V2X Test-Bed 구축 흐름도

대구시는 최첨단산업의 경제거점으로 육성하고 있는 국가산업단지에 전국 최초 하이브리드 ESS(에너지저장장치), 융복합분산전원, 종합정보센터를 구축하는 블록형 마이크로그리드 구축사업을 추진할 사업자로 주관사에 SK텔레콤, 참여기업에 삼성SDI, 서창전기, 국제전기 등으로 구성된 컨소시엄사를 사업자로 선정했다.

국가산단 블록형 마이크로그리드 구축사업은 대구시가 2018년까지 총사업비 490억 원(국비 265, 시비 30, 민자 195)을 투입하여 국가산단 분양업체 134개사를 대상으로 하이브리드 에너지저장장치 27㎿, 융복합 분산전원 6㎿, 종합정보센터, V2X 테스트베드를 구축하는 사업이다.

이번 사업의 사업자를 선정하기 위하여 지난 7월 29일 사업자 선정 모집공고를 한 결과 SK텔레콤 컨소시엄, 파워플러스콤 컨소시엄과 엘앤에프 컨소시엄이 사업제안서를 제출했고, 이를 분야별 교수, 전문가 등 평가위원 11명으로 평가위원회를 구성하여 평가를 실시한 결과, 최종 SK텔레콤 컨소시엄이 사업자로 9월 9일(금) 선정되었다.

SK텔레콤 컨소시엄에는 세계적인 배터리 제조업체인 삼성SDI가 에너지저장장치의 주요 장비인 배터리를 공급하기로 되어 있고, 에너지 분야 대구지역 우수 중소기업인 서창전기, 국제전기, 아이디정보시스템사가 사업에 참여함으로써 지역경제 활성화 및 분야별 기술 이전의 부수적인 효과도 가져올 수 있게 되었다.

특히, 대구국가산단은 올해부터 본격적인 건설과 입주가 시작되므로 공장 건축 설계단계부터 마이크로그리드 시스템을 반영토록 하여 입주기업들의 최대 수요전력을 낮추고, 전력부하 변동을 관리함으로써 에너지 효율화를 통한 전력요금 인하 및 생산원가 절감의 효과를 가져 올 수 있게 되었다. 또한 시스템의 검증을 통해 차후 대구시뿐만 아니라 전국 산업단지를 대상으로 사업을 확대하는데 기여할 것으로 기대된다.

울산시와 삼성SDI는 5월 9일(월) 오후 2시 삼성SDI 울산사업장에서 ‘전지·소재 복합단지 개발 투자양해각서’를 체결했다.

협약식은 울산시와 삼성SDI 관계자들이 몇 차례 걸친 협의를 통해 울산시의 전기차 산업 경쟁력 강화 방안을 모색하는 과정에서 이루어진 것이다.

이 협약서에 따르면 삼성SDI는 울주군 삼남면 하이테크밸리 산업단지 내에 전지 소재 복합단지 개발을 위해 적극 투자키로 했다. 또한 울산 소재 대학 등과의 2차 전지산업 연구에도 적극 참여할 계획이다.

울산시는 원활한 ‘전지·소재 복합단지’ 개발에 필요한 기반 시설 설치 및 관련 인·허가 행정지원과 세제감면 등이 가능토록 협조할 예정이다.

삼성SDI는 2020년까지 전기차용 2차전지 사업에 3조 원을 투자해 울산, 중국 시안, 유럽 등 글로벌 3각 체제 구축으로 세계 Top 수준의 전기차용 2차전지 기업으로 발돋움한다고 밝힌 바 있다.

김기현 울산시장은 “삼성SDI 울산사업장의 전지·소재 복합단지 개발을 통해 울산시가 전기차용 배터리를 비롯한 글로벌 전기차 산업의 거점도시, 신성장동력 산업으로 자리매김하는 창조경제의 새로운 모델이 될 수 있도록 모든 지원을 아끼지 않을 것”이라고 말했다.

이어 삼성SDI 조남성 사장은 “어려운 결정과 지원을 아끼지 않은 울산시에 감사를 전하고, 울산지역 대학 등은 물론 기업들과 협조체제를 구축하여 울산 경제 활성화와 지역발전에 기여하겠다”고 전했다.

한편 전 세계 전기차 시장은 지난해 216만대에서 오는 2020년 1,044만대로 확대되고, 전체 자동차 시장에서 전기차의 비중도 2%에서 10%로 급성장할 것으로 전망되고 있다.

삼성SDI, 세계 최고 기술 리더십으로 북미시장 공략한다
- 1회 충전 시 600㎞ 주행 가능한 세계 최고 수준 高 에너지밀도 배터리셀 시제품 선보여

리튬이온전지 글로벌 리딩기업으로 자리매김한 삼성SDI가 세계 최고 수준의 에너지밀도를 가진 전기차용 배터리셀 시제품을 선보였다.

