2010년간 한국의 전력소비 증가율은 5.3%로 일본(0.2%), 미국(0.7%), 경제협력개발기구(OECD) 평균(1%) 보다 매우 높다. 에너지관리공단은 정보통신 인프라가 잘 구축된 한국의 ICT를 활용해 체계적인 시스템에 기반을 둔 수요관리에 나섰다.
이를 통해 소비자의 전력 사용 패턴을 합리적인 방향으로 이끌고 에너지 사용의 효율성을 높이는 것이다.
우선 신재생발전사업자에게 에너지저장장치(ESS) 설치를 유도하고, 다양한 형태의 인센티브를 통해 전기를 많이 소비하는 사용자와 공공기관에도 ESS 설치를 권장한다는 방침이다.
또, 에너지 사용량을 관찰하고 분석해 건물(BEMS) 산업체(FEMS) 등에 최적의 에너지 사용기기 통합운전 솔루션을 제공할 수 있는 ‘에너지관리시스템(EMS)’을 보급할 계획이다.
에너지관리공단은 에너지 정책의 패러다임이 기존 공급 위주에서 수요관리 중심으로 바뀜에 따라 지난해 말 대대적인 조직개편을 단행했다.
ICT를 활용한 시스템적이고 근원적인 에너지 수요관리 정책 추진을 위해 수요관리정책실을 신설하고, 국가 에너지 및 온실가스 통계·분석 기능 강화를 위한 통계분석실을 재편했다.
또, 분산전원 보급 기반 조성 및 확대, 열 공급 시장관리를 위해 집단에너지실을 새로 설치했다. 에너지관리공단 관계자는 “기존에 이원화돼 있던 기후변화대응 지원과 목표관리제 업무를 기후대책실로 통합하는 등 조직 간 업무 재조정을 통해 시너지를 제고했다”고 설명했다.

 

 

 

제주도, 에너지저장장치 설치 의무화

제주도가 국내에서 처음으로 신재생에너지 일부를 반드시 에너지저장장치(ESS)로 설치해야 한다는 ‘신재생에너지+ESS’ 융합 모델 구축을 의무화한다.
날씨나 기후변화에 따라 발전량 기복이 심한 신재생에너지 발전 효율을 높이기 위한 유일한 대책이지만 일각에서는 ESS 추가에 따른 비용 부담 등 사업자 반발도 예상된다.
제주특별자치도는 풍력발전기 설비용량에 따라 일정량 이상 ESS 설치 의무화를 담은 ‘전력계통 연계망의 안정 및 풍력발전출력 신뢰 향상을 위한 ESS 설치’ 공고를 고시한다고 지난 3월 20일 밝혔다. 도내 풍력 발전사업 허가를 받은 사업자는 1년 내 발전 설치 용량의 10% 만큼 ESS를 의무 구축해야 한다. 제주에 운전 중인 풍력발전기 64기(설치용량 110MW)에 해당하는 약 11MWh(배터리 용량)를 포함해 앞으로 들어서는 풍력발전기 모두가 ESS를 구축해야 한다.
지금까지 풍력발전기에서 생산된 전력은 전력계통에 보내 한국전력 전력수급정책에 따라 도내 수용가에 전달됐다. 하지만 풍력·태양광 발전기는 날씨에 따라 발전량 기복이 심해 전력계통에 안정적인 공급이 어려웠다. 이에 ESS의 저장한 전기는 풍력발전기의 부족한 출력량을 채우거나 남는 발전기의 전기를 저장해 재사용하는 데 활용된다. 제주도의 풍력 등 신재생에너지원 발전비율이 늘어날 전망이다.
하지만 긍정적인 효과와 달리 반발도 예상된다. ESS 도입으로 적지 않은 비용이 소요되기 때문이다. 종전 투자 대비 3~4년의 손익분기점(BEP)이 늘어날 수 있다는 우려까지 제기됐다. 10MW의 풍력발전기 구축비용은 약 200억원이지만 10억원 안팎의 ESS(1MWh급)를 추가해야 한다. 여기에 기존에 없었던 발전 손실도 발생한다. 풍력에서 생산된 전기를 ESS에 담았다가 전력계통에 보낼 때 발생하는 충·방전 손실은 약 15%에 달한다. 그만큼 한전에 판매할 수 있는 전력량이 줄어든 셈이다.
산업통상자원부는 제주의 풍력발전기 ESS 구축 의무화에 따라 기존 신재생공급인증서(REC) 가중치를 피크 시간에 따라 0.4에서 최고 2까지 변동 부과하는 방안을 검토 중이다. 초기비용 부담을 덜기 위한 대책으로 해석된다.
김홍도 제주도 스마트그리드과장은 “전력계통 연계망에 안정적인 공급과 풍력발전출력 신뢰도 향상을 위해 ESS 구축 의무화를 고시할 것”이라며 “발전사업자의 초기 투자비용 부담을 줄이는 방안을 검토하고 있다”고 말했다.
업계 관계자는 “풍력발전기와 ESS 융합은 발전효율은 물론이고 발전기 운영에도 도움되는 최적의 모델이지만 초기 투자비용이 적지 않게 든다”며 “충·방전 과정에서 손실되는 전력 소모 등을 고려해 더욱 현실적인 지원책을 마련해야 한다”고 말했다.

