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ESS가 신재생에너지 시장 견인하는 시대가 온다!전 세계 ESS 시장 2025년 292억달러 성장할 전망

[솔라투데이 탄소제로 이건오 기자] 2015년 10월 미국 알리소 캐넌 가스 저장소에서 치명적인 가스 누출 사태가 발생한 일이 있다. 가스를 원료로 전력을 생산하는 발전 업체들은 가동이 어려워졌고, 새로 발전소를 짓기에는 시간이 부족해 전력 부족 사태로 이어질 수 있는 상황이었다. 주지사는 비상사태를 선포했다. 2016년 5월 캘리포니아 공공발전위원회는 400MWh 규모의 ESS를 설치하겠다고 발표하고 약 6개월 만에 ESS 설치를 완료했다.

신재생에너지 보급 확대와 전력수요 증가에 따라 글로벌 ESS 시장이 지속적으로 성장하고 있다. [사진=현대일렉트릭]

이로써 캘리포니아는 전력 부족 문제를 해결할 수 있게 됐다. 앨리소 캐넌 사건은 ESS 산업의 새로운 성장 가능성을 열어줬다. 리튬이온배터리 가격 하락, 트랙레코드 축적 등 신뢰성 확보, 신재생에너지로 전환하는 시대 흐름 등과 맞물리면서 ESS 시장은 가장 핫한 미래 에너지신산업 중에 하나가 됐다.

신재생에너지 보급 확대와 전력수요 증가에 따라 글로벌 ESS 시장이 지속적으로 성장하고 있으며 국내에서도 리튬이온전지 기술력을 바탕으로 글로벌 시장 선점을 위한 경쟁이 가열되고 있는 상황이다. 한국에너지공단의 발표 자료에 따르면, 전 세계 ESS 설치 누적용량은 2014년 0.7GW 수준에서 2016년 1.6GW로 약 2.3배 증가한 것으로 집계되며 국내 설치용량이 미국 다음으로 높은 것으로 나타났다.

한국 리튬이온배터리 ESS 생산 규모는 세계 최고 수준으로 앞으로 급증할 ESS 수요에 대응하기 위해 앞 다퉈 생산 규모를 늘리는 추세다. LG화학 591MWh, 삼성SDI 544MWh, BYD 188MWh, 테슬라 186MWh 순이다.

해외시장에서 한국의 ESS 산업 전망이 밝은 이유는 핵심 기술이라 할 수 있는 배터리의 높은 기술력 보유를 꼽을 수 있다. 한국은 리튬이온배터리 국가별 시장 점유율에서 50%가 넘는 점유율을 차지해 1위를 기록하고 있다. 최근 미국의 테슬라와 중국의 BYD 등이 맹추격해 오고 있어 이에 대한 철저한 대비가 필요하다는 이슈도 있다.

‘재생에너지 3020 이행계획안’을 살펴보면, 분산전원 확대를 위해 필요한 전력중개시장과 ESS·연료전지 육성에 대한 내용을 확인할 수 있다. [사진=보성파워텍]

IT 기기용 리튬이차전지 세계시장 점유율은 27%로 삼성SDI가 1위를 차지하고 있으며 15%로 LG화학이 그 뒤를 잇고 있다. 전 세계 ESS 시장은 2016년 25.6억달러에서 2020년 150억달러, 2025년 292억달러로 성장할 전망이다. 납축배터리에서 리튬이온배터리로의 전환도 살펴볼 수 있는데 현재 납축배터리가 60% 이상의 비중을 차지하고 있지만 최근 리튬이온배터리로 급속히 전환되면서 2016년 대비 2024년에는 약 8배 이상 증가한 16.2GWh가 될 것으로 예상된다.

최근 발표된 ‘재생에너지 3020 이행계획안’을 살펴보면, 분산전원 확대를 위해 필요한 전력중개시장과 ESS·연료전지 육성에 대한 내용을 확인할 수 있다. 그 내용은 중개사업자가 태양광, 풍력, ESS 등 소규모 분산자원을 모집 관리하고, 전력 및 REC 거래를 중개하는 전력중개시장 개설을 추진한다는 것이다.

정부는 이미 올해 ESS 보급 확산을 위한 다양한 정책을 전개하고 있는데 ESS 연계 태양광발전소 준공 혹은 신재생에너지와 ESS를 함께 설치할 경우 전기요금을 추가 할인해 주는 인센티브 제도를 마련했다. 이 정책의 효과로 올해 말까지 보급용량을 전년 대비 20% 증가한 270MWh로 증가시킬 수 있을 것이라고 전망하고 있다.

