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전력 저수지, ESS 보급 활성화 정책 - ESS로 전력 수급 안정과 신성장 동력 견인
2012-10-12



지식경제부는 7월 27일 위기관리 대책 회의에서 전력 수급 안정화 및 신성장 동력인 전력 저장 산업 발전을 위한 종합 계획인 '대용량 전력 저장 장치 보급 촉진 방안'을 확정했다. 비전은 대용량 전력 저장 장치 보급을 통한 전력 수급 안정화와 전력 저장 산업 육성이며, 목표는 2020년까지 200만㎾에 달하는 전력 저장 장치를 보급하는 것이다. 이를 위해 체계적 보급 로드맵 운영, 수요 견인형 초기 시장 창출, 보급 촉진 인센티브제 도입, 기반 조성 등 보급 촉진 및 산업화 전략을 제시했다. 지경부 송유종 에너지절약추진단장은 "정부와 업계의 역량을 결집해 전력 저장 장치 초기 시장 창출에 선제적으로 대응하면 단기적으로 전력 수급 안정화에 기여하고, 중장기적으로 전력 저장 시장 확보 경쟁에서 우리나라가 글로벌 승자가 될 것이다"고 밝혔다.

고유가, 낮은 전기요금, 이상 기온으로 말미암은 전기 냉 · 난방기기 보급 확대 등으로 전력 수요는 매년 급증하는 추세다. 여기에 소득 증가와 삶의 질 향상, IT 서비스 고도화 등에 따른 신규 전력 수요로 전력 수급에 어려움을 겪는 실정이다. 전력 피크 관리에 효과적인 수단이자 신성장 동력산업인 전력 저장 장치(ESS : Energy Storage System)를 주목하는 이유다.
전력 저장 장치는 경부하 시 쓰고 남는 전기를 저장했다가 과부하 시 재활용함으로써 전력 저수지기능을 수행하고, 정전 시 비상 전원으로 활용하며, 전력 부하 관리에도 유용하다. 전력 저장 장치 중 상용화에 성공한 리튬이차전지는 최근 소형에서 중대형으로 사용 범위를 넓히며 시장 규모도 급속히 팽창했다. 일본, 미국 등은 단기적으로 전력 수급 문제를 해결하고, 중장기적으로 전력 저장 산업을 신성장 동력화하고자 대용량 전력 저장 장치 보급 정책을 추진한다.

ESS 세계 시장 전망과 국내 동향
전력 저장 장치는 현재 미국, 일본 등을 중심으로 초기 시장을 형성하는 단계다. 미국 PIKE리서치 자료를 보면 2011년 기준 전체 120만㎾ 중 전력 계통용이 80%, 무정전 전원 장치(UPS) 등 보조 서비스용이 20%를 점유했다. 전력 계통용 시장은 미국이 78% 정도를 차지해 최대 시장을 형성했다. 전 세계적 전력 수요 증가에 따라 전력 저장 장치 세계 시장 규모는 2013년 11조 2,000억 원, 2015년 24조 원, 2020년 47조 4,000억 원에 달하고, 리튬이차전지 시장도 2015년부터 전력 저장용 비중이 늘어날 것으로 보인다.
현재 리튬이차전지 가격은 양산 기준으로 100만 원/㎾h 수준인데 시장 확대에 따른 대규모 양산 시 가격은 급격히 하락하고, 업계의 대용량 리튬이차전지 개발 노력에 힘입어 대용량 전력 저장 장치 가격도 점차 하락할 것으로 보인다.
삼성SDI, LG화학 등 이차전지 업계는 전력 저장용 사업 확장에 주력하는 중이다. 수익성 확보를 위해 낮은 원가, 초대형 셀Cell과 팩Pack, 배터리 관리 시스템 개발에 한창이고, 초기 시장 선점을 위해 실증 사업에 집중하며, 일본과 독일 등 해외 시장 진출 노력도 활발하다. 효성, 포스코ICT 등 전력 제어장치 업계는 이차전지 업계와 협력해 국내 실증에 참여하는 한편, 직접 전력 저장 장치 사업도 추진하는 중이다.

 



전력 저장 장치란

리튬이차전지와 같은 기존 중소형 이차전지를 대형화하거나, 회전 에너지와 압축 공기 등으로 대규모 전력을 저장하는 장치다. 주요 전력 저장 방식에 따라 리튬이차전지(LiB), 나트륨황전지(NaS), 레독스흐름전지(RFB), 슈퍼커패시터Super Capacitor, 플라이휠Flywheel, 압축 공기 저장 시스템(CAES)으로 구분한다. 이 중 리튬이차전지는 최근 중대형 전기차용과 전력 저장용 상용화에 성공해 초기 시장을 주도한다. 전력 저장 장치는 용도에 따라 발전소용, 송 · 배전용, 수용가용으로 구분한다. 이차전지형 전력 저장 장치는 리튬이차전지, 배터리 관리 시스템(BMS), 전력 제어 장치(PCS) 등으로 이뤄진다.