삼성SDI는 지난 1월 11일(월) 미국 디트로이트 코보(Cobo)센터에서 열린 디트로이트 모터쇼에서 1회 충전 시 최대 600㎞까지 주행 가능한 고 에너지밀도 전기차 배터리 셀 Prototype(시제품)을 비롯, ‘EV용 초슬림 배터리 팩’과 ‘LVS(Low Voltage System, 저전압 시스템) 솔루션’ 등 다양한 고객 맞춤형 배터리 제품을 소개하며 북미 자동차시장 공략에 본격 나섰다.

삼성SDI가 이번에 선보인 600㎞급 고 에너지밀도 전기차 배터리 셀 Prototype은 현재 업계에서 샘플로 제시 중인 500㎞급 셀보다 에너지 밀도와 주행 거리를 20~30% 향상시킨 세계 최고 수준의 전기차용 배터리 셀로, 오는 2020년경 양산이 가능할 것으로 전망된다. 또, 삼성SDI는 기존 배터리의 사이즈를 현저히 줄인 ‘EV(전기자동차)용 초슬림 배터리 팩’과 일반 자동차의 친환경성 및 연비를 동시에 개선할 수 있는 ‘LVS 솔루션’ 제품도 함께 소개했다.

먼저 ‘EV용 초슬림 배터리 팩(Low Height Pack)’은 기존 EV용 팩보다 높이를 20~30% 줄인 콤팩트 타입 배터리로, 사이즈를 줄이면서도 에너지밀도는 높인 제품이다. 이를 통해 기존 전기 자동차들에 적용하기가 훨씬 용이해짐은 물론, 대량 생산과 원가 절감이 가능해져 EV 시스템의 플랫폼화를 앞당길 수 있을 것으로 기대된다.

또, 삼성SDI는 전기 자동차는 물론이고 일반 자동차에까지 적용 가능한 ‘LVS 솔루션’을 선보였다. LVS 솔루션은 일반 자동차의 납축 배터리를 리튬이온 배터리로 대체하거나 덧붙여 사용할 수 있는 저전압시스템(Low Voltage System)으로, 친환경(Eco-friendly) 특성과 연비효율이 우수한 경제성(Economy)이 강점이다.

15일부터 프랑크푸르트 모터쇼 참가…글로벌 배터리 기업 중 단독

- 삼성SDI, 유럽지역 경쟁우위 지속 및 확대 강화 목적
- 2009년 이래 수주 프로젝트 절반이상이 유럽 자동차 메이커
- 조남성 사장, "배터리 진보로 전기차 주행거리 앞장서 혁신해 나갈 것"

삼성SDI(대표이사:조남성)가 15일부터 개최되는 프랑크푸르트 모터쇼 (IAA 2015) 참가를 계기로 유럽 전기차 시장 공략에 적극적으로 나서고 있다.

삼성SDI는 이번 모터쇼에 전기차 배터리 사업부문 외에도 자동차용 소재부문, 그리고 올해 5월 마그나로부터 인수한 배터리 팩 개발, 생산 법인 SDIBS(Samsung SDI Battery systems)도 함께 참가했다.

삼성SDI는 배터리 셀의 풀 라인업을 비롯해 PHEV, EV에서 모두 사용 가능한 표준형 모듈(Standardized Modules)과 SDIBS의 기술력으로 새롭게 개발된 고성능 팩까지 글로벌 완성차 제조사들의 까다로운 구미를 모두 만족시킨 최고의 전기차 배터리 솔루션을 선보였다는 평가를 받고 있다. 특히 SDIBS 인수에 따른 팩 경쟁력을 바탕으로 팩 높이를 획기적으로 낮춘 'LOW 팩'을 선보여 눈길을 끌었다.

글로벌 전기차 배터리 메이커로는 유일하게 프랑크푸르트모터쇼에 참가하고 있는 삼성SDI는 이번 전시회를 통해 유럽 OEM들과 활발한 상담을 통해 추가 수주의 계기를 마련할 것으로 전망된다.

삼성SDI의 주요 고객은 BMW를 비롯해 아우디 등 유럽 자동차 메이커들이 주축을 이루고 있다. 삼성SDI는 자동차용 배터리 사업을 개시한 지난 2009년 이래 올해까지 글로벌 완성차 제조사로부터 총 30여건 이상의 전기자동차 배터리 관련 프로젝트를 수주했는데 이 가운데 유럽지역 메이커로부터의 수주가 50%가 넘는다.

현재 전기자동차 기술과 트렌드가 유럽을 시작으로 개화하여 확산되고 있는 만큼 유럽 브랜드들의 선택은 배터리 분야에서 실력을 인정을 받았다는 것으로 해석할 수 있다. 더욱이 전기자동차 프로젝트는 설계단계부터 배터리 제조사와 협업하는 경우가 많아 삼성SDI와 유럽 메이커들간의 협력관계는 앞으로도 지속될 전망이다.

