전 세계 ESS 보급 확산 추세

국내 ESS는 보급 감소로 ‘우려’

정부가 세계 3대 에너지스토리지(ESS) 산업 강국 도약을 선언했다. 재생에너지 백업설비로서 다양한 에너지스토리지 기술을 개발하고 2036년 세계 에너지저장장치(에너지스토리지) 시장의 35%를 확보한다는 목표로 침체된 국내 ESS 산업 지원책을 추진한다. 특히 정체된 국내 ESS 보급 계획을 효율화하고 ESS 산업계의 해외진출도 지원에도 적극 나서기로 했다. 아울러 기존의 리튬이온전지 뿐만 아니라 리튬인산철(LFP) 전지, 흐름전지, 나트륨황(NaS) 전지 등 에너지스토리지 구성을 다양화했다.

ESS(Energy Storage System)는 대량의 이차전지(배터리) 등을 활용해 남는 전기를 저장했다가 필요할 때 쓰는 설비로 에너지 산업계의 탄소중립 추진 과정에서 그 수요가 폭발적으로 늘어날 것으로 예측되고 있다. 이는 세계 각국이 2050년을 전후해 탄소중립을 하기로 하면서 태양광·풍력 같은 재생에너지나 원자력 같은 무탄소 에너지(CFE) 발전 방식을 늘리고 있기 때문이다. 하지만 CFE 발전은 탄소 배출이 없는 대신 생산량 조절이 어려운 경직성 전원(電原)이어서 실시간 수요-공급량을 맞추기 어렵다는 한계가 있다. CFE 발전 전력이 늘어날수록 전력을 저장하는 역할을 하는 ESS의 필요성도 커지는 것이다.

에너지 시장조사기관 블룸버그 뉴에너지파이낸스(BNEF)는 같은 역할을 하는 양수 발전소를 제외한 세계 ESS 설비 규모가 2022년 43.8GW에서 2030년 508GW로 10배 이상 늘어날 것으로 전망했다. 전력량으로 계산하면 91.5(GWh에서 1,432GWh로 15배 이상 늘어난다. 시장 규모도 2022년 152억달러에서 2030년 395억달러로 2.6배가량 늘어날 전망이다.

국내에서도 ESS의 필요성이 확대되고 있는 가운데 올 초 확정한 10차 전력수급기본계획(이하 전기본)에 따르면 2021년 34%이던 경직성 전원 비중은 2030년 54.0%, 2036년 65.2%로 늘릴 계획이다. 이는 재생에너지 발전 비중이 높은 제주나 호남 지역을 중심으로 벌써 전력 수요가 줄어들고 태양광 발전량이 늘어나는 봄·가을 낮 시간대 전력 과잉공급 우려가 커지고 있기 때문이다.

그럼에도 불구하고 최근 들어 국내에서는 ESS 보급이 빠르게 축소하고 있어 우려가 커지고 있는 상황이다. 정부의 에너지 전환 정책과 맞물려 지난 2018년 한때 ESS 설치량이 975개소 3.8GWh까지 늘었으나 2021년 이후 격감, 지난해 설치량은 94개소 252MWh에 그쳤다. 이는 전력시장 개편 과정에서 ESS 설치에 대한 우대가 대폭 줄어든데다 2017년 ESS 보급 확대와 맞물려 화재 사고도 늘어나면서 수요·공급이 모두 크게 줄었기 때문이다. 이에 전문가들은 이대로 가면 경직성 전원 확대에 따른 전력 계통망 유연성 확보에도 차질을 빚을 수 있다고 경고하고 있는 상황이다.

산업기반 조성 및 시장 활성화 추진

기술개발 박차·안전관리 체계 강화

산업통상자원부는 강경성 2차관은 최근 경기 안양시 LS일렉트릭 글로벌 연구개발(R&D) 캠퍼스를 방문한 자리에서 ‘에너지스토리지 산업 발전전략’을 발표했다.

이번 에너지스토리지 산업 발전전략에서는 에너지스토리지에 기반한 유연한 전력시스템을 구현하고 마국, 중국과 함께 세계 3대 에너지스토리지 산업 강국으로 도약하겠다는 목표를 제시했다. 특히 2036년 세계시장 점유율 35%를 확보하기 위해 5개 핵심전략과 14개 세부추진 과제를 담았다.

구체적으로 산업부는 5개 핵심전략으로 ▲장기 스토리지 믹스 최적화 ▲시장기반 활성화·보급 확대 ▲시장 선점을 위한 핵심 에너지스토리지 기술개발 ▲산업기반 조성과 글로벌 진출 지원 ▲안전관리 체계 강화 방안과 14개 세부추진 과제를 제시했다. 기존에 비용이 많이 드는 리튬이온 배터리 위주 설비 구성에서 벗어나 다양한 에너지스토리지 믹스를 구현하는 것이 핵심이다.

