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ⓒ한국전력 ESS

 

올해는 코로나 19로 인한 재택근무 확대와 역대급 폭염으로 인해 냉방기기의 사용량이 증가하면서 전력 수요가 엄청나게 급증했는데요. 급증하는 전력 수요로 인한 전력난을 예방하기 위해 에너지 저장 시스템(ESS)이 다시 한번 주목받고 있습니다! 그럼 ESS란 무엇일까요? ESSEnergy Storage System의 약자로 말 그대로 생산된 전력을 저장하였다가 전력이 필요한 시기에 공급하여 에너지 효율을 높여주는 시스템을 말합니다. , ESS는 안정적인 전력 수급을 보장해 줄 수 있는 시스템이죠. 하지만 ESS가 주목받는 또 다른 이유로 탄소 중립을 위한 신재생에너지 확대를 꼽을 수 있습니다. 신재생에너지의 발전량이 증가함에 따라 수급 안정성을 위해 ESS 설비가 필수인 시대가 온 것이죠. 하지만 우리나라의 ESS 시장의 흐름은 전혀 다른 모습을 보이고 있는데요. 같이 한번 알아볼까요?

 


역행하는 국내 ESS 시장, 그 원인은?

ESS 시장 규모 비교 ⓒ김보경 제작

 

전 세계적으로 신재생에너지 전환과 탄소 중립 강화로 인해 해외 ESS 시장이 급속도로 성장하고 있습니다. 연간 44.4%의 높은 성장률과 더불어 시장규모가 올해 200억 달러에서 5년 뒤에는 1060억 달러까지 성장할 전망이라고 합니다. 하지만 우리나라는 정반대의 흐름을 보이고 있습니다. 과연 그 원인은 무엇일까요?

 

첫 번째 원인은 화재로 인한 안정성 문제입니다.

리튬이온 배터리가 에너지 밀도 측면에서 우수하지만 화재 우려가 꾸준히 지적되어 왔습니다. 더불어 2017년부터 30여 건의 화재 사고가 발생하면서 국내 ESS 시장은 위축되었습니다. 하지만 ‘바나듐’ 이라는 소재가 새로 주목받기 시작했습니다. 바나듐은 화재 위험이 거의 없고 수명도 리튬 이온 전지에 비해 22배가량 갈다고 합니다.

 

두 번째 원인은 ESS 단가 및 저장 용량 문제입니다.

ESS에 쓰이는 배터리는 대부분 단주기 배터리인데 이를 장주기 배터리로 전환해야 된다는 목소리가 커지고 있습니다. 하지만 ESS 저장 용량을 키우기 위해서는 단가가 높아지기 마련입니다. 현재 ESS에 쓰이는 배터리 비용은 킬로와트 시간당 50~80달러 수준이라고 합니다. 하지만 화석 연료 사용을 완전히 대체할 수준의 경제성을 갖추려면 이 비용이 20달러 이하까지 떨어져야 된다고 합니다. 따라서 ESS의 효율을 높이면서도 비용 절감도 달성할 수 있는 기술이 필요한 시점이라고 생각합니다.

 

위에 언급한 문제 이외에도 REC(신재생에너지 공급 인증서) 가격 하락 및 정부 지원 축소 등도 하나의 원인이 되고 있습니다. 하지만 이러한 문제에도 불구하고 국내에서도 ESS 관련 투자가 재개되는 모습을 보이고 있습니다.

 

그럼에도 우리가 ESS를 찾는 이유는?

ⓒ픽사베이

 

1. 신재생에너지 확대 및 안정적인 계통 운영

탈탄소를 위해 신재생에너지 보급이 확대됨에 따라 계통 운영에 어려움을 겪고 있습니다. 실제로 제주 지역에서는 최근 몇 년 사이에 태양광과 풍력 발전 등 신재생에너지가 급증하였고 이에 따라 계통 불안을 해결하기 위해 ESS를 설치하고 있습니다. 재생에너지양이 급격하게 늘어나면 일부 발전기 고장으로 인해 송전망 전체가 과부하 상태가 되어 대규모 정전사태가 일어날 수 있습니다. 실제로 호주, 영국 등에서도 재생에너지의 급격한 확대로 인해 수차례의 대규모 광역정전을 경험했다고 합니다.

