재생에너지 특성인 간헐성으로 인한 전력 수급 불균형 해소를 위한 ESS 배터리 수요

재생에너지 특성인 간헐성으로 인한 전력 수급 불균형 해소를 위해 ESS(Energy Storage System; 에너지 저장장치)의 필요성이 부각되고 있다. 특정 시간에 집중 생산된 전력을 저장해 전력이 부족할 때 사용해야 한다. 에너지 저장 수단인 ESS는 배터리 혹은 수소가 활용될 것이다. 배터리는 소량의 전력을 일시적으로 저장하고, 수소는 대량의 전력을 장기적으로 저장하는 역할이다. 따라서 유틸리티 규모의 발전소에는 수소가, 가정 및 건물의 전력은 배터리 방식이 적합하다.

 

글로벌 태양광 누적 설치량 중 유틸리티 비중이 65%로 높지만 주택 및 상업용 수요가 빠르게 증가하고 있다. 신규 설치 중 주택+상업용 비중은 2019년 15%에서 2021년 25%로 전망된다. 개별 주택에 설치되는 평균 태양광 용량은 5kW로 시장에 미치는 영향이 적을 수 있지만 전체 글로벌 주택용 설치량은 50GW에 달한다. 대형 발전소는 유틸리티 회사가 관리하지만 산재된 소형 발전소들의 전력 수급은 따로 관리가 필요하다. 최근엔 태양광+배터리 설비에 IoT 기술이 적용되어 원격으로 전력 관리한다. 산재된 여러 발전소 를 원격으로 관리해 클라우드화 시킨 발전소를 VPP(Virtual Power Plant; 가상발전소)라 부른다. 유럽의 대표 VPP 기업인 Next-Kraftwerke는 관리하는 발전소 용량이 9.8GW로 유틸리티 회사들과 같은 시장 영향력을 갖춰가고 있다.

 

VPP 사업자들은 전력 시장의 수급 전망을 통한 가격 예측과 소비자의 전력소비 패턴 분석으로 배터리 내에 전력을 효율적으로 저장하고 사용한다. 전력 가격이 비쌀때는 배터리 내의 잉여전력을 팔며 시세차익을 누리기도 한다.

 

이러한 서비스를 제공하기 위해 전력시장 데이터를 AI 소프트웨어 기반으로 분석한다. 궁극적으로 소비자의 전력비를 저감해줄 뿐만 아니라 지역단위의 전력수급 불균형 발생시 배터리에 저장된 잉여 전력을 전력망에 공급해 시장 안정화의 역할을 한다.

 

전력 부족 시 VPP 사업자가 그리드에 전력 공급

 

ESS 배터리 수요는 국가들의 공격적인 목표와 함께 2020년 10GW에서 2025년 74GW로 증가할 전망이다. 중국은 2060년까지 탄소중립 달성 목표를 발표했다. 재생에너지 캐파를 확대함과 동시에 ESS 역할을 하는 배터리와 수소 투자도 확대하는 중이다. 배터리 설치량은 현재 2.5GW 에서 2025년 30GW로 확대할 계획이다. 미국은 유틸리티 규모의 배터리 투자뿐만 아니라 주택용 수요도 급증하고 있다. 연초 텍사스주 한파로 인한 정전 후 시민들의 배터리 필요성에 대한 인식이 높아졌다. 미국 태양광 설치 업체인 썬런(RUN.US)은 올해 배터리 판매량을 100% 증가시킬 계획이다.

 

ESS(배터리) 수요 전망치 상향