독일의 ESS 정책 및 시장 동향

이번 ‘독일의 ESS 정책 및 시장 동향’ 컬럼(하편)에서는 상편에 이어서 독일의 ESS 보조금 정책, PV 연계형 ESS 제품 동향, 마지막으로 독일의 ESS 시장의 포텐셜 및 전망에 대해서 살펴보고자 한다.

 

 

● ESS 보조금 정책

 

독일 정부는 2013년 5월 1일~2015년 4월 30일까지 2년간 €50 million(연간 €25 million)의 ESS 설치 보조금을 지급할 계획이다. 대상은 30kW 이하 용량(상업용 30kW 이하, 가정용 10kW 이하)의 Grid 연계형 태양광발전에 ESS를 부착하는 설비에만 한정함으로써 주로 가정에서 발전된 태양광발전 전력을 자가 소비를 촉진 시키고자 하는 목적이다. 배터리 종류에 관계 없이 리튬이차전지와 납축전지 모두 설치가 가능하다.

 

ESS 설치 보조금은 ESS 전체 비용의 약 30%에 이르며, 보조금 상한 금액으로 신규 PV + ESS 일괄 구축형은 €600/kW, 기존에 설치된 PV에 ESS 추가 부착형은 €660/kW까지 지급된다. KfW 275 Loan Program에 따라 연이율 1.36% 고정금리의 대출을 받을 수 있으며, 상환기간은 5년/10년/20년 3가지이며, 거치 기간은 각각 1년/2년/3년이다.

 

ESS 설치자는 의무적으로 최소 5년 이상을 사용해야 하며, ESS 제조사는 제품을 7년 이상 보증해야만 한다. 독일 정부의 준비 부족으로 ESS에 대한 인증은 아직 없는 상태이나 1~2년 내에 제품에 대한 인증이 필수적으로 요구될 것으로 업계는 예상하고 있다.

 

<표-1> 독일의 Grid 연계형 PV+ESS 보조금 정책

구분	주요 내용
프로그램	∙ Solar Storage Incentive
주관/ 수행 기관	∙ 독일 연방환경부(BMU, Bundesministerium fuer Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit) / 독일 개발은행(KfW, Kreditanstalt für Wiederaufbau)
목적	∙ Peak 전력 때 태양광발전에서 생산된 전력을 ESS에 충전하고, 필요한 시간에ESS로부터 충전된 전력을 방전하여 사용
대상	∙ 30kW 이하 용량(상업용 30kW 이하, 가정용 10kW 이하)의 Grid 연계형 태양광발전에 ESS 부착하는 설비 - 독립형 PV 시스템(Off-grid PV system)은 지원 불가 - 태양광발전 시스템에서 생산된 전력은 최대 60%까지만 Grid에 전송하여 FIT수령 가능 - 배터리 종류에 관계 없이 지원 (리튬이차전지, 납축전지 모두 가능) - PV+ESS 시스템은 정부 승인 후 18개월 내에 설비를 구축해야 함
사업 금액	∙ 2013년 5월 1일 ~ 2014년 4월 30일 : €25 million ∙ 2014년 5월 1일 ~ 2015년 4월 30일 : €25 million ∙ 합계 : €50 million
사업 기간	∙ 2013년 5월 1일 ~ 2015년 4월 30일
설치 보조금	∙ 신규 PV + ESS 일괄 구축형   - ESS의 kW당 보조금 계산 : ESS 총 비용/PV 총 용량(kW)*0.3 (단, ESS의 kW당 보조금 상한 금액은 €600/kW) - ESS의 보조금 총 금액 : ESS의 kW당 보조금*PV 총 용량(kW) ∙ 기존 설치된 PV에 ESS 추가 부착형 - ESS 보조금 : ESS 총 비용/PV 총 용량(kW)*0.3 (단, ESS의 kW당 보조금 상한 금액은 €660/kW) - ESS의 보조금 총 금액 : ESS의 kW당 보조금*PV 총 용량(kW)   - 기존 PV 시스템은 2013년 1월 1일 이후 설치 (6개월 가동 검증된 설비)
대출	∙ KfW 275 Loan Program - 연이율 1.36% 고정금리 대출 - 상환기간은 5년/10년/20년 3가지이며, 거치 기간은 각각 1년/2년/3년
ESS 사용 의무화 기간	∙ 5년
ESS 제조사의 보증 기간	∙ 7년
인증	∙ 없음