지난 5월 삼성SDI는 세계적인 자동차 부품사인 마그나의 전기차 배터리 팩 사업을 인수하면서 세계 최고 수준의 배터리 팩 기술은 물론, 그 동안 마그나가 유럽의 수많은 글로벌 완성차 제조사들과 전기차 프로젝트를 진행하며 축적해 온 노하우를 확보 했다.

삼성SDI는 아울려 스마트폰, TV, 냉장고 등 IT기기와 가전제품의 고급화를 선도하며 축적해온 기술을 활용한 자동차 내외장재용 엔지니어링 플라스틱들도 다양하게 전시했다.

금속 질감의 '메탈릭 소재', 광택의 정도에 따른 '저광택/고광택 소재', 그리고 두 가지 색상을 자연스럽게 띄는 '이중사출 소재' 등 별도의 도장 없이도 원하는 색상과 질감, 광택을 표현할 수 있는 친환경 플라스틱과 경량화 소재 등 차별화된 자동차용 소재 솔루션을 선보였다.

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삼성SDI, 獨 아우디와 차세대 전기 SUV 공동개발 

삼성SDI가 독일의 프리미엄 자동차 브랜드인 아우디(Audi)와 전기 SUV(Battery-electric Sports Utility Vehicle)를 공동으로 개발한다. 삼성SDI는 아우디의 차세대 전기 SUV 개발 프로젝트에 채용될 혁신적이고 강력한 배터리 셀 및 모듈을 아우디와 공동으로 개발한다고 밝혔다. 아우디는 글로벌 자동차 제조사인 독일 폭스바겐 그룹 산하의 프리미엄 브랜드로 BMW, 벤츠와 함께 독일의 대표적인 고급 자동차 제조사다. 아우디의 차세대 전기 SUV에는 한 번 충전해 500㎞ 이상 주행이 가능한 고용량·고성능의 배터리 모듈이 장착된다. 베른트 마르텐스 아우디 구매 총괄은 “고성능 배터리 모듈을 통해서, 우리 고객들은 전기차에 대해 한층 더 큰 매력을 느끼게 될 것”이라고 말했다. 울리히 하켄베르크 아우디 개발 총괄은 “삼성SDI와 공동으로 개발한 혁신적인 배터리 모듈을 아우디의 자동차 구조와 최적으로 통합할 것”이라면서, 이를 통해 “스포티함과 주행거리를 모두 갖춘 매력적인 차량을 만들겠다”고 밝혔다. 삼성SDI 대표이사 조남성 사장은 “아우디의 새롭고 혁신적인 전기차 프로젝트에 공동개발 파트너가 된 것은 전기차 배터리 기술에서 삼성SDI의 리더십을 인정받은 것”이라며, “앞으로도 배터리의 혁신을 거듭해 전기자동차 시대를 더욱 앞당기겠다”고 말했다. 이번 아우디의 500㎞ 주행 가능한 전기자동차 개발 프로젝트는 기존 자동차 시장에 큰 변화를 불러일으킬 전망이다.
한편 아우디는 이번 프로젝트를 통해 주행거리 혁신과 전기차 디자인 혁신 등을 바탕으로, 자사 브랜드에 대한 높은 신뢰도와 자동차 업계 최고 수준의 기술력을 더해 전기자동차 시대를 한층 강하게 리딩하겠다는 전략이다.

에너지솔루션과 소재 부문으로 나뉜 삼성SDI가 단독체제로 탈바꿈하며 본격적인 경쟁력 강화에 나선다. 그동안 에너지솔루션 부문장을 맡아온 박상진 사장이 삼성전자 대외담당 사장으로 이동하게 되면서 삼성은 유일한 취약점인 소재부문의 경쟁력 강화를 조남성 단독 대표이사 사장에게 주문할 방침이다.

▲ 삼성SDI는 중국 선그로우(Sungrow)와 ESS 합작법인을 설립하기로 양해각서를 체결했다.

배터리·ESS 외 신사업으로 꼽히는 소재부문에도 역량 집중

조 사장은 2010년부터 반도체 사업부 스토리지담당과 발광다이오드(LED) 사업부장 등을 맡으며 소재부문 역량을 쌓아왔다. 하지만 삼성SDI 통합 후에는 소재부문 사업 구상과 기존 삼성SDI의 사업 포트폴리오간 역량 분산으로 전문성을 살리지 못한다는 지적을 받아왔다.
이러한 상황에서 진행된 이번 개편에 대해 업계에서는 이미 경쟁력을 갖춘 배터리·ESS 외 신 사업으로 꼽히는 소재부문에도 역량이 집중될 것으로 기대하고 있다. 소재기술을 활용한 배터리사업에서의 기술력 강화가 대표적이다. 전기자동차용 배터리사업에서 축적한 마케팅 역량과 영업 네트워크도 소재부문 강화에 활용될 전망이다.

