에너지 저소비 사회구현 앞장… 신축건물 ESS 설치 의무화 검토
6개 주요기술 중 리튬전지 상용화… ESS산업 한정된 예산 속 ‘고군분투’
2017년까지 45만kW의 전력피크 감축… 2020년 ESS 세계시장 59조 전망
지난 여름 발생한 전력대란으로 에너지 전력수급에 대한 국민들의 신뢰도가 하락하는 가운데 전력수급의 새로운 패러다임으로 에너지를 저장했다가 필요한 순간에 사용할 수 있는 에너지저장장치(Energe Storage System, 이하 ESS)가 부상하고 있다.
그러나 초기설치비용 부담과 상대적으로 낮은 사용기간으로 인해 활성화에 어려움을 겪고 있는 실정이다.
이에 본보는 ESS산업의 현 실태를 진단하고 미래 정책 방향에 대해 짚어본다.
■신축 건물 ESS 설치 의무화 법안 검토
에너지 절감과 피크감축을 통해 에너지 저소비 사회를 구현하겠다는 목표로 도입된 ESS는 현재 수출 산업화를 위한 기술개발을 지속 추진하고 있다.
산업통상자원부에 따르면 ESS의 주요 기술 개발 분야는 리튬이온전지와 나트륨-base전지, 레독스흐름전지, 수퍼 커패시터, 플라이휠, 압축공기저장 등 총 6개로 구분된다.
이중 리튬이온전지는 이미 상용화를 이뤄 미국과 유럽, 일본을 중심으로 시장을 형성하고 있지만 나트륨-base전지 등 나머지 분야에서는 고전을 면치 못하고 있다. 6개의 주요 기술을 모두 개발하기에는 예산이 한정돼 있기 때문이다.
이처럼 한정된 예산속에서도 성과가 없던 것은 아니다. 걸음마 단계부터 시작한 국내 ESS산업이 지금은 미국과 일본 등 ESS 시장을 선도하는 선진국들과 어깨를 나란히 하는 등 국가 위상 제고에 일익을 담당하고 있는 것.
특히 산업부는 지금 진행하고 있는 4개의 실증과제를 통해 다양한 상황에서의 운전데이터를 취득하고 분석해 향후 대용량 ESS 운영 전략을 수립한다는 방침이다.
실제 대구시에서 100가구를 대상으로 실증과제 중인 10kWh급 리튬이온전자 에너지저장시스템의 경우 막바지에 이르렀으며 과제 수행 중 도출된 문제점은 ESS 기술 개발에 큰 도움이 되고 있다.
그러나 ESS는 크게 2가지의 문제점이 있다. 먼저 초기설치비용의 비싸다는 것과 낮은 사용연한으로 투자비용 회수가 어렵다는 점이다. 결국 이 2가지의 문제점으로 인해 ESS 보급이 주춤하자 산업부는 인센티브 제도를 도입했다.
지난 2월에 도입된 이 제도는 ESS 설치 시 설치비용의 1/10에 상당하는 금액을 소득세 또는 법인세에서 공제해주는 것인데 보급 확산 효과는 미미했다.
이에 산업부는 대규모 전력사용 신축 건물에 대해 설치를 의무화하는 법안을 검토중이다. 공공기관의 건물 중 기존 건물은 ESS설치를 권고하고 신축 건물은 설치를 의무화 하도록 규정한다는 것이다.
한국에너지기술평가원 문상진 책임연구원은 “최근 전기요금 인상안이 발표됨에 따라 그간 활성화 되지 못했던 ESS 시장이 이전에 비해 활기를 띨 것”이라며 “투자비 회수 기간도 이전에 비해 줄어들 것”으로 내다봤다.
■신재생에너지와 연계로 효과 극대화
이와 더불어 산업부는 내년부터 신재생에너지와 연계한 ESS를 도입한다.
먼저 신재생발전사업자가 신재생발전설비에 ESS를 설치 시 신재생에너지 공급인증서(Reneweable Energy Certificate, 이하 REC)에 가중치를 부여하고 피크시간에 발전시에도 피크부하 경감을 위해 기여한 점을 인정해 가중치를 추가로 부여, 발전사업자로 하여금 ESS 설치를 유도한다는 계획이다.
또 풍력과 태양광 등 신재생에너지 설비를 도서지역에 건립 할 경우 ESS 설치를 지원해 일정하지 못한 신재생에너지의 발전비율을 안정적으로 높이고 ESS 보급 확산에 앞장선다.