(출처 : BMU, KfW, Bundesverband Solarwirtschaft)

 

PV+ESS 설치보조금 이외에도 대형 파일럿 프로젝트 용도의 Energy Storage 설치 시에도 전체 투자금액의 30%를 지원해주고 있으며, 현재는 Energy Storage 보급 확대를 위해서 낮은 금리의 장기 대출 지원 정책을 중심으로 추진하고 있다.

 

 

독일은 2014년 5월 중순 기준으로 PV+ESS 설치를 위해 지급한 설치 보조금은 €10 million으로 연간 설치 보조금 총 예산에서 40% 정도 지급이 되었으며, 저리 대출금액은 €66 million 수준에 이른다. 이 기간 동안에 설치된 ESS는 총 4,000대로 집계되었다. 기대 대비 실적이 저조한 이유로는 소규모의 대출금과 낮은 대출금리로 인해 지역 은행이 관련 홍보에 소극적이었으며, 소비자들 역시 초기 대출에 대한 부담감을 가지고 있기 때문인 것으로 분석되고 있다.

 

 

 

● ESS 제품 동향

 

리튬이차전지 최대 생산국인 한국과 일본은 ESS의 배터리로 NMC 양극재 기반의 리튬이차전지가 대부분 사용되고 있으며, 최근 들어서 미국도 비슷한 양상을 보이고 있다. 독일의 경우 PV+ESS 시스템용으로 상용화되고 있는 ESS 제품은 리튬이차전지(LIB, Lithium-Ion Battery, 양극재 NMC) 외에도 납축전지(Lead-acid)와 리튬인산철전지(LFP, Lithium Iron Phosphate, 양극재 LiFePO₄)도 다수 사용되고 있다. 독일의 문화 특성상 제품에 대한 안전성과 장기 신뢰성을 우선시하는 경향과 태양광발전에 ESS까지 결합해야 하므로 초기 투자비가 크게 소요되어 ESS의 낮은 가격도 크게 요구되면서 안전성 측면과 가격적인 면에서 유리한 납축전지와 리튬인산철전지도 채택되고 있다.

 

PV+ESS 시스템용으로 사용되는 배터리의 용량은 1.35~33kWh까지 다양하게 분포하고 있으나 5kWh 내외의 제품이 주류를 이루고 있다. 이와 같은 이유는 가정용 태양광발전에 ESS 연계할 경우 투자비 대비 효과 측면에서 효용성이 가장 좋은 제품군이 5kWh 내외의 제품으로 평가되고 있기 때문이다.

 

한편 ESS 제품은 주로 독일 및 유럽 업체들이 시장을 장악하고 있는데, 이는 독일 및 유럽의 태양광 산업 및 전력전자 산업 관련 업체들이 기존 산업에서 독일의 까다로운 전력망 기술에 대해 이미 기술력을 보유하고 있었고 독일의 소비자들이 자국산 및 유럽 업체 제품에 대한 신뢰도가 높아 단시간 내에 시장에 대거 진출할 수 있었던 것으로 고려된다. 태양광 모듈과 달리 ESS는 높은 전력전자 기술력과 신뢰성이 요구되므로 중국 기업체들이 쉽게 시장에 진출하기가 어려울 것으로 예상되므로 향후 국내 기업체들이 중국 업체와 경쟁에서 피할 수 있는 산업으로 고려된다.