대용량 ESS 시장에서의 소재·솔루션 시너지 효과 기대

최근 수주한 전기차용 배터리, 대용량 에너지저장장치(ESS) 공급계약도 마찬가지다. 소재부문의 합성수지사업이 자동차용 시장으로 영역을 넓힐 수 있게 된 계기가 된 셈이다. 더욱이 삼성SDI는 세계 최대 전기차 시장으로 부상 중인 중국에 이미 발을 담근 상태다. 최근 중국 시안에서 연산 4만 대 규모의 전기차 배터리 공장 기공식을 열고 올해부터 운영에 들어가기로 했다.
대용량 ESS 시장에서의 소재·솔루션 시너지 효과도 기대된다. 최근 중국 선그로와 ESS 합작법인을 설립하기로 양해각서를 체결한 것도 같은 맥락이다. 특히 2015년 말 가동하는 시안공장의 전기차용 고성능 전지를 ESS 분야와 접목한 사업도 강화될 것으로 보인다.
삼성SDI 관계자는 “배터리 등 최근 경쟁력이 강화된 부문과 향후 먹거리로 떠오른 소재부문과의 시너지가 요구되는 시점”이라며 “어느 한쪽을 집중 육성한다기보다 사업간 시너지를 찾아내기 위한 효율적인 운영이 이어질 것”이라고 밝혔다.

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삼성SDI, 중국 전기차 배터리 시장 공략 본격화

삼성SDI는 중국 산시성 시안시에 위치한 까오신산업개발구에서 박상진 삼성SDI 사장, 장원기 중국삼성 사장, 로우친젠 산시성 성장, 동쮜 시안시장, 글로벌 및 로컬 자동차업체 관계자 등 총 300여 명이 참가한 가운데 중국 전기차 배터리 공장 건설을 위한 기공식을 실시했다.

이번에 건설될 시안 공장은 내년 10월 본격 가동을 목표로 중국에서 글로벌 배터리기업 중 최초로 전기차용 배터리 셀 제품의 전공정을 일괄 생산해 순수 전기차 기준 연간 4만대 이상의 배터리를 공급 할 수 있는 규모로 건설될 계획이다.

또한, 2020년까지 총 6억 달러를 단계적으로 투자해 2020년 매출 10억 달러 이상 달성을 목표로 하고 있다.

삼성SDI는 효과적인 중국시장 공략을 위해 지난 1월 자동차 엔진 피스톤 및 실린더 생산업체인 안경환신그룹, 부동산 및 투자 전문업체인 시안고과그룹과 MOU를 체결하고 지난 6월 합자사인 삼성환신동력전지 유한공사 설립을 완료했다.

삼성환신의 지분은 삼성SDI가 50%, 환신과 시안고과그룹이 50%를 보유하고 있으며, 초대 대표에는 삼성SDI 조대형 전무가 선임되었다.

삼성환신은 내년 본격 양산을 통해 중국에 위치한 글로벌 및 로컬자동차OEM에 배터리를 납품하고 내년 하반기에 설립 될 삼성SDI의 ESS(Energy Storage System) 합자사에도 배터리를 공급할 계획이다. 삼성환신은 내년 10월부터 양산을 시작하여 본격 가동 첫해인 2016년부터 라인을 풀가동할 수 있는 물량을 이미 수주했다.

중국 정부는 자동차 보급률 증가에 따른 석유 소비 급증과 그에 따른 환경문제 해결을 위해 2020년까지 순수 전기차(EV)와 플러그인하이브리드 전기차(PHEV) 500만 대를 보급한다는 목표를 세웠다.

또한 친환경차에 대한 구매세 면제와 보조금을 지급하고, 공공기관 관용차량의 일정비율을 친환경차로 구입하게 하는 등 다양한 유인책을 통해 전기차 구입을 독려하고 있다.

삼성환신은 삼성SDI의 세계 최고의 배터리 기술력과 환신의 자동차 부품사업 노하우 및 마케팅 시너지를 제고해 중국 전기차 배터리 시장을 개척하고 선점해 나간다는 계획이다.

삼성SDI는 현재 BMW, 크라이슬러 등과 같은 유수의 글로벌 자동차OEM에 전기차용 배터리를 공급하고 있으며, 삼성SDI의 배터리를 채용한 BMW의 순수전기차인 BMWi3가 전 세계적으로 큰 인기를 끌며 상반기에만 5,000대가 넘게 판매되기도 했다.

삼성SDI 박상진 사장은 “삼성SDI와 환신의 역량과 지혜를 모아 시너지를 발휘하면 시안공장은 중국에서 뿐만 아니라 세계 최고의 자동차 배터리 공장이 될 것으로 확신한다”며 “과거 실크로드의 출발점이었던 시안이 에너지기술로 아름다운 미래를 창출하는 新에너지 실크로드의 출발점이 되기를 기원한다”고  말했다.