 

 

 

전력저장장치(ESS) 선점 경쟁 ‘후끈’

한국전력이 마이크로그리드(독립형전력망) 구축사업을 본격화하면서 전력저장장치(ESS)용 리튬이온 2차전지 배터리 시장이 활기를 띨 전망이다. 삼성SDI와 LG화학 등 배터리 업계는 벌써 초기 시장 선점을 위한 치열한 경쟁을 벌이고 있다.
LG화학은 지난 2월 포스코ICT가 전라남도 신안군 팔금도에서 추진하는 마이크로그리드 사업에 배터리를 공급했다. 용량은 시간당 1메가와트(1MW/1MWh)로 소형 발전소 급이다. 팔금도 전체 가구에 해당하는 330가구가 사용할 수 있는 전력량이다.
이에 앞서 삼성SDI는 효성이 제주 가파도에서 추진 중인 출력용량 1MWh급의 마이크로그리드용 배터리를 수주한 바 있다. 효성이 최근 추진 중인 전남 가사도 마이크로그리드 사업에는 중소 업체가 ESS용 배터리를 공급한다.
‘마이크로그리드’란 다수의 분산전원 및 ESS 등을 이용해 내륙의 전력망이 닿지 않는 고립지를 중심으로 신재생에너지 등을 활용해 자체적으로 전력을 생산하고 저장·공급하는 소규모 전력망을 뜻한다.
업계에서는 한전의 마이크로그리드 구축사업이 가시화되면서 국내 ESS 시장이 빠르게 성장할 것으로 기대하고 있다.
한전은 도서 지역을 대상으로 독립형 마이크로그리드 표준모델 사업화 전략을 연내 수립할 계획이며, 내년부터는 국내 시범사업을 본격화하고 이후 해외에도 진출할 계획을 잡고 있다. 미국과 일본 역시 DOE 시티오브 프론트 콜린스(City of Fort Collins)·센다이 프로젝트 등을 진행 중이다.
시장 전망 역시 밝다. 네비건트 리서치(옛 파이크 리서치)에 따르면, 마이크로그리드 시장 규모는 오는 2020년 400억달러까지 성장할 전망이며, 규모는 5.7GW 수준이 될 것으로 내다봤다. 아직 경제성 확보 등 실증 단계지만 향후 이 사업이 활성화되면 ESS용 배터리 수요 확대에도 적잖은 기여를 할 것으로 보인다.
ESS 기술관계자는 “(ESS는)중앙 집중형 시스템의 단점을 극복하기 위해 소규모 에너지 저장 장치의 설치 수요가 높아 50MW급 이하 규모의 에너지 저장 장치 분야에서 두각을 나타낼 것으로 판단된다”며 “국내 리튬전지 기반 ESS 시장은 실증을 통한 사업화 및 제도적 기반 조성이 완료되는 2014년부터 서서히 개화될 것으로 예상한다”고 말했다.
한편, 업계에서는 세계 ESS 시장이 2013년 16조원에서 2020년 58조원 규모로 연평균 53%의 폭발적인 성장세를 보일 것으로 전망하고 있다.

※ 출처 : EngNews (산업포탈 여기에) - 정부, 에너지저장장치(ESS) 보급사업 닻 올려