6500억원 한전 EES사업 이달 ‘본격화’

6500억원 한전 EES사업 이달 ‘본격화’

이르면 3월 늦어도 4월 중 발주...기술기준 수립 마무리

오는 2017년까지 총 6500억원이 투입되는 한전의 전기저장장치(EES)사업이 이르면 이달 중 본격화될 전망이다. 한전(사장 조환익)에 따르면 한전의 EES 설비구축사업 가운데 올해 보급물량이 이르면 이달 중 발주된다. 올해 보급물량은 50MW 수준이며, 예산은 약 650억원이 투입될 예정이다. 올해 설치되는 EES는 모두 발전소의 출력조절용으로 활용된다. 한전은 현재 올해 EES 사업을 위한 기술기준 재정 등 밑그림을 그리는 상태이며, 이 작업도 현재 마무리 단계에 접어들었다고 설명했다. EES에 적용될 배터리 종류는 아직 결정하지 못했다. 다만 배터리 종류 별로 장·단점이 있고 각기 활용도가 다른 만큼 적합한 모델을 찾기 위해 경제성·기술력 등을 고려해 다양한 모델을 시범적용한다는 방침을 세웠다. 한전은 지난해 10월 6500억원 규모의 EES 설비 구축사업을 추진할 계획이라고 밝힌 바 있다. 이와 관련 올해와 내년에 각각 50MW, 2016년과 2017년에 각각 200MW씩 총 500MW 규모의 EES를 구축한다는 계획이다. 이 중 대부분이 발전소 주파수 조정용으로 사용된다. 현재 발전기 출력을 5% 정도 감발운전함으로써 주파수를 안정적으로 운영하고 있는 것을 EES로 대신한다는 것. 발전기가 출력제한을 통해 1100MW 정도 전기를 적게 생산하는 것을 감안할 때, EES가 이를 대신할 경우 연간 6500억원 정도의 경제적 편익이 발생할 것이라는 게 한전 측의 설명이다. 한전 관계자는 “현재 EES 설비 구축사업 발주를 앞두고 기술기준 등을 정립하는 상태”라며 “이르면 3월, 늦어도 4월 중에는 해당 사업 발주를 낼 수 있을 것”이라고 말했다.

윤대원 기자 (ydw@electimes.com)

최종편집일자 : 2014-03-03

 

 

[한국전력공사]

배터리 이용한 'ESS'(에너지 저장장치)로 전력산업 패러다임 바꾼다

2013-11-19

"ESS를 들어보셨나요?"

세계 최고의 리튬이온 배터리 기술을 보유하고 있는 우리나라가 배터리를 이용한 'ESS(Energy Storage System·에너지 저장장치)'로 전력산업의 패러다임 변화를 꿈꾸고 있다. 그 주역은 한국전력공사(한전). 한전은 내년부터 2017년까지 6천500억 원을 투자해 정보통신기술(ICT)을 접목한 ESS설비를 한전 변전소에 단계적으로 설치할 계획이다.

ESS는 쉽게 말하면 배터리로 전기를 저장했다가 필요할 때 사용하는 장치이다. 본래 양수발전기가 일종의 ESS이다. 전기가 남을 때 저수지의 물을 높은 곳으로 끌어올린 뒤 전기가 모자랄 때 이 물로 발전을 하는 것이다.

내년부터 단계적 설치 계획 / 전기 저장 후 필요시 사용 / 전력 부족 '구세주'로 주목

하지만 한전이 주목하는 것은 배터리를 이용한 저장장치. 전기사용량이 적은 심야에 ESS에 전기를 저장했다가 낮 피크시간대에 전기를 공급하는 것이다. 우리나라 배터리 기술이 세계 정상급이기 때문에 한 번 해볼 만하다.

아직까지는 초기 단계이지만, 미래에 배터리 기술이 발전하고 가격이 저렴해지면 각 가정마다 설치된 ESS로 전기를 효율적으로 사용할 수 있다.

한전은 먼저 내년에 625억 원을 투자해 세계 최대 규모의 '주파수 조정용' 5만㎾ ESS를 설치한다. 현재 석탄화력발전소의 경우 주파수 조정을 위해 출력의 5%를 예비전력으로 보유해야 한다.