 

 

● ESS 시장 전망

 

앞서 ‘독일의 ESS 도입 배경’에서 설명하였듯이 독일의 재생에너지법에서는 향후 전기 소비량에서 신재생에너지로 발전된 전력의 공급 비율 목표를 2020년 35%, 2030년 50%, 2050년에는 80%로 삼고 있다. 독일에서 발생되고 있는 잉여 전력을 기준으로 볼 때, 잉여 전력용 Storage의 수요는 2010년 150GWh 정도 추산되며, 2025~2030년 3.5~8TWh, 2040~2050년 40TWh 정도로 예상되고 있다. 또한 현재 독일 정부가 역점을 두고 추진하고 있는 태양광발전 전력의 자가 소비 촉진 부분에서 2012년에 태양광발전에서 생산된 전력의 0.4%만 자가 소비가 되었지만 2025년 20%, 2040년 35%까지 끌어 올릴 계획이다. 이렇듯 독일 정부가 추진하고 있는 Energy Storage 수요에 대해서 투자가 진행 될 경우 예상 투자규모는 2030년까지 약 €25~30 billion에 이를 것으로 기대가 되고 있다.

 

 

UBS Investment Research의 자료(2013년)에 따르면, 2020년까지 독일의 예상 PV 설치량 및 전력 수요량을 바탕으로 PV에서 발전된 전력이 자가 소비로 사용할 수 있는 규모를 이론치로 계산할 경우, 독일의 연간 전체 전력 수요량인 542TWh에서 14% 정도인 76TWh가 PV에서 발전된 전력으로 자가 소비가 가능할 수 있을 것으로 예상하고 있다. 특히 가정용 전력 수요 대비 가정용 PV에서 발전된 전력으로 자가 소비율이 29%까지 이를 수 있을 것으로 계산되고 있다.

유럽 국가에서 PV(4kW)+ESS(3kWh) 시스템 설치 시, 2018년~2020년 사이에 독일과 스페인에서 IRR이 6%에 도달이 예상되나, 그 외 국가들인 이태리, 프랑스 등은 2020년~2025년 사이에나 IRR이 6%에 도달 할 것으로 전망되고 있다. IRR이 6% 이상인 시기를 PV+ESS 시장의 개화기 시점으로 볼 때, 2018년도부터 PV+ESS 시장의 성장성이 가시적으로 보일 것으로 전망하고 있다.

 

 

독일의 PV 시장 전문조사 기관인 EuPD Research의 자료(2014년)에 따르면, 2013년 5월 ~2014년 4월까지 4,000대^* 정도의 ESS가 설치가 되었으나 2018년부터는 시장이 급격히 성장하여 매년 10만대 이상 설치될 것으로 전망하였다. 특히 신규 PV+ESS 시스템 보다는 기존 PV에 ESS를 추가적으로 장착하는 시장이 더 클 것으로 예상하고 있다. 이는 현재 독일에서 PV에 지급해주고 있는 FIT 가격이 큰 폭으로 하락하여 수익률이 낮고 가정용 소매 전기료가 지속적으로 상승하면서 신규 PV+ESS 시스템보다는 기존 PV에 ESS를 추가 장착하는 것이 수익성이 높기 때문이라고 분석하고 있다.

*KfW에서 설치보조금을 지원해준 ESS 설치대수는 4,000대이나 산업계에서는 설치보조금 없이 설치된 ESS 수량도 4,000대 정도 이를 것으로 추산하고 있음.

 

 

