2017.01.24

개도국 에너지 저장 시장, 10년 내 40배 커진다

Lucas Mearian | Computerworld
앞으로 10년 이내에 개발도상국의 에너지 저장 시장이 현재의 2GW에서 80GW 이상으로 40배 가량 늘어날 것이라는 전망이 나왔다. 세계 은행 그룹(World Bank Group)이 IFC(International Finance Corporation)와 ESMAP(World Bank-administered Energy Sector Management Assistance Program)의 의뢰를 받아 작성된 '신흥 시장의 에너지 저장 트랜드와 기회' 보고서 내용이다.



보고서는 에너지 저장 용량의 연간 증가율이 향후 10년간 40%를 넘어설 것으로 내다봤다. 최대 에너지 저장 시장은 중국과 인도가 될 것이라는 분석이다. 2016년에 새로 추가된 태양/풍력 발전 용량은 전 세계적으로 78GW로 집계됐다. 지난 5년간 늘어난 누적 용량은 378.1GW이다.

보고서는 에너지 저장 기술이 개발도상국의 저탄소 전력 수요에 대응하는 데 핵심적인 역할을 할 것으로 내다봤다. 이들 지역은 전력 수요가 급증하고 있는데, IEA(International Energy Agency)에 따르면, 2020년까지 전력 생산량을 2배로 늘려야 하며 2035년이 되면 전 세계 신규 에너지 생산과 소비의 80%를 차지할 예정이다.

에너지 저장 기술에 대한 수요가 늘어나는 주요 이유 중 하나는 주택 옥상 태양발전 시스템이나 솔라 팜 같은 시스템이다. 이와 같은 재생에너지 시스템 구축 비용이 계속 떨어지고 있지만, 이들을 지속적으로 사용하려면 생산한 전력을 저장할 배터리 혹은 다른 대체 저장 장비가 필요하기 때문이다.

현재 에너지를 저장할 수 있는 기술은 크게 3가지 정도로 구분할 수 있다. 구체적으로는 플라이휠(flywheels), 압축 공기, 양수발전 같은 기계적 시스템, 리튬 이온이나 흐름 배터리 같은 전기적 저장 기기, 상변화 같은 열 시스템 등이다. 이 중 상변화 기술은 솔라 팜에서 들어온 열을 저장하기 위해 용융염 같은 물질을 이용한다.



가장 앞서가는 것은 역시 배터리이다. 지난 1월초 테슬라의 CEO 일런 머스크는 가정용, 기업용 리튬 이온 배터리를 대량 생산하기 시작했다고 밝혔다. 최근 190만 제곱미터 규모의 배터리 생산시설인 '기가팩토리(gigafactory)' 건립을 완료하고 본격 운영을 시작했다. 머스크는 전 세계에 기가팩토리를 계속 세울 예정이다. 그는 "최종적인 목표는 화석연료에 대한 의존을 없애는 것이다"라고 말했다.

현재는 리튬 이온 배터리가 에너지 저장 시장을 주도하고 있지만 다른 배터리 기술도 속속 상용화되고 있다. 그 중 하나가 '흐름 배터리(Flow battery)'이다. 이 배터리는 리튬 이온 배터리와 마찬가지로 솔라 패널이나 윈드 터빈 등 에너지가 간헐적으로 생산되는 발전 시스템에 적합하다. 충전된 상태로 장기간 유지할 수 있기 때문이다.

흐름 배터리는 여기에 더 쉽게 확장할 수 있다는 장점이 추가된다. 룩스 리서치(Lux Research)의 딘 프랭클는 "외형은 그대로 두고 액체만 늘리면 바로 용량을 확장할 수 있다"라고 말했다. 대규모 저장 장비를 만들 경우 흐름 배터리가 리튬 이온 배터리보다 더 저렴해질 수도 있다. 흐름 배터리의 또다른 장점은 리튬 이온 배터리보다 전력을 더 오래 저장할 수 있다는 점이다. 플랭클에 따르면 리튬 이온 배터리는 완전히 충전된 상태로 지속할 수 있는 시간이 4시간에 불과하다. 이를 2배로 늘리려면 다른 완전한 배터리를 덧붙여야 한다. 반면 흐름 배터리를 그렇지 않다.

흐름 배터리의 가격이 급속히 떨어지고 있는 것도 호재이다. 룩스 리서치에 따르면, 흐름 배터리의 가격은 현재 kWh당 755달러이지만 2024년에는 516달러까지 떨어질 것으로 예상된다. 같은 기간 리튬 이온 시스템은 626달러에서 498달러로 떨어진다. 두 배터리의 가격 차이가 크게 줄어드는 것을 알 수 있다.

한편 흐름 배터리라는 이름이 붙은 것은 막으로 구분된 액체 화합물(전해질)을 사용하기 때문이다. 두가지 화합물 간의 상호작용이 전자를 개방해 전기를 생산한다.