뿐 만 아니라 태양광, 풍력 등과 같은 신재생에너지는 에너지의 양이 일정하지 않아서 출력 변화가 심하기 때문에 안정적인 계통 운영이 이루어지지 못할 수도 있습니다. 따라서 전력 공급이 불안정할 때 ESS내 미리 저장된 전기를 이용함으로써 안정된 상태를 유지해 대규모 정전 상태를 방지할 수 있습니다.

 

2. 송전선로 건설 지연으로 인한 발전 제약 해결

대규모 발전소가 밀집된 동, 서해안 지역에서 발전시킨 대규모 전력을 수도권으로 수송하기 위한 송전선로를 건설하고 있지만 지역 주민과의 갈등으로 인해 건설이 지연되고 있다고 하는데요. 발전 제약이 지속될 경우 전력 수급이 불안정해질 수 있습니다. 특히 발전제약이 가장 우려되는 동해안 선로는 2025년까지 준공이 미뤄졌다고 합니다. 이처럼 동해안과 서해안 지역은 송전선로 용량 부족으로 인해 발전 제약이 꾸준히 증가하고 있습니다. 하지만 ESS를 이용하면 송전선로 건설 지연으로 인한 발전 제약 문제도 해결할 수 있습니다.

 


한국전력의 ESS 사업에 대해 알아보자!

 

1. 제주 신재생에너지 계통 안정화, 금악 변전소 ESS 설치

한국전력이 제주도 금악 변전소 내에 ESS를 설치했습니다. 제주도 내에서 재생에너지 양이 크게 늘어나면서 계통 주파수가 불안정해 수차례 풍력발전기 가동이 멈추는 사례가 발생했습니다. 2019년에는 46, 2020년에는 77회로 급증했고 올해 상반기까지만 해도 54회나 가동이 중지되었습니다. 따라서 3932000만원을 투자하여 50MWESS가 내년 10월까지 설치될 예정입니다.

 

2. 밀양, 전국 최대 규모의 ESS 건설

경상남도 밀양 융합 산단이 친환경 산단으로 탈바꿈하면서 부지 내에 변전소, 자재센터, ESS, 수소 연료전지 발전소 등 건립에 관련한 업무협약을 체결하였습니다. 그중 한전은 산단 부지에 에너지저장소(ESS)와 변전소, 자재센터 건설 등에 3590억 원을 투자하였습니다. 한국전력이 건설하는 ESS는 계통 안정화를 위한 것으로 우리나라 최대 규모입니다. 재생에너지의 변동성 완화 및 저장, 주파수 조정 등을 통해 전력계통에 신뢰도를 높일 것으로 보입니다.

 

3. 공공 ESS 추진

한국전력이 ESS를 직접 발주한다고 하는데요 이를 공공 ESS라 부릅니다. 현재 규모가 작은 신재생에너지 설비가 늘어나고 이로 인해 소규모 ESS들이 연계, 설치되면서 여러 가지 계통 운영상에 어려움을 겪고 있다고 합니다. 따라서 한전은 이를 해결하기 위해 공공 ESS 도입을 추진하게 되었습니다. 한전이 직접 송배전망을 통해 ESS를 관리하기 때문에 계통 제어가 쉬워지고 특히 이렇게 제어되는 ESS는 재생에너지 전환 정책으로 늘어난 신재생에너지의 전력 변동성과 예비력을 보충해 줄 수 있다는 장점도 갖추었다고 합니다.

 


오늘은 국내 ESS 시장의 흐름과 한국전력의 ESS 시장 활성화를 위한 노력을 살펴보면서 ESS의 필요성을 다시 한번 깨달을 수 있었습니다. 탈탄소 바람에 힘입어 재생에너지를 확대해 나가기 위해 ESS 설치는 선택이 아닌 필수라고 생각합니다. ESS의 경제성과 안전성을 모두 잡고 국내 ESS 시장이 하루빨리 회복되길 응원합니다.

 

 

 


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