하지만 ESS를 가동하면 발전소 출력 감소분을 해소할 수 있어 그만큼 전기를 더 공급할 수 있다. 한전은 2017년까지 1단계 사업을 통해 주파수 조정용 50만㎾를 ESS로 대체하면 연간 3천500억 원의 경제적 편익발생이 예상된다. 이후 ESS를 통해 전국의 석탄화력발전기 출력제한(110만㎾)을 모두 해소하면 연 6천500억 원의 이익이 생긴다는 것이다. 110만㎾는 원자력발전소 1기를 돌리는 규모다.

한전은 우선 주파수 조정용 ESS에 집중 투자한다는 계획이다.두 번째로 '피크 감소용' ESS가 있다. 심야의 싼 전기를 ESS에 저장한 뒤 낮에 사용하는 방식이다. 피크 감소용 ESS는 전기료 절감은 물론 발전소와 송전선로 건설도 줄일 수 있다.

하지만 현재로서는 전기요금 절감액만큼 투자비 회수가 어려워 기업에서 시스템을 구축하기는 어렵다. 이에 따라 한전은 ESS용 배터리의 기술발전과 산업육성을 위해 관련 업체와 컨소시엄을 구성한 후 정부의 ESS 보급사업에 참여하고 있다.세 번째는 '신재생 출력안정용' ESS가 있다. 오는 2020년까지 전체 발전설비의 13%에 달하는 풍력과 태양광 등 신재생에너지 발전설비가 구축될 전망이다.

하지만 풍력 발전과 같은 신재생 전원은 전력계통에 연계시킬 때 출력이 불안정하거나 전압변동이 심해지는 단점이 있다. 이에 대한 대책으로 출력안정용 ESS를 설치하는 것이다. 즉 불규칙한 전력품질을 ESS가 보완해 주는 역할을 하게 된다.
특히 내년부터 정부 연구개발(R&D) 과제로 서남해안에 설치되는 대규모 해상풍력단지(250㎾)에 연계하는 대용량 ESS가 구축된다.

글로벌 시장조사 업체인 네비건트 리서치에 따르면 전 세계 ESS시장 규모는 올해 16조 원에서 2020년엔 58조 원으로, 연 평균 53%의 폭발적인 성장세가 예상된다. 미국과 일본은 이 같은 ESS의 중요성을 인식하고 ESS 활용을 촉진하기 위해 다양한 사업을 추진하고 있다.

