ESS시장 경쟁 ‘격화’…한국 돌파구는?

한국, 사업모델 개발로 '글로벌 ESS' 공략

▲태양광, 가스발전, 연료전지, ESS가 집약된 마이크로그리드 모습.

글로벌 에너지저장장치(ESS) 시장 경쟁이 격화되고 있다. 특히 미국을 중심으로 ESS 시장이 확대 조짐을 보이며 전지 관련 선진 프로그램들이 도입되고 있다. 국내 기업들은 중소형 분산 ESS 등 다양한 사업 모델을 개발해 글로벌 경쟁에서 차별화를 도모할 계획이다. 전문가들은 ESS의 경쟁력은 경제성에 달려있는 만큼 ESS 전용 리튬이온 전지가 필요하다는 입장이다.

19일 에기평과 ESS 기업들에 따르면 미국의 각주는 독특한 ESS 시장을 형성하고 있다. 캘리포니아주는 신재생 발전설비 확대와 송배전 노후화 때문에, 뉴욕 등 북동부는 발전 설비 노후화에 대비해 ESS를 각각 운영하는 식이다. 또한 남동부와 워싱턴 D.C.에 전력을 공급하는 PJM는 ESS를 전력 공급 보조와 고품질화에 활용한다. 특히 주파수 보정(FR) 시장에 ESS 참여를 허용해 2015년 기준 176MW의 전지에너지저장장치(BESS)를 운영 중이다.

특히 캘리포니아주는 SGIP로 약칭되는 자가발전 인센티브 프로그램으로 2020년까지 1.3GW의 ESS를 조달할 계획이다. 남캘리포니아에디슨(SCE), PG&E, SDG&E 등 전력회사가 ESS 시장의 구매자로 나서고 있다. 미국 북동부는 수요관리 프로그램(DR)을 운용해 대규모 ESS 시장 형성이 기대된다. DR은 값쌀 때 전력을 ESS에 저장해 수요가 많은 시간에 비싼 값에 되파는 방법이다.

최윤석 에기평 PD는 ESS의 경제성 확보가 핵심이라고 보고 2016년 현재 kWh당 540달러(60만원)인 ESS 가격을 2025년 320달러(36만원)로 낮추는 방안을 강구 중이다. 그는 "비용을 조정할 수 있는 시장 참여자가 ESS 산업을 주도할 것이며, ESS 시스템 분야의 경쟁력이 중요하다"며 "특히 에너지밀도가 증대된 ESS 전용 리튬이온 전지가 필요하다"고 주장한다. 현재 ESS는 전기차용 이차전지를 기반으로 제작돼 용량이 60Ah 가량이다.

이차전지 전문 중소기업인 코캄은 그리드위즈, 우암코퍼레이션, 전지연구조합 등과 함께 해외 수출용 중소형 분산 ESS 장치와 통합관리시스템을 개발하고 있다. 흩어져 있는 ESS를 ICT 기술로 통합 관리해 DR시장에 참여할 예정이다. 이 기술이 실현되면 사업자는 덩치를 키워 시장에서 영향을 확대할 수 있다. 코캄은 미국 캘리포니아와 구글, SDG&E에 ESS를 설치한 경험이 있다.

홍인관 코캄 이사는 "한국 이차전지 기업은 기술력을 확보하고 있으나 한국 DR시장이 맹아 단계"라며 "이 사업을 통해 미국 캘리포니아 전력 시장에 진출하고 한국에선 대용량 ESS를 보급할 것"이라고 말했다. 그는 "해외 전력 시장에서 요구하는 현실성과 상품성을 겸비한 ESS와 통합 ESS 시스템 개발이 목표"라고 밝혔다.

롯데케미칼은 이차전지의 일종인 레독스 흐름전지(RFB)를 유럽 풍력발전단지에 공급하는 사업을 추진한다. 강태혁 롯데케미칼 전문연구위원에 따르면 2010년 유럽의 ESS 설치용량은 4664MW로 세계 2위 수준으로 신재생 발전설비 보급으로 전망이 밝다. 2010년 10TWh를 설치한 영국은 2020년까지 전력수요량의 20%를 신재생으로 충당할 계획이다. 특히 스코틀랜드는 2020년 15.4GW의 신재생을 확보할 계획이다.

이런 가운데 분산발전을 목표로 풍력발전기에 ESS를 설치하는 사례도 늘어나고 있다. 특히 RFB와 리튬이온전지(LIB)를 혼용하는 방법이 제시되고 있다. RFB가 2~8시간 장시간 사용이 가능하며 LIB는 1시간 이내 고출력에 경제성이 높기 때문이다. 강태혁 위원은 유럽 사례를 본받아 RFB 기반 LIB와 인버터(PCS) 일체형 1MWh 하이브리드 ESS를 개발해 유럽 현지에서 실증하고 사업화하는 것이 목표라면서 "한국 ESS 기술과 유럽 현지 시스템 통합(SI) 기술의 결합과 유럽 발전 공동체 참여 성사 여부가 사업 성공의 성패"라고 말했다. 

[에너지경제신문 안희민 기자]