ESS는 태양광 발전을 비롯한 신재생에너지 출력 안정화 등 다양한 용도로 활용할 수 있다.(동아=DB)

[일간환경연합 황문권 기자]새로운 에너지 시장에 대한 관심이 높아지는 가운데 정부가 ‘전기저장장치(ESS : Energy Storage System)’ 시장 활성화에 나섰다. ESS는 전력을 배터리 등에 저장(충전)했다가 필요한 시기에 전력을 다시 공급(방전)하는 시스템을 말한다.

 전기가 부족할 때 저장된 전력을 공급해 안정적 전력 수급에 기여할 수 있고, 불안정한 신재생에너지의 출력 보완 등 다양한 용도로 에너지 효율을 높일 수 있다.

산업통상자원부는 최근 한국전력의 주파수 조정(FR:Frequency Regulation) 참여를 허용하는 ‘전력시장 운영규칙’을 개정하고 초기 단계인 ESS 시장의 안정성을 높여 민간기업의 참여를 유도할 방침이다. FR는 최소한의 전기 품질을 유지하는 방안으로, 공급과 수요를 일치시켜 표준 주파수(60Hz)를 유지하는 과정이다.

현재국내 화력발전소는 주파수를 일정하게 유지하기 위해 발전기 용량의 5%를 발전하지 않고 예비력으로 보유해 공급과 수요 변화에 대응하고 있다. 전력 공급량과 수요량 간의 일시적인 불일치로 주파수가 60Hz보다 떨어지거나 높아질 경우 예비력을 활용해 전기 품질을 좋게 유지한다. 하지만 이 때문에 발전기를 100% 활용하지 못하는 문제가 발생한다. 5%만큼 부족한 발전량은 액화천연가스(LNG)나 유류 등 연료비가 비싼 발전기로 충당하고 있다.

또한 한국전력은 발전소에서 예비력을 보유한 부분에 대해 기회비용을 보상하고 있다. 그만큼 막대한 비용이 FR에 소모되고 있는 상황이다.

ESS를 발전기 예비력으로 활용하면 이런 문제를 해결할 수 있다. 석탄화력발전기의 5%를 예비력으로 저장하지 않고 100% 활용할 수 있어 고비용 발전기를 돌리지 않아도 된다. 물론 한국전력은 예비력에 대해 보상금을 지급하지 않아도 된다. 게다가 ESS가 화력발전기에비해 FR 성능이 월등하다.

 이처럼 ESS는 과학과 기술을 활용하는 에너지 신산업의 토대로 성장잠재력이 무궁무진한 산업이다. ESS는 크게 가정용과 통신기지국용, 무정전 전원장치(UPS)용, 전력용 등으로 나뉜다.

올 1조8000억원 투자…ESS산업 본격 성장 계기

전력용 ESS는 신재생에너지 확산, 스마트그리드(Smart Grid : 지능형 전력망을 뜻하는 차세대 에너지 신기술) 확대 등에 따라 세계 ESS 시장 성장을 주도할 것이라는 분석이다. 최근 미국 PIKE 리서치의 분석 결과에 따르면 ESS 세계 시장 규모는 2012년 142억 달러에서 2015년 271억 달러, 2020년 536억 달러로 예상되고 있다.

이 가운데 전력용 ESS 시장 규모는 2012년 34억 달러에서 2015년 162억 달러, 2020년 380억 달러 규모다. 이에 반해 국내 시장의 경우 세계 시장의 약 1% 정도로 성장하고 있다.

주된 이유로 국내 ESS 시장은 높은 초기 투자비용, 본격적인 시장 형성 미흡 등으로 민간 기업들이 적극적으로 투자하지 못하는 상황이라는 지적이 제기돼왔다. 이에 정부는 다양한 ESS 사업자들이 전력시장에 진출할 수 있는 장을 마련해 국내 ESS 시장이 본격적으로 활성화될 수 있도록 관련 규제 완화와 제도 개선에 역점을 두고 있다.

정부는 지난해 7월 ESS를 핵심 기술 개발 분야로 선정한 데 이어 4월 22일 에너지 신산업 활성화 및 핵심 기술 개발전략에서 ESS를 핵심으로 제시했다. 이날 산업통상자원부가 발표한 8개의 대표적인 에너지 신산업 사업 모델 중 ‘발전소 온배수열 활용’을 제외한 7개 모델에서 기반으로 활용할 만큼 ESS는 에너지 신산업 발전의 토대다.

정부가 올해 ESS 등 에너지 신산업에 투자할 규모는 1조8000억원에 달한다. 정부는 제도 개선으로 시장성이 높고 안정적인 전력시장 분야에 민간의 참여 기회가 확대돼 ESS 관련 산업이 본격 성장하는 계기가 마련될 것으로 기대하고 있다.

ESS는 전기를 저장할 뿐만 아니라 발전기처럼 전기를 공급해 수요·공급 조절, 전기 판매 등 다양한 분야에 활용이 가능하다. 심야시간 등 전력 수요가 낮을 때 저장했다가 낮 시간 등 전력 수요가 많을 때 공급해 안정적 전력 수급에 기여하고 수익을 창출하기도 한다.

산업통상자원부는 지난해 12월 ESS를 발전설비로 인정하고 ESS에 저장한 전력을 한국전력에 직접 판매할 수 있도록 제도적 근거(전기설비 기술기준, 소규모 신재생에너지 발전전력 등의 거래에 관한 지침)를 마련한 바 있다. 아울러 올해는 FR 사업자를 현행 발전사업자뿐만 아닌 송전사업자(한국전력)도 포함하고 FR 공급수단 을 발전기에서 ESS까지 확대했다.

전력 거래 참여 등 관련 제도 지속적 정비

정부는 앞으로도 민간 중심의 에너지 신산업 생태계 조성을 위한 제도 개선을 지속적으로 추진할 방침이다. 에너지 신산업 육성을 위해 한국전력 외에 발전사업자와 민간 ESS 사업자도 ESS를 활용해 전력시장에서 FR뿐만 아니라 전력 거래에도 참여할 수 있도록 관련 제도를 정비해나갈 예정이다.

이처럼 정부의 관련 제도 개선 노력에 따라 ESS의 활발한 전력시장 참여와 초기 시장 창출에 크게 기여할 것으로 보인다. 특히 ‘ESS 단가 하락→기술 및 경제성 향상→국내 ESS 시장 활성화→해외 진출 경쟁력 확보’라는 긍정적 효과를 가져올 것으로 기대된다.

한편 한국전력은 지난해 약 520억 원을 투자해 세계 최대 52MW 규모(기존 미국 PJM 32MW)의 FR용 ESS를 구축하는 등 내년 하반기 상용 운전을 예정하고 있다. 이에 따라 석유화학, 전기·전자기기 등 ESS 관련 10여 개 업종과 함께 배터리 소재, 시스템, 설치·보수 등 관련 중소기업의 에너지 신산업 시장 참여에도 기여할 것으로 보인다.

현재 ESS에서 가장 비중이 큰 배터리의 경우 전극 소재, 분리막, 케이스, 배터리 관리 시스템(BMS) 등의 제작 과정에서 다수의 중소기업이 참여하고 있다.