전력 저장 산업의 미래를 위해
우리나라는 2010년 7월 이차전지 경쟁력 강화 방안을, 2011년 5월 에너지 저장 기술 개발 및 산업화 전략 등 대용량 전력 저장 산업 육성 정책을 발표했다. 또한, 2012년 5월 하계 전력 수급 대책, 2012년 6월 에너지 고효율 제품 보급 확대 방안을 통해 전력 저장 장치 보급 활성화 방안을 마련하기로 했다.
리튬이차전지 기술 수준은 세계 최고로 제품을 해외에 수출하는 중이다. LG화학은 2010년 미국 SCE사에 3㎾급 가정용 ESS 공급 계약을 체결했으며, 삼성SDI와 SK이노베이션은 2012년 일본에 대용량 리튬이차전지를 수출했다. 한편, 삼성SDI와 LG화학 등 업계의 투자 확대로 2010년부터 일본을 제치고 세계 1위 리튬이차전지 생산국으로 도약했다.
반면, 안정된 전력망, 낮은 전기요금 등으로 말미암아 국내 시장 형성은 탄력을 받지 못해 신성장 동력화에 걸림돌로 작용한다. 반복적인 전력 피크 문제를 해결하고 일본, 미국 등 해외 시장을 선점하려면 먼저 국내 시장을 창출해야 한다. 또한, 대용량 전력 저장 장치 실증 연구, 국내외 표준화 활동은 활발하지만, 시험 평가와 인증 인프라 구축은 늦은 편이다. 특히, 대용량 리튬이차전지, BMS, PCS 등 전력 저장 분야 전문 인력을 양성해야 한다.


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전문가들은 세계적 수준에 도달한 리튬이차전지 제조 기술을 활용하면 급팽창하는 대용량 전력 저장 장치 세계 시장을 선점할 가능성이 높다고 분석한다. 이를 위해 종합 지원 시스템 구축, 중장기 발전 전략 수립 등 전력 저장 산업의 신성장 동력화를 위한 정책적 지원 확대가 필요하다. 일례로 일본 경제산업성은 '축전지 전략 프로젝트팀'을 별도로 구성해 중대형 이차전지 R&D 및 보급 정책 지원 방안 등 신성장 동력화를 추진 중이다.
지경부가 7월 27일 위기관리 대책 회의에서 전력수급 안정화와 신성장 동력인 전력 저장 산업 발전을 위한 종합 계획인 '대용량 전력 저장 장치 보급 촉진 방안'을 확정해 발표한 이유다.


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초기 시장 창출 | 전력 수급 안정화를 위한 수요 견인형 초기 시장 창출이다. 공공건물을 대상으로 기존 건물은 전력 저장 장치 설치를 권고하고, 신축 건물은 시범 사업을 추진한 후 그 성과를 봐가며 단계적으로 확대하기로 했다. 민간 보급을 위해 상업용 건물, 데이터센터 등 전력 다소비 시설에 대해 보조금, 융자, 세제 지원 등을 통한 설치 유도 방안을 검토하기로 했다.
인센티브제 도입 | 수요 견인형 전력 저장 장치 초기 시장을 창출하기 위한 보급 촉진 인센티브제 도입이다. 초기 투자비 경감을 위해 전력 저장 장치를 에너지 절약 시설 융자 사업 지원 대상에 포함해 금융조달 활성화를 지원하는 한편, 전력 저장 장치를 에너지 절약 시설 투자 세액 공제 대상에 추가해 설치비의 10%에 해당하는 금액을 소득세 또는 법인세에서 공제해 설치를 유도하기로 했다. 또한, 계시별 요금제, 선택형 최대 피크 요금제 등 전기요금 제도를 개선하고, 전력 저장 장치를 통한 전력 피크 절감활용도를 높이기로 했다.
인증제 도입 | 보급 기반 조성을 위해 상용 리튬이차전지의 안전성 확보를 최우선으로 고려한 전력 저장 장치 인증제 도입이다. 안전 인증 기준은 일본의 전력 저장 장치 보급 제품 인증 기준을 활용해 국내 보급 제품에 대한 안전 인증 기준을 마련하기로 했다.


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2012년 10월부터 100㎾급 전력 저장 장치에 대한 자율 안전 인증(KC)제를 시행키로 했다. 한편, KC안전 인증을 시스템(PCS) 부분만 적용하기에 리튬이차전지에 대한 안전 인증 기준을 별도로 확보해야 한다. 이에 따라 단체 표준을 통해 리튬이차전지에 대한 안전 인증 기준을 2012년 11월까지 마련하고, 중장기적으로 국제 표준과 연계하기로 했다. 아울러 2012년 말까지 '고효율 에너지 기자재 보급 촉진에 관한 규정'을 개정해 전력 저장 장치를 고효율 인증대상 품목에 추가하고, 시험 기관별 특화 기술력을 고려해 시험 평가 장비 및 시설 구축을 지원하며, 기업-시험기관의 상호 협력 체계를 구축해 업계 보유시험 평가 인프라를 최대한 활용하기로 했다.
신성장 동력화 | 전문 인력 양성, 민관 합동 투자 확대 등을 통한 전력 저장 산업의 신성장 동력화다. 전력 저장용 리튬이차전지 핵심 소재 고급 과정 등 다양한 인력 양성 사업을 통해 석 · 박사급 고급 인력 양성을 추진하고, 자격 검정 시험을 통해 바로 실무에 적용할 수 있는 현장 전문 인력을 양성하기로 했다. 전력 저장 산업의 신성장 동력화를 위해 업계는 2020년까지 설비 투자, R&D 투자 등에 약 20조 원을 투자하고, 대학 · 연구소 · 정부 등은 이를 뒷받침하기 위해 원천 핵심 기술 개발, 중대형 ESS실증 사업을 추진하기로 했다.

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