특히 발전사업자 주파수 추종용 ESS 도입으로 석탄화력이 담당하고 있는 주파수 예비력 50만kW 전부를 ESS로 대체함으로써 발전기 출력을 100% 활용한다는 복안이다.
아울러 일정규모 이상 다소비 사용자에게 ESS 설치를 권장해 전력피크 경감과 적극적인 수요 관리 노력을 유도하고 계약전력 30만kW 이상 대규모 전력사용자를 대상으로 계약전력의 5% 이상의 ESS 설치를 권장한다.
이 외에도 산업부는 고효율기자재 인증제도 기준 개정을 통해 대용량 ESS로 인증범위 확대는 물론 지능형 ESS가 비상전원으로 인정될 수 있도록 관련 규정에 반영하도록 추진할 계획이다.
산업부 정창현 에너지관리과장은 “2012년 ESS 전세계 시장규모는 5,000억원이었으나 2020년에는 59조원으로 급격히 성장할 것”으로 전망하며 “ESS가 활성화되면 2017년까지 약 3,700개의 일자리와 45만kW의 전력피크 감축이 될 것으로 예상된다”고 밝혔다.
[인터뷰] 한국전력 조계현 차장 “ESS설계 세계 최고 구축 총력”
‘ESS산업’ 창조경제 출발점… 4년간 6천500억 투입
조천변전소 세계 첫 하이브리드 적용… ESS 대용량화 시급
한국전력공사 기술기획처 녹색기술팀의 에너지저장장치 분야를 맡고 있는 조계현 차장의 포부다.
조 차장은 “정부가 안정적인 전력 공급을 위해 주파수조정, 피크저감 및 신재생출력 안정화 목적으로 ESS의 확대보급 정책을 추진하고 있다”며 “한국전력도 이런 정부정책에 보조를 같이해 국내 제작사들과의 동반성장 및 IT 융합기술개발을 촉진하고자 노력하고 있다”고 강조했다.
실제 한전은 정부가 추진중인 ‘창조경제 시대의 ICT기반 전력시장’ 정책에 호응하기 위해 내년부터 4년간 총 6,500억원을 투입해 ICT기술과 융합한 ESS설비를 단계적으로 설치할 예정이다.
특히 최근 제주도 조천변전소에 설치된 8,000kWh급 대용량 ESS 실증과제에 참여중인 한전은 전력공급 최적화를 위해 주파수조정 기법, 부하이전 및 peak 감소 기법, 신재생에너지 출력 안정화 기법 등 ESS 적용 분야별 제어 방법을 개발해 적용하고 있다.
그러나 제주도 조천변전소에 설치된 ESS의 경우 기존의 방식과는 다르게 하이브리드 계통연계 방식으로 진행된다.
조 차장은 “기존의 방식과 다르게 진행되는 만큼 다양한 용도의 실증데이터를 얻을 것으로 보인다”면서도 “대용량 ESS를 하이브리드 계통 연계 방식으로 적용해 운영하는 것은 세계 최초이기 때문에 실증 과정 중 시행착오와 문제점이 드러날 것으로 예상된다”고 밝혔다.
이에 조 차장은 제주도 조천변전소에 설치된 ESS 실증 수행 중 예상되는 문제점을 사전에 해소하기 위해 ESS 적용분야에 따라 단계별로 운영을 실시하고 있다.
“앞으로 1년간의 실증과정을 통해 대용량 ESS의 운영 전략에 대해 수립하겠다”고 자부하는 조 차장. 그는 대용량 ESS를 주파수조정용으로 적용하려면 이차전지의 주파수응답 출력 기준이 전력시장운영규칙을 만족해야 한다고 강조한다. ESS 출력이 10초 이내에 응동해 30초 이상 출력을 유지하거나 30초 이내에 ESS 출력이 응동해 30분간 지속 가능하기 위해선 단시간 내 대용량 출력이 요구되기 때문에 전력변환설비 역시 대용량화돼야 한다는 것이다.
특히 그는 “한전에서 추진하는 주파수조정용 ESS는 창의적 과학기술과 IT를 접목한 융복합 기술의 첫걸음을 상징하며, 새로운 시장과 일자리를 창출하는 ‘창조경제’의 출발점이 될 것”이라며 “이 사업을 통해 국내 제작사 기술의 발전과 함께 신뢰성을 입증하고 향후 ESS 세계시장을 선도해 나갈 것”으로 기대하고 있다.
