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[2021-06-02] 에너지전환시대, 주목받는 장주기ESS-上 (전기신문) 2021-06-08 14:02:07


에너지전환시대, 주목받는 장주기ESS-上

재생E 간헐성 극복 최적 방안 ‘장주기ESS’
전문가들, 단점 극복 시간 문제 ‘한목소리’
독일, 미국, 캐나다 등 글로벌 각국
장주기ESS 상용화 위해 연구개발 중



태양광, 풍력 등 재생에너지는 출력변동이 심해 정전 위험이 크다. 현재 정부 추진 정책대로 재생에너지 비율이 20%를 넘는다면 그 위험도는 더 커진다. 따라서 재생에너지 증가에 따라 에너지저장장치(ESS)로 예비전력을 확보해 재생에너지 간헐성을 해소하는 방식에 대한 관심이 쏠리고 있다.

그동안 ESS의 주류는 대체로 리튬이온 배터리를 이용한 단주기 방식이었다. 재생에너지가 전력의 큰 비중을 차지하지 않았기에 우리나라도 전기화학적 방식의 리튬이온 배터리 등 2차전지가 대세였다.


하지만 단주기ESS는 큰 에너지를 저장하지 못해 풍력발전 등 재생에너지단지의 대용량에 적합하지 않다. 또 생애주기가 짧아 모듈 교체에 따른 O&M 비용 발생 등 단점이 있다.

따라서 최근 주목받고 있는 것이 장주기ESS다. 장주기ESS는 말 그대로 장시간으로 오래 충전하고 방전하는 방식의 ESS다. 재생에너지 간헐성으로 인한 전력 수급 불확실성을 해결할 수 있고 신규 송변전설비로 인한 비용 증가나 시민 수용성 문제에서도 자유롭다고 평가받고 있다. 전문가들은 또한 우리나라가 분단국가로 국가 간 공동에너지망이 구축되지 않았기에 에너지 안보를 위해서도 반드시 장주기ESS가 필요하다고 의견을 내고 있다.


하지만 아직은 단점이 크다. 신재생에너지 발전 부족으로 장주기ESS 수요가 떨어질뿐더러 기술적으로도 아직 상용화 단계에 올라서지 못했기 때문이다. 기존 사용하던 단주기ESS에 비해 가격 메리트도 떨어진다. 하지만 전문가들은 단점 극복을 시간 문제로 보고 있다. 한 업계 관계자는 “당장 리튬형과 같은 소규모 배터리의 경우 경제적으로 효율적이지만 지금의 kW단위가 아닌 재생에너지 증가로 수백 MW의 단위로 가면 가격경쟁력에서 장주기ESS가 더 경제성이 있다”며 “따라서 세계적으로도 장주기ESS 상용화를 위해 앞다퉈 개발 중”이라고 말했다. 실제로 독일, 미국, 캐나다, 영국 등 다양한 국가에서 이미 장주기ESS 관련 연구와 기술 개발이 진행 중이다. 특히 기술이 앞선 미국의 경우 오는 2022년 324MW 규모 압축공기에너지저장(CAES) 발전소의 상업 운전에 들어갈 것으로 예측되고 있다.


이에 맞춰 우리 또한 장주기ESS 연구개발을 본격적으로 시작해야 한다는 목소리가 나오고 있다.

국내에서는 한전 전력연구원과 에너지기술평가원, 한국지질연구원 등을 비롯한 민간연구기관과 기업체에서도 모두 연구를 진행하고 있다. 공공과 민간 모두 안정적 전력 수급을 통한 에너지 안보를 위해 미래에 장주기ESS가 필요함을 인식하고 있는 것으로 풀이된다. 한 전문가는 “재생에너지가 급격하게 늘어날 2030년쯤 장주기ESS 상용화를 위해 업계에서 연구 중이다”며 “실증 등에 비용이 많이 들기 때문에 정부가 장주기ESS 연구를 에너지 안보 해결방안으로 정책에 반영해 지원할 필요가 있다”고 말했다.