한전 ESS 도입에 대규모 투자키로  13년 11월20일 동아경제

2017년까지 ESS 도입 6560억 투자 계획 한국전력공사가 최근 에너지저장장치(ESS)의 대규모 투자 계획을 발표했다. 한전의 ‘창조경제 구현을 위한 ESS 종합 추진계획’에 의하면 2017년까지 4년간 ESS에 6560억원을 투자해 전국 변전소에 ESS를 단계적으로 설치하게 된다.  ESS 활용 목적은 ▲주파수 조정 ▲피크감소 ▲신재생 출력 안정 등 크게 3가지다. 한전은 우선 주파수 조정에 전체 투자비의 95%인 6250억원을 투입한다. 전력당국은 주파수 조정을 위해 일부 발전기에 대해 전체 출력의 5%를 예비력으로 보유하도록 하고 있다.  생산단가가 가장 싼 석탄화력발전소가 24시간 예비하는 용량이 50만kW에 달하는데 여름·겨울철 등 전력 피크시기에는 이를 보완하고자 액화천연가스(LNG) 복합화력 등 단가가 비싼 발전기를 추가로 가동하는 실정이다. 반면 ESS를 활용하면 굳이 주파수 조정용 전력을 따로 예비할 필요가 없어 석탄화력의 생산 전력 100%를 시장에 공급할 수 있게 된다.  한전에 의하면 이에 따라 발생하는 국가편익이 연간 3500억원, 전력구입비용 절감액은 3000억원에 달할 것으로 추산된다.  한전은 우선 내년 5만kW 규모의 주파수 조정용 ESS를 설치하고 2017년까지 단계적으로 그 규모를 50만kW까지 끌어올릴 계획이다.  전기사용 고객이 심야시간대 값싼 전기를 저장했다가 주간 피크시간대 사용, 전기요금을 절감할 수 있는 피크감소용 ESS 설치에는 86억원이 투입될 예정이다. 우선 계약전력 1000kW 이상 사업소 14개소에 ESS를 설치하고 피크-심야시간대 요금차 확대 등이 담긴 전기요금 체계 개편 방안의 시행 시기에 맞춰 그 대상을 점차 늘리기로 했다.  한전은 이와 함께 풍력·태양력 등 신재생에너지의 출력 불안정과 전압 변동을 보완해 전력 품질을 유지하는 역할을 할 ESS 설치에 224억원을 투자할 계획이다. 이 시스템은 신재생에너지 연구개발사업의 하나로 내년 서남해안에 설치되는 250만kW급 대규모 해상풍력단지에 처음으로 적용된다.  ESS는 이미 거대한 글로벌 트렌드로 자리잡고 있다. 미국·유럽·일본 등 선진국들은 일찌감치 ESS의 보급을 위해 정부 주도 대규모 실증사업을 진행했고 최근에는 ESS 설치 보조금, 설치 의무화 등 법안을 통해서 ESS 설치를 장려하고 있다.  국내의 경우 정부는 2017년까지 최대 100만㎾의 전력 피크를 절감하고 3조5000억원 규모의 시장과 1만5000개 일자리를 창출하는 것을 목표로 하고 있다. 그 일환으로 한전은 지난달 29일 제주도 조천변전소에 국내 최초로 8㎿급 대용량 ESS를 구축하고, 운전을 개시한 바 있다. 관심 높아지는 ESS, 2차전지·ICT 등 신성장산업 활성화 촉매 2014. 3. 14  정부의 에너지기본계획 발표와 관련해 2차 전지 기술을 기반으로 한 에너지저장장치(ESS) 보급 확대와 관련된 정부와 업계의 관심이 높아지고 있다. 지난 1월 산업통상자원부는 2차 에너지기본계획을 발표하고 우리나라 ICT 기술을 기반으로 기존 공급확대 중심에서 수요 관리 중심으로 패러다임을 전환한 에너지 정책을 강력하게 추진하겠다고 밝혔다. 이에 대해 정부와 ESS를 공급하는 LG화학 등 2차 전지업계를 비롯해 IT·통신업계, 송배전 업계 등의 관심이 쏠리고 있다. ESS란 전력이용효율을 높일 수 있는 장치로 전기 요금이 저렴할 때 전력을 저장, 전기요금이 비싸지즌 시간대에 사용할 수록 고품질의 전력을 공급하는 장치다. 이외에도 연료비절감과 효율을 향상시키는 주파수조정용, 신재생에너지 출력 안정 등 에너지 활용 효율성을 높이는 데 활용할 수 있다. 글로벌 시장조사업체인 네비건트 리서치에 따르면 관련 시장규모는 2010년 2조원, 2020년 47조원, 2030년 120조원 규모로 성장할 것으로 예측된다. 한국시장의 경우 2017년 연 9000억원까지 커질 전망이다. 이를 확대하기 위해 한국전력은 지난해 10월 2014년부터 2017년까지 ICT기술과 융합한 ESS설비 구축에 6500억원을 투자하기로 발표한 바 있다. 또한 산업통상자원부 역시 지난해 6월 계약전력 1000KW 이상 사용 공공기관 1800여개에 100KW 이상의 ESS를 설치할 것을 권장했다. 이어 9월에는 ESS보급정책 설명회 및 투자간담회를 개최해 포스코, 현대제철 등 전력다소비 민간기업 27개 관계자를 초청해 계약전력 5% 이상 용량의 ESS 투자를 권장하기도 했다. ◇LG화학, ESS 배터리 경쟁력 세계 1위 ESS 방식 중 가장 주목 받는 미래형 기술은 리튬이온 방식의 2차 전지다. 해당 산업은 한국이 세계 시장 점유율 1위를 차지하고 있다. 이중에서도 LG화학은 ESS 배터리분야에서 세계 1위로 평가받고 있다. 