삼성SDI, 미국에 FR용 ESS 배터리 공급

삼성SDI의 중대형 배터리가 미국의 대규모 전력 주파수 조정(FR)용 에너지저장장치(ESS) 구축 사업에 공급된다. 삼성SDI는 미국 캘리포니아주 전력회사가 추진하는 FR용 ESS와 ‘신재생+ESS’ 구축 사업 배터리 공급업체로 선정됐다. 국산 배터리가 해외 전력 FR용 설비에 적용된 건 이번이 처음이다.

이달 착공하는 이 사업은 배터리 용량 6MWh 규모로 3MWh는 FR용 ESS로, 나머지 3MWh는 산악지역의 마이크로 그리드(독립전력망)용 ESS로 구축된다. 삼성SDI 중대형 리튬이온 이차전지와 배터리관리시스템(BMS)을 포함해 대형 전력변환장치(PCS)는 ABB가 공급한다. 배터리 솔루션 가격만 약 40억원에 달한다.

FR용 ESS는 송전망과 배전망을 잇는 변전소에 구축돼 전력량을 일정하게 유지시켜 배전망에 전력을 안정적으로 공급하는 데 활용된다. 일반적으로 FR는 전력 변환 과정에서 전력을 보충하기 위해 발전량의 약 5%를 석탄과 LNG 위주 고원가 발전기를 가동해 공급능력을 조절했다. 하지만 ESS를 활용하면 고원가 발전소를 가동할 필요가 없기 때문에 경제성이 매우 뛰어나다.

‘신재생+ESS’ 구축 사업은 태양광·풍력 등 신재생에너지 발전기에서 생산된 전력을 ESS에 저장했다가 전력망에 공급한다. 날씨 변화에 따라 생산량이 불규칙할 경우 ESS 전력을 보충해 안정적인 전력 공급을 지원하고 발전기 시동전원으로도 활용된다.

삼성SDI는 이번 사업으로 캘리포니아 주정부가 하반기 실시하는 초대형 ESS 구축 사업 입찰에도 참여할 예정이다. 

주파수조정(FR: Frequency Regulation)용 ESS=안정적인 전력망 운영을 위해 순간적인 수요 변동에 따른 주파수 상승 시 전력계통의 전력을 ESS에 충전하고 주파수 하락 시 전력을 방전해 주파수를 조정하는 기술이다. 지금까지는 전력 생산 과정에서 발생하는 교류를 보충하기 위해 발전량의 약 5%를 석탄과 액화천연가스(LNG) 등 고원가의 발전기를 가동시켜 공급 능력을 조절했지만 ESS로 대체하면 주파수조정 비용을 줄일 수 있다. <출처: 삼성SDI>

삼성SDI, 日에 가정용 ESS 1조원규모 공급

삼성SDI는 일본 니치콘과 가정용 ESS 30만대 독점 공급 계약을 체결했다. 공급규모는 1조원대가 될 전망이다.

8일 삼성SDI는 니치콘에 가정용 ESS 30만대 독점 공급 계약을 체결하고 내년 상반기 납품을 시작할 계획이라고 밝혔다. 현재 공급가, 가격 추이를 바탕으로 공급규모는 1조원대로 추산된다. 지금까지 알려진 ESS 계약 중 세계 최대 규모다.

삼성SDI, 니치콘은 지난 2011년 가정용 ESS 공급계약을 체결한 이후 지금까지 꾸준한 협력 관계를 이어왔다. 삼성SDI-니치콘의 일본 내 가정용 ESS 시장 점유율은 60%에 달한다. 양사는 공급계약 확대로 점유율을 늘려갈 계획이다. 

공급 형태는 삼성SDI가 ESS 배터리시스템을 니치콘에 공급하고 니치콘은 여기에 전력제어장치(PCS)를 추가해 완제품을 제작해 최종 사용자에게 판매하는 방식이다. 요시다 시게오 니치콘 사장은 “삼성SDI ESS의 우수한 성능과 안전성 등이 바탕이 됐고 시장변화에 적극 대응하기 위해 장기 계약을 체결했다”며 “지속적 협력을 통해 일본 ESS 시장을 적극적으로 선도해 나가겠다”고 말했다.

박상진 삼성SDI 사장은 “이번 재계약을 바탕으로 일본 ESS 시장에서 1위 기반을 더욱 강력히 구축하게 됐다”며 “앞으로 일본 가정용 시장에서 지배력을 더욱 강화하고 시장확대에 누구보다도 적극적이고 선제적으로 대응해 나갈 것”이라고 강조했다.

