[미국] 신재생에너지시장의 새로운 바람, 에너지 저장시스템
불규칙한 전력공급 일정하게 하는 효과 기대
신재생에너지 및 고품질 전력 수요 증가로 인한 저장소의 성장 전망
□ 신재생에너지 수요 증가
○ 시장 동향
- 에너지 저장시스템은 다양한 에너지를 저장하는 기술로서 전력 저장, 물리적·화학적 전력 저장기술 등을 포함함.
- 미국 에너지협회는 미국 전체 에너지 저장시스템으로 인한 에너지 저장량이 2017년 6GW에서 2022년 40GW까지 폭발적으로 성장할 것으로 예측함.
- 오직 태양열을 통한 에너지 저장 규모는 2012년 2억 달러 정도의 규모였지만, 2017년을 기준으로 170억 달러를 넘을 것으로 미국 에너지협회는 발표함.
- 에너지 저장시스템(ESS, Energy Storage System) 시장은 아직 초기단계지만 점차 신재생에너지 확산 및 고품질 전력수요 증가로 인해 빠르게 성장할 전망
- ESS는 발전량과 발전시점이 불규칙한 태양광, 풍력 등의 신재생에너지와 결합해 시간대별로 전력공급을 일정하게 조정할 수 있는 장점이 있음.
- 미국의 에너지 저장시스템 사업모델이 완전히 확립되지는 않았지만 시장에서 사용할 수 있는 모델들이 점차 마련되고 있음.
- 미국의 에너지 저장량은 향후 5년간 크게 성장할 것으로 예측되며, 2019년까지 858㎿를 기록할 것으로 전망됨. 이는 2014년 저장량의 13배이며, 2015년과 비교했을 때는 4배의 수치임.
미국 에너지 저장량 전망
자료원: Energy Storage Association
- 13개주에 거주하는 6000만 명 정도의 미국인들은 현재 자신들의 지역에 설치된 에너지 저장시스템을 통해 질 좋은 에너지를 받을 수 있으며. 돈 또한 절약하고 있음.
- 캘리포니아주 공공시설위원회는 1.3GW 규모의 에너지 저장 조달사업을 2020년까지 진행하겠다고 발표함.
미국 주 에너지 저장량
자료원: Energy Storage Association
- 2013년 1분기를 시작으로 캘리포니아는 가장 많은 거주용 및 비거주용 에너지를 저장하고 있음. 이렇게 저장된 거주용 및 비거주용 캘리포니아 에너지들은 미국 전체 저장량의 각각 62%와 77%를 차지함.
- 특히, 미국 캘리포니아 최대 전력사인 SCE를 비롯해 퍼시픽가스 &일렉트릭 (PG&E), 샌디에이고 가스&전기(SDG&E)는 오는 2020년까지 미국 캘리포니아 주에만 각각 580㎿h, 580㎿h, 165㎿h 등 총 1325㎿ 규모의 ESS 구축 계획을 밝힘.
□ 에너지저장장치 기술 분류
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구분 |
기술 |
특징 |
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배터리방식 |
LiB |
- 양극/음극의 리튬이온 이동에 의한 저장
- 고에너지밀도
- 고가의 비용
- 국내 기술 상용화 |
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NaS |
- 용융상태의 Na과 S 반응으로 전기 저장
- 고에너지밀도
- 저비용
- 고온 작동 |
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RFB |
- 전해질 내 중심 금속이온의 전자 수수반응으로 저장
- 에너지밀도 낮음.
- 저비용
- 대용량화 용이 |
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Supercapacitor |
- 이온이 전극표면에 전기화학적 흡착으로 저장
- 저에너지밀도이며 고출력밀도
- 고비용
- 안전함. |
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비배터리방식 |
CAES |
- 공기를 고압으로 압축해 지하에 저장
- 저에너지밀도
- 대규모 저장에 유리 |
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Flywheel |
- 회전 운동에 의한 저장
- 저에너지 밀도, 고출력 밀도
- 대용량 어려움. |
□ 시사점
○ 바이어 인터뷰
- 미국 태양광 유력 EPC(Engineering, Procurement, and Construction) 업체인 Cenergy Power사는 미국 내 Top 100 commercial-scale solar contractors 순위에서 4위를 했고, 2014년 한 해만 20㎿(누적 100㎿)의 시공 경험을 보유하고 있음.
- 미국 태양광 유력 설치업체인 Cenergy Power사의 주택사업 부문 총괄을 맡고 있는 David Yoo 부사장과의 인터뷰에 따르면. ESS 시장의 성장 가능성은 매우 높음. 한국 태양광업체의 노하우와 기술력을 바탕으로 미국 시장에 진출할 경우 충분히 승산이 있을 것으로 전망함.
○ ESS 시스템, PCS(전력변환장치), 배터리 인증
- ESS 성능과 안전성을 평가하기 위한 인증으로 세 가지 모두 미국 시장 진출에 필요함.
- 특히 100㎾ 이상 중대형 ESS 설비 공급과 관련해서는 국내 인증소가 별도로 없어서 해외 인증기관을 활용해야 하고. 인증기간도 1년 정도로 오래 걸리며, 많은 비용이 들어 시장 진출에 관심 있는 업체는 조기에 인증 의뢰를 할 필요가 있음.
- 2015년 9월에 산업통상자원부가 국내 ESS 업체의 해외시장 진출을 위해 충북 혁신도시에 ESS 시험평가센터 기공식을 가졌고, 2019년 건립 예정임. 건립이 되면, 세 가지 인증에 대해 국제전기기술위원회(IEC)로부터의 공인시험소 지정과 해외 유명 인증시험기관과의 업무 협약 등을 통해 국내에서도 해외 인증을 받을 수 있을 것으로 보여 국내기업들에 큰 도움이 될 수 있을 것으로 보임.
자료원: GTM Research, Energy Storage Association, 한국에너지기술평가원 및 KOTRA 로스앤젤레스 무역관 자료 종합
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