지금까지 상/하편의 컬럼을 통해 향후 ESS 거대 시장으로 떠오를 ‘독일의 ESS 정책 및 시장 동향’에 대해서 살펴보았다. EuPD Research의 설문조사 결과, 독일의 가정용 태양광발전 설치자들이 ESS 설치를 꺼려하는 이유는 대부분 제품의 가격이 너무 비싸 수익성이 크게 떨어지고 안전성에 확신할 수 없다는 점이다. 그러나 어느 신규 산업에서 볼 수 있듯이 초기 시장은 제품의 가격이 높고 기술의 완성도가 떨어지지만 극복하는 것을 볼 수 있다.  독일의 ESS 가격이 2014년 연초 대비 연말에 25% 이상 하락 하였으며, IT와 전기자동차 산업에서 리튬이차전지가 안전성을 보여주고 있듯이 ESS 산업도 이러한 시장 초기의 허들을 빠른 시일 내에 극복 할 것으로 예상되고 있다. 2013년까지 독일 내에 설치된 전체 PV 시스템 수량은 140만개 정도이고 50kW 이하의 PV 시스템 수는 약 130만개에 이르며, 향후 추가적으로 설치될 수량까지 고려하면 독일의 ESS 시장 포텐셜은 실로 엄청나다고 볼 수 있다. ESS 제조 기업들이 Cost down과 기술력을 향상시킬 경우 독일의 ESS 시장에서 큰 과실을 얻을 수 있을 것으로 기대된다.

독일의 ESS 정책 및 시장 동향 (상편)

● 개요

 

기존 화력발전소는 신규 건설 시 대규모의 투자비와 장시간의 건설 시간소요, 민원문제 등이 발생되는 어려움을 겪었으나, ESS(Energy Storage System)는 전력부하 평준화, 전력계통 안정화 및 능동적인 전력 수급관리의 장점을 가지면서 기능 대비 효율적인 투자비 및 단시간의 구축 시간이 소요되어 최근에 많은 관심을 받고 있다. 이러한 ESS의 장점들로 인해 향후 성장 가능성을 높이 평가하고 일본, 한국, 독일, 미국 등을 중심으로 미래 신성장동력산업으로 적극적으로 육성하고 있다.

 

이를 위해서 현재 ESS 설치 시 보조금을 지원해 주는 국가는 일본, 미국, 독일, 한국 등 4개국에 이르고 있지만 ESS 도입 목적은 각 국가 모두 다른 상황에 놓여있다. 한국은 피크전력을 저감하고 신재생에너지 보급기반 조성 및 초기 내수시장 육성을 통한 세계 시장 진출을 위한 교두보 마련하기 위함이며, 일본도 2011년 3월 11일 발생한 후쿠시마 원전사고로 인해 가정에서 자가발전을 통한 전력 공급과 LIB(리튬이차전지) 산업에서 삼성SDI와 LG화학에 빼앗긴 1, 2위 자리를 되찾기 위한 이차전지 산업 육성전략이 내포되어 있다. 미국은 신재생에너지(풍력, 태양광)가 확대됨에 따라 전력망의 안정화를 꾀하고, 넓은 국토에 구축된 노후화된 송배전망을 교체 시 천문학적인 투자비가 소요되므로 ESS를 설치하여 효율적으로 전력망의 운용을 이루기 위해서이다. 독일은 그리드망에 연결되는 태양광발전 비율이 급속도로 증가하면서 가정에서 발전한 태양광발전 전력을 자가 소비함으로써 그리드망의 안정화와 전력소비의 효율화를 이루고자 가정용 ESS를 보급하고 ESS 산업 육성도 기대하고 있다.

 

이번 ‘독일의 ESS 정책 및 시장 동향’ 컬럼(상편)에서는 태양광발전 설비가 전 세계적으로 가장 많이 설치된 독일이 왜 ESS를 도입하려고 하는지에 대한 배경과 Energy Storage 중에서 어느 분야에 중점적으로 연구개발을 진행하는지에 대한 동향에 대해서 살펴보고자 한다.

 

 

● Energy Storage 도입 배경

 

세계 최대 신재생에너지 도입 국가라 부를 수 있는 독일은 2013년 말까지 누적 설치량으로 태양광은 35.7GW, 풍력은 34.3GW로 세계 시장에서 각각 1위와 3위를 차지하고 있다. 2011년 3월 11일에 발생한 일본의 후쿠시마 원전사고를 계기로 독일은 2011년 6월 ‘13차 원자력법’ 개정을 통해 2022년까지 17개의 모든 원자력 발전소를 단계적으로 완전 폐쇄시키고, 재생에너지 육성을 위한 기존 법안 개정 및 신규 법안을 통과시켰다. 특히 재생에너지법에서는 독일 내 전기 소비량에서 신재생에너지로 발전된 전력의 공급 비율을 2020년 35%, 2030년 50%, 2050년에는 80%까지 늘릴 야심찬 계획을 갖고 있다.