일본에서는 지난 2011년 후쿠시마 원전 사태를 야기한 동일본 대지진 이후 가정용 ESS가 절전은 물론 정전 시 비상전력으로 활용할 수 있다는 점 때문에 인기를 끌고 있다. 업계에서는 일본 가정용 ESS 시장이 오는 2020년까지 연평균 72% 성장률을 기록할 것으로 전망하고 있다. <출처: 삼성SDI>

Special Report 1 l 에너지저장장치(ESS) 시장 l ② 민간기업

LG화학·삼성SDI 등 대기업 에너지 저장사업에 가속 붙인다
맥스컴·프로파워 등 중소업체 ESS 신제품 발표로 시장 점유 나서

차세대 먹거리로 떠오르고 있는 ‘에너지저장장치(ESS)’ 사업에 내로라하는 국내 기업들이 속속 뛰어들고 있다. 지난 3월 LG화학은 주주 총회를 통해 ‘ESS 설비 및 관련 제품 제조’를 사업 목적에 추가했다.
ESS는 배터리 여러 개를 묶어 전력이 남는 시간에 충전했다가 전력공급이 부족할 때 사용할 수 있도록 한 장치다. 풍력ㆍ태양광 등 발전량이 불규칙한 신재생 발전원 출력을 안정적으로 만들고 전력생산 비용을 줄일 수도 있다.

LG그룹, 차세대 미래 먹거리로 ‘ESS’ 주력

LG그룹이 차세대 미래 먹거리로 에너지저장장치(ESS, Energy Storage System)를 정하고 전략적 육성에 나섰다. 최근 정부가 ESS 핵심기술에 대한 관심을 표명하고, 수요관리 중심으로 에너지 정책 패러다임을 전환하겠다고 나서면서 ESS에 대한 시장의 관심이 뜨겁다. LG화학, LG CNS 등 계열사들이 신재생에너지에 ESS를 결합한 신개념 전력시스템 개발에 박차를 가하고 있다.
정부는 지난 1월 분산형 발전시스템 구축과 신재생에너지 보급을 11%까지 확대 목표 등을 주요 골자로 한 2차 에너지기본계획을 발표했다. 에너지 세율조정과 전기요금 체계 개선, ESS 설치 인센티브 제공 등을 통해 2035년까지 전력수요의 15%를 달성하겠다는 계획이다.
ESS는 전력을 저장해 필요할 때 사용함으로써 전력 이용 효율을 높이는 시스템이다. 전기요금이 저렴할 때 전력을 저장한 후 전기요금이 비싼 피크 시간대 사용할 수 있다. ESS가 전기분야에서 오랫동안 유지된 ‘생산-소비’ 이원 구조를 ‘생산-저장-소비’로 재편하는 에너지 혁명 꿈의 기술로 꼽히고 있는 이유다. 태양광, 풍력 등 신재생에너지의 출력 안정 등 에너지 활용 효율성도 높일 수 있어 에너지 분야의 핵심 성장동력으로 평가받는다.
정부와 지방자치단체도 ESS와 신재생에너지를 결합한 ‘에너지 자립 섬(자립형 마이크로 그리드)’ 구축에 뛰어들었다. 도서 지역에 설치된 디젤발전기 대신 신재생에너지 발전원을 활용해 에너지 자립을 달성한다는 목표다.
글로벌 시장조사업체인 네비건트 리서치에 따르면 ESS 세계시장 규모는 2020년 47조원, 2030년 120조원까지 성장할 전망이다. 한국 시장의 경우 2017년 연 9,000억원까지 커질 것으로 예상한다.

핵심기술 결집 ‘태양광·ESS 결합’… 마이크로그리드 솔루션 구축

LG그룹은 태양광을 이용한 신재생에너지원에 ESS를 결합한 전력시스템을 신성장동력으로 보고 기술 역량을 확보하는데 역량을 결집하고 있다.
LG는 태안 태양광발전소에 태양광과 ESS를 결합한 ‘마이크로그리드 솔루션’을 구축했다. 이로써 발전소 운영에 드는 전력을 자체 생산할 수 있게 됐다. LG CNS가 개발한 이 시스템은 LG전자의 태양광 패널과 LG화학의 144kWh 규모의 ESS 배터리를 장착, 발전량과 전력 소요량에 따라 실시간 효율적 사용과 저장이 가능하도록 한 에너지관리시스템(EMS, Energy Management System)이다.
이 시스템을 통해 발전소 운영에 필요한 전력 약 60%를 자체 생산할 수 있게 됐다. 연간 전기비용만 5,000만원 가량 아낄 수 있다. 낮 동안에는 태양광발전을 통해 생산된 전기를 바로 발전소 운영에 사용하고 사용 후 남은 전기를 ESS에 저장했다가 밤에도 사용한다.
LG는 LG전자의 태양광 모듈, LG화학의 ESS 배터리, LG CNS의 EMS를 포함한 전력 관리 솔루션 등 각 계열사가 핵심 분야의 기술 역량을 구축하고 있다. 신재생에너지 발전원과 ESS 및 EMS를 결합한 마이크로그리드 분야에서 경쟁력을 갖췄다는 평가다.
전기차 배터리 분야에서 세계 1위를 달성한 LG화학은 ESS 시장에서 눈에 띄는 성과를 내고 있다. LG화학은 최근 직접 생산한 2차 전지를 적용해 전북 익산과 충북 오창 공장에 각각 23MW, 7MW 규모의 ESS를 설치키로 했다. 이번에 구축하는 ESS는 총 30MW급 국내 최대 규모다.
ESS 가동으로 연간 13억원의 전기료를 절감할 수 있다. LG화학은 대규모 ESS 기술력과 신뢰성을 검증해 이 시장의 주도권을 더욱 강화해 나간다는 계획이다.
LG화학은 LG전자, GS칼텍스, 한국전력 등과 함께 제주도 스마트그리드 실증사업의 3개 프로젝트(Smart Place, Smart Transportation, Smart Renewable)에 참여했으며, 전남 신안군 팔금도에 구축되는 1MW급 ESS에 배터리를 공급하기로 했다. 지난해 5월엔 SCE의 북미 최대 ESS 실증사업인 테하차피 풍력단지의 신재생에너지 전력안정화용 ESS 배터리 공급 계약을 체결하는 등 해외 ESS 시장 공략에도 적극적으로 나서고 있다.