지난해 4월 네비건트 리서치는 ‘에너지저장장치 분야 글로벌 경쟁력 배터리 기업평가보고서’에서 LG화학이 1위를 차지했다고 밝혔다. 네비건트 리서치측은 “LG화학은 현재 리튬이온 배터리 제조와마케팅 부문에서 북미, 유럽 등에서 시장 경쟁력을 발휘하고 있다”며 “자동차분야의 이차전지 경쟁력이 ESS 산업까지 긍정적인 시너지효과를 창출하고 있다”고 말했다. LG화학은 기술적인 부분에서도 경쟁사를 압도, 2001년~2010년까지 출원된 관련 특허건수는 총 944건으로 급격한 증가세를 보이고 있다. 기업 중에는 ESS용 리튬 배터리 출원건수의 41%, ESS용BMS 출원건수의 34%를 차지하며 전체 출원건수 1위를 차지하기도 했다. ◇LG화학, 자사 공장에 국내 최대 규모 ESS 구축 통해 시장 선도 LG전자는 자사 2차 전지를 적용해 익산과 오창 공장에 국내 최대 규모로 ESS를 설치할 계획이다. 이를 통해 연간 13억원의 전기료 절감과 함께 시장 주도권을 강화한다는 계획이다. 또한 LG화학은 제주도에서 진행되는 스마트 그리드 실증사업의 3개 프로젝트에 참여, 신재생에너지 발전 시스템에 활용되는 ESS배터리 설비를 구축하고 실증을 통한 고도화 작업을 진행하고 있다. 해외에서도 ▲2010년 미국 전력사 SCE에 가정용 ESS 배터리 납품 ▲2011년 전력엔지니어링 회사 ABB와 메가와트(MW)급 ESS 배터리 공급계약 체결 ▲지난해 6월 독일 IBC솔라와 태양광발전용 ESS사업협력 체결 ▲올해 북미 ESS실증사업인 테하차피 풍력단지의 신재생에너지 전력안정화용 ESS배터리 공급계약 체결 등 적극적인 시장 공략에 나서고 있다. ◇ESS 보급 확대, 신성장동력 산업 성장 견인에 기여 ESS 구축을 위해서는 전력변환시스템(PCS)을 함께 설치해야한다. 또한 전기에너지 사용현황을 실시간으로 관리하는 에너지 관리 시스템(EMS)을 함께 구축하면 효율성을 더욱 높일 수 있다. 이 기술들은 ESS 보급의 활성화로 개발 및 시스템 구축이 가속화될 전망이다. 세계적 수준의 국내 정보통신기술을 에너지 관리 시스템에 적용하면 그 효과는 배가 될 것으로 예상된다. 정부는 대규모 신규투자와 함께 2017년까지 3조5000억원 이상의 시장이 창출될 것으로 보고 있다. 또한 기존에 없던 새로운 서비스와 산업이 활성화돼 2017년까지 ESS분야와 EMS분야에 각각 9000억원, 7000억원의 시장이 생기고 총 1만여개의 일자리가 새로 생길 것으로 전망하고 있다. 또한 리튬이온 배터리를 사용하는 ESS의 보급이 확대될 경우 해당 배터리가 들어가는 전기차 가격을 낮출 수 있어 경쟁력 확보에도 유리하다. 이러한 흐름에 발 맞춰 정부는 ESS 보급 확대를 위해 기술 상용화와 원천 R&D를 투재, 2020년까지 ESS가격을 현재 대비 50% 낮추겠다는 목표를 세웠다. ◇외국 정부의 ESS 활성화 추진 현황 후쿠시마 원전 사태를 계기로 일본은 ESS 보급을 확대해 부족한 전력을 효율적으로 사용하고 있다. 2012년 3월부터 ESS 설비 보조급 사업도 추진 중일 뿐만 아니라 일본 주요 IT기업을 중심으로 다양한 ESS 제품을 출시하고 있다. 일본 경제산업성은 2차전지 세계 시장점유율 50% 달성을 목표로 ESS에 사용되는 전력계통 대형이차전지 가격을 2020년까지 양수발전 설치 비용인 2만 3천엔/kWh 수준으로 낮춘다는 목표를 세웠다. 미국 캘리포니아주는 세계 최초로 ESS 설치 의무화 법안을 제정해 2014년부터 공급전력의 2.25%, 2020년까지 5%를 의무 설치하도록 했고 유럽은 이미 Sol-ion프로젝트를 추진 중이며 2020년까지 유럽 내 태양광발전 시설의 12%에 ESS 설치를 목표로 하고 있다. ◇공공부문, ESS 보급 촉진해야 정부의 ESS 설치 권고에도 불구하고 아직 ESS 투자 설치는 적극적이지 않다. 핵심장치의 초기 투자비가 높다는 단점과 함께 전기료가 낮을 뿐만 아니라 주야 전기료의 차이가 적어 이에 대한 설치를 서두르지 않고 있기 때문이다. 또한 ESS설치는 권장 사항으로 이행에 대한 강제성도 없는 실정이다. 이에 정부는 ESS 설치 시 투자금액의 3~10% 만을 세액공제 인센티브로 공제하고 향후 전기요금제를 개편해 시간대별 차등요금 활성화와 ESS를 활용한 피크부하절감 시 적정 수준의 인센티브를 제공하는 방안을 검토 중이다. 에너지 전문가들은 정부가 ESS 보급 확대에 좀 더 적극적일 필요가 있다고 주장하고 있다. 공공기간과 전력다소비 기업들의 ESS 설치 실적을 정기적으로 점검하고 그 실적이 부진할 경우 단계적으로 의무화하는 방안을 검토할 필요가 있다는 것이다. 또한 ESS 설치에 직접적인 보조금을 제공하거나 더욱 강력한 인센티브 제도를 마련해 투자 유도의 적극적으로 나서야 할 필요가 있다고 의견을 내놓고 있다.         국민일보