커지는 에너지 저장 수요
에너지 저장 시장이 성장할 것으로 전망하는 이유는 또있다. 현재 개발도상국에서 전력 부족으로 어려움을 겪는 사람이 12억 명에 달한다. 그러나 전통적인 중앙 집중식 전력망 방식으로 이들에게 전력 서비스를 제공하려면 막대한 비용과 기간이 소요되므로 대안이 필요한 상황이다.

많은 개발도상국의 전력 인프라가 노후화 된 것도 분산 전력 기술과 에너지 저장 시스템에 대한 수요로 이어지고 있다. 이들 국가는 전력 시스템 개선을 위해 2030년까지 450억 달러를 투자할 예정인데, 그 중심에 에너지 저장 기기가 있다. 이밖에도 UNSEA(United Nations Sustainable Energy for All initiative)는 에너지 저장 기술에 대한 수요를 기존 자원과 새로운 자원을 더 잘 활용하는 것 뿐만 아니라 자연재해 같은 위협에 대비하기 위한 것으로 분석한다.



현재 아시아 태평양 국가에는 2종류의 전력 망이 구축돼 있으며 에너지 저장 시장 측면에서 서로 다른 특징과 기회가 될 것으로 보인다. 세계은행 그룹은 일본이나 한국, 뉴질랜드 오스트리아 같은 선진국의 경우 최신 전력 망이 주류를 이루며 신뢰성과 신기술이 특징이 될 것으로 본다. 반면 제한적이거나 신뢰성이 떨어지는 전력 기술이 보급된 개발도상국에서는 분산 저장 시스템과 마이크로그리드(Microgrids) 기술이 사용될 것으로 전망했다. 마이크로그리드는 작은 도시나 지역 혹은 상공업 구역에 전력을 공급하는 기술로 주 전력망과 연결 혹은 단절할 수 있다.

마지막으로 보고서는 "도시 인구가 늘어나면서 새로운 전력 인프라에 대한 요구도 커지고 있다. 그러나 에너지 저장 시장을 견인하는 잠재적 성장 요소는 지방 혹은 고립된 지역이다. 현재 디젤 발전기 같은 전력 시스템에 의존하고 있어 에너지 저장 기술을 가장 먼저 도입할 가능성이 높다"라고 분석했다. ciokr@idg.co.kr



2017.01.24

개도국 에너지 저장 시장, 10년 내 40배 커진다

Lucas Mearian | Computerworld
앞으로 10년 이내에 개발도상국의 에너지 저장 시장이 현재의 2GW에서 80GW 이상으로 40배 가량 늘어날 것이라는 전망이 나왔다. 세계 은행 그룹(World Bank Group)이 IFC(International Finance Corporation)와 ESMAP(World Bank-administered Energy Sector Management Assistance Program)의 의뢰를 받아 작성된 '신흥 시장의 에너지 저장 트랜드와 기회' 보고서 내용이다.



보고서는 에너지 저장 용량의 연간 증가율이 향후 10년간 40%를 넘어설 것으로 내다봤다. 최대 에너지 저장 시장은 중국과 인도가 될 것이라는 분석이다. 2016년에 새로 추가된 태양/풍력 발전 용량은 전 세계적으로 78GW로 집계됐다. 지난 5년간 늘어난 누적 용량은 378.1GW이다.

보고서는 에너지 저장 기술이 개발도상국의 저탄소 전력 수요에 대응하는 데 핵심적인 역할을 할 것으로 내다봤다. 이들 지역은 전력 수요가 급증하고 있는데, IEA(International Energy Agency)에 따르면, 2020년까지 전력 생산량을 2배로 늘려야 하며 2035년이 되면 전 세계 신규 에너지 생산과 소비의 80%를 차지할 예정이다.

에너지 저장 기술에 대한 수요가 늘어나는 주요 이유 중 하나는 주택 옥상 태양발전 시스템이나 솔라 팜 같은 시스템이다. 이와 같은 재생에너지 시스템 구축 비용이 계속 떨어지고 있지만, 이들을 지속적으로 사용하려면 생산한 전력을 저장할 배터리 혹은 다른 대체 저장 장비가 필요하기 때문이다.

현재 에너지를 저장할 수 있는 기술은 크게 3가지 정도로 구분할 수 있다. 구체적으로는 플라이휠(flywheels), 압축 공기, 양수발전 같은 기계적 시스템, 리튬 이온이나 흐름 배터리 같은 전기적 저장 기기, 상변화 같은 열 시스템 등이다. 이 중 상변화 기술은 솔라 팜에서 들어온 열을 저장하기 위해 용융염 같은 물질을 이용한다.



