에너지 저장은 장치 혹은 물리적 매체를 이용하여 에너지를 저장하는 것을 말한다. 이에 쓰이는 장치를 축압기라고 하고, 더 넓은 범위의 시스템 전체를 “에너지 저장 시스템(ESS)”라고 한다. 일반 가정에서 사용하는 건전지나 전자제품에 사용하는 소형 배터리도 전기에너지를 다른 에너지 형태로 변환하여 저장할 수 있지만 이런 소규모 전력저장장치를 ESS라고 말하지는 않고, 일반적으로 수백 kWh 이상의 전력을 저장하는 단독 시스템을 ESS라고 한다.

IEA (Internatinoal Energy Agency)의 글로벌 에너지 투자 전망 자료를 바탕으로 ESS 산업 전망을 살펴보면 화석 연료부터 원자력 그리고 신재생 에너지까지 글로벌 에너지 산업을 전방위적으로 심층 분석했다.

코로나 팬데믹 확산 및 전쟁 이벤트로 인한 글로벌 공급난이 지속되는 만큼 투자에 있어 현재의 업황 확인과 전망에 주요 내용이지만 ESS 투자는 사상 최고치를 경신 중인 점이 눈에서 뛴다.

산업 규모는 $20 Nb(25조원) 수준으로 성장세를 보일 것으로 전망

현재 21년 설치 비중의 70% 이상으로 Grid-Scale 수준의 대용량 설치가 가파른 성장세를 주도하고 있다. 미국, 유럽, 동아시아 3국 (중국/일본/한국), 호주를 포함한 지역별 전방위적인 투자가 이어지는 모습이다. 향후 중국은 25년까지 30GW 설치를 목표로 하고 있으며, 미국 또 20GW의 Grid-Scale 프로젝트가 건설 또는 계획 중인 만큼 미래의 파이프라인은 거대한 상황이다.

이차전지 성능개선과 함께 ESS 설치 비용은 감소할 것으로 전망하며 가격 경쟁력 확대

Grid-Scale 수준의 대용량 ESS는 평균 2시간 내외의 단기 전력 활용에 집중한다. 가동 시간 제한으로 기존 ESS는 전력 시스템 안정을 위한 주파수 제어를 목적으로 활용한다. 최근 시장이 성장함에 따라 전력 부하 이동과 차익거래, 용량 확대 등으로 확대된다. 이에 따라 단순 주파수 제어 목적의 ESS 설치 비중은 60% ('10~18) → 30% ('19.~'21.)로 하락했다.
[양현상 칼럼] ESS산업 전망과 VRFB 시장 주목
신재생 에너지에서 ESS 설치가 주류로 자리를 잡는 추세

지난 4년간 신재생 에너지와 함께 설치된 비중은 25% 이상을 차지하고 있다.
ESS의 가격 경쟁력 확보와 더불어 정책 인센티브, 혁신적인 경매 방식과 PPA 디자인을 바탕으로 미국, 인도, 유럽 지역의 하이브리드 신재생 에너지 프로젝트에 선호되는 것으로 분석한다.

BTM (Behind-The-Meter)로 일컫는 B2C 부문과 연관된 전력 저장을 위한 ESS 성장세는 글로벌 공급난과 가격 상승 영향으로 Grid-Scale 대비 뒤처지는 모습이나, 독일/일본을 중심으로 가정용 전기료 인하를 목적으로 프로젝트가 집중된 상황이다. 글로벌 공급난에 따라 원재료 가격 상승으로 인한 이차전지 판가 인상은 ESS에 부정적 영향을 미쳤다. 이차전지 생산 자본비용은 5~10% 상승이 전망되며, 이는 대기 프로젝트의 지연 가능성으로 작용한다. EA는 글로벌 에너지 사태에도 불구 탄소중립 정책을 위한 신재생 에너지 투자 확대는 지속될 것으로 전망하고 있다.

신재생 에너지 투자 규모는 $440 Nb (약 550조 원, 22년)을 처음으로 넘어서며 신고점을 경신할 것으로 기대한다. 이에 따라 신재생 에너지는 26년까지의 전력 증설 증분의 95%를 차지할 것으로 분석했다. 태양광은 신재생 에너지 증분의 절반을 차지하였으며, 앞으로도 성장을 주도할 것으로 예상했다.
[양현상 칼럼] ESS산업 전망과 VRFB 시장 주목
정부의 장주기 ESS 확장 기조에 맞춰 바나듐 레독스 흐름 전지(VRFB) 주목

단주기 전지의 대표 격인 리튬이온전지에 비해 더 오랜 시간 전기를 공급할 수 있고, 화학적 특징 때문에 화재 위험에서도 자유롭다. 흐름 전지 중에도 상업성이 높은 바나듐 소재의 전지(바나듐 레독스 플로우 배터리, VRFB)가 주목받고 있는 이유다.

제이앤지(JNG) 는 최근 나주 공장을 구축하는 등 VRFB 시장에 기술력을 바탕으로 사업을 추진하고 있어 성장에 기대가 된다.

ESS 또한 신재생 에너지 확대와 더불어 가파른 성장세를 보일 것으로 전망

러시아의 우크라이나 침공 이후 붉어진 글로벌 에너지 대란에도 불구, 친서방 국가를 포함하여 중국까지 주요 국가는 화석 연료보다는 신재생 에너지로 정면 돌파하려는 모습이다. 신재생 에너지의 발전단가 (LCOE - Levelized Cost of Electricity)가 정책적 인센티브에서 벗어나 기술의 진보와 규모의 경제를 통한 독립적인 가격 경쟁력을 확보한 것을 감안한다면 최근 이뤄지고 있는 진영 간 대립 속에서 에너지 안보 확립 차원에서 장기적으로 좋은 대안일 것으로 판단된다.

다만 석유 진영의 Upstream과 Downstream 모두 투자가 제한된 가운데 현재의 에너지 가격 상승이 단기간 해소되기는 어려울 것으로 보이는 상황 속에서, 향후 정책적 변화가 있을지에 대한 지속적인 관찰은 필요해 보인다. 진영 간 대립과 탈세계화 그리고 에너지 안보 확립이라는 큰 흐름 속에서 신재생 에너지 확대와 더불어 ESS의 산업 전망은 경기 흐름과 무관하게 성장세를 보일 것으로 전망된다.
[양현상 칼럼] ESS산업 전망과 VRFB 시장 주목
<한경닷컴 The Lifeist> 양현상 공학박사

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