삼성SDI, 전기차·전력저장장치 배터리 시장 공략

삼성SDI는 리튬이온 2차전지 배터리 세계 시장점유율 1위의 기술력과 경쟁력을 바탕으로 전기자동차 및 전력저장장치(ESS) 시장을 적극적으로 공략하고 있다.
우선 지난해 6월 삼성SDI 배터리를 장착하고 출시된 첫 번째 양산 전기차인 ‘크라이슬러 F500e’는 미국 시장에서 큰 인기를 끌고 있으며, 독일에서부터 단계적으로 판매가 시작된 BMW의 전기자동차 ‘i3’도 사전예약 주문량만 벌써 1만대에 달한다. 연비가 무려 리터 당 39km인 후속모델인 ‘i8’은 사전 주문단계부터 매진 사례다. 고성능 스포츠카의 양대 명가 페라리와 포르셰의 전기차에도 삼성SDI의 배터리가 적용됐다.
이 같은 인기의 비결은 세계 최대 수준의 에너지 용량인 60Ah급 배터리다. 60Ah급 고용량 배터리는 기존의 저용량 30~40Ah급에 비해 같은 공간 안에 많은 에너지를 저장할 수 있는 기술이 적용되면서 배터리의 무게를 줄이고 동시에 자동차 내 배터리 공간을 줄여 디자인 제약을 덜었다.
ESS도 삼성SDI가 시장 선점을 위해 주력하고 있는 사업 중 하나다. ESS는 심야나 전기요금이 저렴한 시간에 송전망에 연결된 대용량 배터리에 전력을 충전하고, 이를 전력수요 피크시간이나 전기요금이 비싼 시간에 사용하는 에너지저장장치다.
삼성SDI는 지난 2010년 지경부가 추진한 ‘세계 시장을 선점할 10대 핵심소재(WPM, World Premium Materials)’ 개발 사업에서 ‘고(高)에너지 이차전지용 전극 소재’ 분야 주관기업으로 선정돼 ESS 관련 과제를 수행하고 있다. 같은 해 ‘10kWh급 리튬이온전지 에너지저장시스템 실증사업’이 지경부 국책 과제로 최종 선정됨에 따라 삼성SDI는 작년 말까지 대구시를 대상으로 해당 실증사업을 실시하기도 했다.
이를 통해 경쟁력을 입증한 삼성SDI는 지난 2011년 10월부터 일본의 니치콘사와 가정용 ESS 독점 공급을 시작해 지난해에는 일본 가정용 ESS 시장의 약 3분의 2 이상을 점유했다. 또 일본의 이토추 상사를 통해 패밀리마트와 같은 일본 지역 내 편의점, 소규모 점포에도 ESS를 공급 중이다.
한편, 삼성SDI는 현재 매출의 약 16%를 차지하고 있는 소형 뉴 애플리케이션용 제품과 자동차 전지, ESS 등의 비IT제품 매출 비중을 2020년까지 72%로 늘여 기존의 IT 중심의 사업구조를 신규 비즈니스 영역으로 확대해 나간다는 계획이다.

효성, 전남 가사도에 에너지저장장치 공급

효성은 전남 진도군 가사도에 풍력·태양광 등 신재생에너지 발전시스템과 연계한 에너지저장장치(ESS)를 공급하기로 했다고 지난 3월 13일 밝혔다.
육지의 전력을 끌어와 쓰기 어려운 곳으로 그동안 자체 디젤발전기로 전기를 생산해 왔으나 이번 프로젝트로 친환경 신재생에너지 발전시스템이 갖춰진다. 가사도는 면적 6.4km2에 주민 380여 명의 주민이 살고 있다.    
ESS는 전력변환장치(PCS)와 리튬이온 배터리로 구성돼 전기를 저장했다가 필요할 때 쓰는 저장장치다. 이번에 설치되는 ESS는 1.25MW 용량으로 국내 도서지역에서는 가장 크다. 효성은 8월 말까지 ESS 설치를 끝내면 섬 내 160여 가구에 안정적으로 전력을 공급할 수 있을 것으로 기대했다.   
효성은 작년 말 제주도에 풍력발전연계용 ESS를 설치했으며 삼성SDI 기흥사업장에도 1MW급 ESS를 구축했다. 또 홍콩전력청과도 400kW급 ESS 수주 계약을 체결하는 등 해외시장 개척에도 나서고 있다.