가장 앞서가는 것은 역시 배터리이다. 지난 1월초 테슬라의 CEO 일런 머스크는 가정용, 기업용 리튬 이온 배터리를 대량 생산하기 시작했다고 밝혔다. 최근 190만 제곱미터 규모의 배터리 생산시설인 '기가팩토리(gigafactory)' 건립을 완료하고 본격 운영을 시작했다. 머스크는 전 세계에 기가팩토리를 계속 세울 예정이다. 그는 "최종적인 목표는 화석연료에 대한 의존을 없애는 것이다"라고 말했다.

현재는 리튬 이온 배터리가 에너지 저장 시장을 주도하고 있지만 다른 배터리 기술도 속속 상용화되고 있다. 그 중 하나가 '흐름 배터리(Flow battery)'이다. 이 배터리는 리튬 이온 배터리와 마찬가지로 솔라 패널이나 윈드 터빈 등 에너지가 간헐적으로 생산되는 발전 시스템에 적합하다. 충전된 상태로 장기간 유지할 수 있기 때문이다.

흐름 배터리는 여기에 더 쉽게 확장할 수 있다는 장점이 추가된다. 룩스 리서치(Lux Research)의 딘 프랭클는 "외형은 그대로 두고 액체만 늘리면 바로 용량을 확장할 수 있다"라고 말했다. 대규모 저장 장비를 만들 경우 흐름 배터리가 리튬 이온 배터리보다 더 저렴해질 수도 있다. 흐름 배터리의 또다른 장점은 리튬 이온 배터리보다 전력을 더 오래 저장할 수 있다는 점이다. 플랭클에 따르면 리튬 이온 배터리는 완전히 충전된 상태로 지속할 수 있는 시간이 4시간에 불과하다. 이를 2배로 늘리려면 다른 완전한 배터리를 덧붙여야 한다. 반면 흐름 배터리를 그렇지 않다.

흐름 배터리의 가격이 급속히 떨어지고 있는 것도 호재이다. 룩스 리서치에 따르면, 흐름 배터리의 가격은 현재 kWh당 755달러이지만 2024년에는 516달러까지 떨어질 것으로 예상된다. 같은 기간 리튬 이온 시스템은 626달러에서 498달러로 떨어진다. 두 배터리의 가격 차이가 크게 줄어드는 것을 알 수 있다.

한편 흐름 배터리라는 이름이 붙은 것은 막으로 구분된 액체 화합물(전해질)을 사용하기 때문이다. 두가지 화합물 간의 상호작용이 전자를 개방해 전기를 생산한다.

커지는 에너지 저장 수요
에너지 저장 시장이 성장할 것으로 전망하는 이유는 또있다. 현재 개발도상국에서 전력 부족으로 어려움을 겪는 사람이 12억 명에 달한다. 그러나 전통적인 중앙 집중식 전력망 방식으로 이들에게 전력 서비스를 제공하려면 막대한 비용과 기간이 소요되므로 대안이 필요한 상황이다.

많은 개발도상국의 전력 인프라가 노후화 된 것도 분산 전력 기술과 에너지 저장 시스템에 대한 수요로 이어지고 있다. 이들 국가는 전력 시스템 개선을 위해 2030년까지 450억 달러를 투자할 예정인데, 그 중심에 에너지 저장 기기가 있다. 이밖에도 UNSEA(United Nations Sustainable Energy for All initiative)는 에너지 저장 기술에 대한 수요를 기존 자원과 새로운 자원을 더 잘 활용하는 것 뿐만 아니라 자연재해 같은 위협에 대비하기 위한 것으로 분석한다.



현재 아시아 태평양 국가에는 2종류의 전력 망이 구축돼 있으며 에너지 저장 시장 측면에서 서로 다른 특징과 기회가 될 것으로 보인다. 세계은행 그룹은 일본이나 한국, 뉴질랜드 오스트리아 같은 선진국의 경우 최신 전력 망이 주류를 이루며 신뢰성과 신기술이 특징이 될 것으로 본다. 반면 제한적이거나 신뢰성이 떨어지는 전력 기술이 보급된 개발도상국에서는 분산 저장 시스템과 마이크로그리드(Microgrids) 기술이 사용될 것으로 전망했다. 마이크로그리드는 작은 도시나 지역 혹은 상공업 구역에 전력을 공급하는 기술로 주 전력망과 연결 혹은 단절할 수 있다.

마지막으로 보고서는 "도시 인구가 늘어나면서 새로운 전력 인프라에 대한 요구도 커지고 있다. 그러나 에너지 저장 시장을 견인하는 잠재적 성장 요소는 지방 혹은 고립된 지역이다. 현재 디젤 발전기 같은 전력 시스템에 의존하고 있어 에너지 저장 기술을 가장 먼저 도입할 가능성이 높다"라고 분석했다. ciokr@idg.co.kr

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