ESS용 LIB 양극재 소재는 무엇?

신재생복합 LMO, 주파수조정, 피크 저감, 운전예비 LFP

2014.04.07 

LFP가 ESS용 전지 소재로 주목받고 있다. ESS의 주요 사용처인 주파수 조정, 운전 예비, 피크 저감, 부하조정용에 LFP가 주요 소재로 소개되고 있다. 네비건트리서치의 샘 제이프는 LFP가 ESS용 전략소재가 될 것이라고 예측했다.

LFP은 리튬이온전지(LIB)의 양극재 소재 중 하나로 LiFePO4 즉 Lithium Iron Phosphate의 약어다. 우리나라의 한화케미칼, 중국의 리센, BYD, 일본의 NEC 등이 생산 중이다.

에너지밀도가 kg당 90～140Wh로 LTO, NMC, LMO, LCO, 리튬폴리머, NCA 등 여타 LIB 소재보다 낮은 축에 속한다. 가격은 kWh 당 400～800달러 선이다. 하지만 주 소재인 철과 인이 코발트 등 희토류보다 구하기 쉬워 대량생산되면 값이 더욱 떨어질 전망이다.

샘 제이프는 ESS용 전지의 사용처로 주파수 조정(Frequency regulation), 신재생에너지 복합설비용(Renewables integration), 운전 예비(Spinning reserve), 피크 저감(Peak shaving), 부하조정(Load shifting)으로 나눴다.

신재생에너지 복합설비용 ESS은 전세계 캐파가 160MW, 960MWh로 추산되며 LMO가 주 소재다. 하지만 나머지는 모두 LFP가 유력하다.

주파수 조정용 ESS는 캐파가 88MW, 22MWh 정도이며 운전 예비용은 18MW, 14MWh, 피크 저감은 40MW, 40MWh이다. 아직 부하 조정용은 통계에 잡히지 않았다.

LFP가 ESS용 주요 소재로 추천된 것에 대해 생소하다는 표정이다. 일단 우리 기업의 ESS 전략은 기존 전지 생산시설에서 양극재의 소재 성분을 바꿔 ESS로 출시한다는 계획이다.

LG화학은 LFP 원천 기술을 갖고 있는 獨수드켐과 MOU를 맺고 기술 교류를 진행 중이고 삼성SDI도 양극재 소재를 개발하며 LFP 소재 기술도 병행해 개발 중이다.

한편 한화케미칼은 LFP-1000, LFP-CNT 두 종의 LFP를 생산 중이다. LFP-1000는 음이온 부족형 비화학양론적 LFP이며 LFP-CNT는 탄소나노튜브 복합체이다. 기존 LFP보다 출력이 우수하고 저온에도 전지가 제기능하도록 돕는다고 소개되고 있다.