특히, 산업부는 공장 및 상가건물에 ESS 사용시 사용량에 따라 기본전기요금 할인액을 3배 확대하는 특례요금제 및 1,000kW 이상 공공기관 건물에 계약전력 5% 규모의 ESS를 의무 설치해야하는 제도 등을 시행하고 있다.

신재생에너지 비중이 높아질수록 이를 보완해줄 수 있는 장치들의 필요성이 높아지고 있다. [사진=두산중공업]

ESS 업계 관계자에 따르면, “국내 유수의 기업들이 보유중인 ESS 분야의 핵심 기술을 활용해 시장을 확대해 나가는 것이 필요하나 시장 규모가 한정적이기에 내수 시장을 통한 경쟁력 키우는 데는 무리가 있다”고 평가하며, “정부의 ESS 관련 제도 개선을 통해 국내 ESS 시장을 확대하고 글로벌 시장에서 점유율을 확보할 수 있도록 지원할 필요가 있다”고 제언했다.

글로벌 ESS 생산 규모 1위 기업인 LG화학은 가정 및 산업단지에서 낮동안 태양광 발전설비를 이용해 만들어진 전기 및 심야의 값싼 전기를 저장했다가 활용하는 시스템부터 전기차 충전 등의 교통 인프라, 풍력 등 신재생에너지 발전 시스템 등에 활용되는 ESS 배터리 설비를 구축하고 실증 결과를 바탕으로 다양한 ESS 사업을 진행하고 있다.

LG화학 관계자는 “ESS 분야 글로벌 경쟁력 배터리 기업평가보고서에서 LG화학이 1위를 차지했다”며, “북미, 유럽 등 전 세계 주요 지역에서 상당한 업적을 남기고 있다”고 소개했다. 이어, “북미 등 현지 생산체제를 갖춰 전기차, ESS 부문에서 가격 경쟁력 및 제품 공급을 위한 만반의 준비를 이미 갖췄다”고 덧붙였다.

두산중공업은 2016년 미국의 ESS 소프트웨어 원천기술 보유 업체인 원에너지시스템즈를 인수해 두산그리드텍을 설립했다. 원에너지시스템즈는 ESS와 관련한 토털 솔루션을 제공하는 회사로 MS와 테슬라 출신 엔지니어들이 설립했다. 두산중공업은 인수를 통해 ESS 분야에서 업계 최고 수준의 컨트롤 시스템 소프트웨어 기술을 확보하게 됐으며 ESS의 설계, 설치, 시운전 등의 과정을 일괄 수행할 수 있게 됐다.

두산중공업 관계자는 “같은 해 미국 텍사스주 오스틴시에 위치한 변전소에 ESS 공급 계약을 체결하는 성과를 거두기도 했다”며, “지난 9월엔 미국 LA수도전력국이 운영하고 있는 모하비 사막 인근의 비컨 태양광발전소에 10MWh 규모의 ESS 공급 계약을 체결하기도 했다”고 말했다. 이어, “한국과 미국 시장을 중심으로 13개의 프로젝트를 완료, 건설 중이고 주요시장 내의 사업 확대와 함께 동남아, 유럽 등 새로운 시장 개척도 적극 추진 중”이라고 밝혔다.

신재생에너지 비중이 높아질수록 이를 보완해줄 수 있는 장치들의 필요성이 높아지고 있다. 필연적으로 ESS 시장이 열리고 있는 것이다. 한국수출입은행 강정화 선임연구원은 “신재생에너지 증대와 맞물려 ESS 산업은 반드시 들어와야 하는 기술이고 빠른 속도로 성장하고 있는 만큼 가격경쟁력을 갖출 필요가 있다”며, “ESS 시장이 기술력, 가격 등의 경쟁력에서 뒤처지면 신재생에너지 산업 자체가 정체될 수도 있다”고 설명했다.

이어, “태양광이든 ESS든 단독 사업으로는 중국을 이길 수 없다”며, “태양광 ESS 등의 분산형 전원 또는 마이크로그리드 시스템을 개발해 수출하는 것이 더 경쟁력을 가질 수 있다”고 조언했다.

[이건오 기자 (editor@infothe.com)]

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