맥스컴, 에너지저장장치(ESS) 개발

중소기업들의 에너지저장장치를 독자 개발하고 시장에 적극적으로 나서고 있어 저장장치 시장은 대기업과 중소기업 간 시장 선점 경쟁도 치열해질 전망이다.
다양한 산업분야의 전력제어 기술을 보유한 맥스컴(대표 박경선)의 에너지저장장치(ESS)가 국내 전력·에너지 시장에서 주목을 받고 있다.
맥스컴은 지난 2010년 정부의 스마트그리드 제주 실증사업 신재생에너지 분야에서 현대중공업 컨소시엄에 참여해 1MW급 대용량 풍력발전기용 ESS를 개발, 실증사업을 완료했다. 사업을 통해 상호운용성 성능과 신재생에너지 전력계통연계형 ESS 기술의 사업성을 검증받았다는 평가다.
지난해 10월에는 산업통상자원부가 2015년부터 구축하는 스마트그리드 확산사업에도 현대중공업 컨소시엄에 참여해 예비사업자로 선정됐다. 사업은 ESS 기반의 국가 스마트그리드 산업의 상용모델을 제시하고 전력피크관리, 정전예방, 분산형 발전 등의 시장을 창출할 예정이다.
맥스컴의 ESS는 양 방향 충·방전이 가능한 전력제어 기술로 최대 1MW급 용량까지 제품화가 가능하다. 맥스컴은 ESS 핵심장치인 전력변환장치(PCS)와 충방전 기술을 보유했다. 이 때문에 회사의 ESS는 고객 요구에 따라 직류(DC)의 입력범위를 자유롭게 설계할 수 있어 신재생에너지와 전력분야의 자유로운 적용이 가능하다.
이 같은 전력제어 기술로 맥스컴은 리튬이온 이차전지에 이어 니켈수소와 연축전지 기반의 다양한 ESS 솔루션을 개발하며 사업영역을 확장하고 있다. 2012년 광역경제권 선도 사업 육성사업에 세방전지와의 컨소시엄에 참여해 니켈수소(Ni-MH)를 이용한 저가형 1MW급의 풍력변동 출력 안정화용 ESS와 양 방향 컨버터를 개발했다. 또, 한국전기연구원이 추진하는 연축전지 기반의 전력 수요관리용 2.4MWh급의 ESS 개발에 500kW급의 PCS를 개발할 예정이다.
1994년에 창립한 맥스컴은 무정전전원공급장치(UPS), 인버터·컨버터, 전력 주파수 변환기, 배터리 충전기 등을 개발·생산해 왔다. 지난해에는 경기도 화성시에 제2공장을 세우고 태양광용 PCS, ESS 등을 위한 연구개발(R&D)과 제품 생산에 주력하고 있다.

프로파워, 스스로 전력 생산하는 ESS 개발

국내 처음으로 연료전지와 리튬이온 배터리를 결합한 하이브리드 에너지저장장치(ESS)가 나왔다. 전기 공급이 단절된 독립전원 환경에 유용할 전망이다.
프로파워(대표 고병욱)는 직접메탄올연료전지(DMFC)와 리튬이온 이차전지를 결합한 4.5kWh급 ESS를 개발했다고 밝혔다. 메탄올과 물만 주입해도 전기를 생산하는 DMFC와 리튬이온 배터리가 가진 각각의 단점을 서로 보완해 장점은 극대화했다는 평가다.
초기 투자비용은 일반 리튬이온 배터리를 장착한 ESS와 비교해 두 배가량 높지만 외부 전원 충전 없이 자체 전력 생산이 가능하고 운영비용은 거의 들지 않는다. 1리터당 500원 하는 3%의 메탄올과 97%의 물로 이뤄진 DMFC에서 생산한 전기를 이차전지에 저장했다가 헤어드라이어 등 급격한 정격 출력을 발생시키는 가전제품에 활용한다. 프로파워는 메탄올과 물의 비율을 제어하는 기술을 보유했다.
이 장비는 2kW급 DMFC와 2.5kWh급 리튬이온 폴리머 이차전지와 PCS 등으로 구성된다. 이는 두 가구(4인 가구 기준)가 하루 동안 사용할 수 있는 전기 사용량과 맞먹는다. 프로파워는 국가 전력망이 부족한 동남아, 아시아, 아프리카 등을 대상으로 시장 공략에 나설 방침이다.