먼저 산업부는 이번 계획을 통해 필요한 ESS 수요를 주기·기술별로 세분하는 방식으로 ESS 구축 추진 계획을 현실화하기로 하고 제10차 전력수급계획에서 도출된 ESS 필요량 26.3GW(2036년까지)를 경제적·합리적으로 구축하기 위한 스토리지 믹스 및 구현 방안을 제시했다. 이에 2030년까지 필요한 에너지 저장설비 총 3.7GW에 대해 2025년부터 연간 600㎿씩 선제적으로 확보하기로 했다. 특히 전력망 안정성 유지가 긴급한 호남권은 저탄소 중앙계약 시장을 도입해 2026년까지 ESS 1.4GW를 우선 조달해 국내 ESS 시장의 투자 활성화를 유도할 계획이다. 2036년 기준으로 30분 이내 단주기 ESS 설비는 3.66GW, 장주기도 시간대별로 4시간 이상(4.22GW), 6시간 이상(15.58GW), 8시간 이상(1.05GW)로 세분해 필요한 기간 내 필요한 만큼 보급기로 했으며 양수발전소도 1.75GW 규모로 보급하되 필요 시 추가 구축해 8시간 이상 장주기 ESS 설비를 대체키로 했다.

정부는 이 같은 계획에 따라 2025~2030년 6년간 연평균 0.6GW씩 3.7GW의 ESS 설비를 구축한다는 계획이다. 이를 통해 45조원으로 추산되는 ESS 구축비용을 기존 추산치보다 20% 줄인다는 목표도 함께 세웠다.

이어 유틸리티급 ESS 설비의 시장 참여를 확대하고 산업·주거·이동형 등 수용가용 보급 확대를 위한 인센티브를 마련한다. 이에 장기계약시장, 재생에너지 입찰시장, 저장전기 판매 사업 등 새 시장 제도로 ESS 설비투자가 원활하게 확대되도록 지원하고 전력사용 비중이 높은 산업단지 마이크로그리드, 이동형 에너지스토리지 등 새 비즈니스 모델을 발굴 및 수용가용 확대를 위한 세액공제, 융자제도를 추진키로 했다. 아울러 전기차 사용후 배터리 재사용 시장 창출을 위한 민간 중시미의 통합관리체계를 구축하고 검사·인증 제도도 정비할 계획이다. 이밖에도 선박·트럭으로 ESS를 운반해 필요 전력을 공급하는 서비스와 전기차 배터리를 활용한 V2G(Vehicle to grid) ESS 수요관리 등 새로운 시장 창출에 나서기로 했다.

이와 함께 시장선점을 위한 핵심 기술개발을 위해서 ESS 기술을 ▲초격차 유지형(단기) ▲조기 상용화형(중기) ▲신시장 도전형(장기) 기술 등 3개 유형으로 구분해 전략을 추진한다. 특히 단기적으로는 리튬전지에 대한 글로벌 초격차 경쟁력 확보를 위한 기술 고도화 및 리튬인산철(LFP) 전지 양산을 조기에 추진하고 중기적으로는 2030년 전후로 상용화 가능한 흐름전지, 나트륨황(NaS) 전지 등 중·장주기 기술은 조기에 시장 진입을 유도한다. 아울러 장기적으로는 저비용·고안정성·대용량화 가능한 압축공기 저장, 열 저장(카르노) 등 미래 장주기 기술을 폭넓게 확보해 국내 스토리지믹스의 다양한 포트폴리오 구현은 물론 글로벌 시장 선점 전략을 추진할 계획이다.

또 ESS 산업기반 조성을 위해 에너지기술평가원과 전력거래서, 한국에너지공단, 스마트그리드협회 등 관련 기관·단체와 함께 ‘에너지스토리지 산업발전협의회(가칭)’ 등을 구성하고 글로벌 시장 진출을 위한 지원방안을 마련키로 했다. 이에 녹색채권 발행, 다자개발은행 등 금융 지원과 정부차원의 공적개발원조(ODA)를 통한 해외 ESS 프로젝트도 추진하고 ‘ESS 해외시장 정보 시스템’을 구축해 국내 재생에너지 기업이 글로벌 프로젝트 수주를 추질 할 때 ESS를 연계, 미국 등 주요국과의 공동 기술개발 등을 통해 새로운 수출 기회를 모색할 예정이다.

이밖에도 국내 ESS 보급의 걸림돌이 됐던 화재 문제에 대응하기 위해 2019~2022년 세 차례에 걸쳐 발표한 안전대책을 토대로 관련 제도 개선에 나서기로 했다. 이에 ESS 시스템 전주기 평가체계와 에너지스토리지 화재, 신재생에너지 연계 안전성을 평가하기 위한 센터를 구축하고 국내 안전기준의 국제화를 추진할 방침이다.

산업부 강경성 차관은 “전력계통 안정을 위해 에너지스토리지 보급은 꼭 필요하다”며 “핵심 에너지스토리지 기술 개발, 산업 발전 기반 조성, 화재 대응 안전 확보 등을 통해 에너지스토리지를 새 전략산업으로 육성하겠다”고 말했다.