 

2017년까지 ESS·EMS로 100만kW 전력감축

산업부, ICT기반 에너지수요관리 정책 목표 발표 문승일 교수 "ESS+신재생 등 비즈니스모델 중요”

2014년 03월 11일

[이투뉴스] “인공위성 사진을 보면 대한민국은 고립된 에너지 섬이다. 여기에 이제 공급에도 한계에 와 있다. 이것을 벗어나는 것은 친환경 에너지기술 밖에 없다. 이를 통해 다양한 비즈니스 모델을 만들어야 한다”

문승일 서울대 교수는 10일 국회에서 열린 ‘친환경 에너지기술이 창조경제의 힘이다’란 주제로 열린 세미나에서 국내 에너지 공급의 한계를 설명하고, 다양한 창조적 에너지기술 비즈니스 모델을 발굴해야 한다고 제시했다.

이 세미나는 국회 산업통상자원위원회 소속 전하진, 홍지만, 부좌현, 이원욱 의원이 공동으로 열었으며, 에너지관리공단과 한국에너지기술평가원, 한국환경공단이 주관했다.

문 교수는 “창조적 에너지기술로는 ESS(에너지저장장치)를 활용한 주파수 조정용 사업과 함께 마이크로 그리드, 수요관리 서비스, 신재생에너지와 연계한 비즈니스 모델 등을 예로 들며 친환경 에너지기술이 새로운 시대와 새로운 시장을 만드는 원동력이 될 것”이라고 강조했다.

이어 그는 “현행 법과 제도는 친환경 에너지의 특성을 반영하지 못하고 있는 만큼 이같은 비즈니스 모델 활성화를 위해선 제도개선이 필수적”이라면서 실시간 요금제 등 전기요금체계 개편을 비롯해 전기판매시장의 활성화 및 단계적 개방 등을 제안했다.

이상훈 산업통상자원부 에너지수요관리정책과장은 ‘창조경제 시대의 ICT기반 에너지수요관리 정책’을 통해 ESS와 EMS(에너지관리시스템), 고효율기기 및 수요관리 시장을 확대하겠다는 정부 의지를 명확히 했다.

특히 이 과장은 “ESS를 활용한 발전기 출력 극대화를 위해 2015년까지 ESS 20∼30만kW 설치를 유도하는 한편 전력다소비 사용자 및 공공기관에 ESS 설치를 권고하고, ESS+신재생에너지 융합시스템 확산을 위한 법과 제도 정비를 지속적으로 추진하겠다”고 밝혔다.

ICT기반 에너지 수요관리 정책목표 및 기대효과와 관련해선 “2017년까지 ESS 45만kW, EMS 10만kW, 수요관리 투자확대 15만kW 등을 통해 전력피크를 70∼100만kW를 감축할 것”이라고 설명하고, “이를 통해 3조5000억원 이상의 시장과 1만5000개의 일자리를 창출하겠다”고 강조했다.

원장묵 에너지기술평가원 본부장은 향후 에너지 R&D 구조를 에너지 공급과 수요관리 및 기술혁신을 위한 체계로 개편하는 내용의 ‘에너지 R&D 혁신전략’을 발표했다. 그는 “공급기술과 수요기술 간의 균형적 R&D를 추진하는 것은 물론 시장창출형 비즈니스 모델과 중소·중견기업 지원 등 정책수요에 부합하는 혁신체계를 강화할 것”이라고 말했다.

원 본부장은 이어 “올해 3차 에너지기술개발계획과 통합된 이노베이션 로드맵을 마련해 국가에너지기술개발 정책 지원을 위한 구체적인 전략 및 비전을 제시하고, 에너지통계 DB를 체계화해 에너지기술 R&D의 효율성 및 사업화를 제고할 것”이라고 덧붙였다.

이와 함께 세미나에서는 박홍조 환경공단 차장이 ‘자원순환 환경기술’에 대한 설명과 함께 ICT기반 에너지수요관리 및 친환경 에너지기술에 대한 업체 사례를 김명도 에너지관리공단 팀장이 소개했다.
채덕종 기자 yesman@e2news.com