 

 

독일이 원전을 2022년까지 전량 폐쇄하면서 부족해진 전력은 13GW에 이르고, 석탄 및 갈탄화력발전소도 감소시켜 부족해지는 전력을 보충하고자 북부 해안을 중심으로 2030년까지 해상풍력(Offshore) 25GW와 복합가스발전소 15GW 구축, 북부 내륙 육상풍력(On-shore)의 Repowering으로 10~15GW 증설, 태양광발전에서 생산되는 전력의 자가 소비 촉진 정책을 추진할 계획이다. 신규로 들어서는 해상풍력과 복합가스발전소가 북부 지역에 편중되면서 남부까지 전력을 공급하기 위해서 2022년까지 송전망 3,800km을 구축하는데 €30~32 billion(내륙 송전망 €20 billion, 해상풍력 그리드망 €10~12 billion), 2030년까지 배전망 확장을 위해서   €25 billion의 투자금액이 소요되는 등 독일 북부에서 남부로 연결하는 고전압 송배전망을 대규모로 구축할 계획이다. 또한 EU는 Projects of Common Interest(PCIs)를 통해 고전압 송전망 및 저장장치, 가스 파이프라인 등을 유럽연합 차원의 에너지 그리드망을 확충할 계획을 수립하고 있다.

 

 

현재 독일은 신재생에너지 확대를 위해 풍력과 태양광을 중심으로 도입하고 있다. 향후 해상풍력 도입을 위해 독일뿐만 아니라 유럽연합 차원에서 대규모의 고전압 그리드망을 확충할 계획이고, 아래 그림에서와 같이 태양광 대비 일일 전력 생산측면에서 변동성(Fluctuation)이 크지 않아 풍력으로 인한 그리드망의 불안요인은 크지 않을 것으로 예상하고 있다. 있다. 반면 태양광발전의 경우 발전 특성상 햇빛이 있을 때만 발전이 되기 때문에 오후 12시 전후로 전력이 가장 많이 발생되어 일일 전력 생산 측면에서 편중된 모습을 보이고 있다.

 

2012년 기준으로 EU 27개국의 연평균 전력 소비에서 2.6%를 태양광발전에서 발생된 전기로 공급되고 있으며, 이중에서 이태리 6.7%, 독일 5.62%, 그리스 4.3%에 이른다. 또한 순간적인 최대 전력 소비에서 태양광발전 전력의 공급 비율은 독일 45%, 이태리 38%, 그리스 26%까지 이르며, 이는 피크전력 시간대에 태양광발전이 발전원으로서 기여를 하고 있음을 보여주고 있다. 그러나 태양광발전이 발전원으로 기여가 되고 있지만 날씨 조건에 따라 순간적인 발전량의 변동폭이 크게 발생되어 그리드망에 주파수 변동과 같은 악영향을 발생시킬 수 있다. 독일에서는 태양광발전으로부터 그리드망을 안정화하기 위해서 소용량 태양광발전(30kW 이하), 특히 10kW 이하의 가정용 태양광발전에 ESS를 연계하여 태양광발전에서 발생된 전기를 자가 소비하는 정책을 중심으로 추진하고 있다. 즉 피크전력 시간에 발생되는 태양광발전 전력을 ESS에 저장함으로써 순간적으로 과도한 전력이 그리드망에 공급되는 것을 막음으로써 그리드망의 안정화를 꾀할 수 있고, ESS에 저장된 전력은 필요한때 사용함으로써 전력 소비의 효율화를 이룰 수 있다.

 

 

독일이 이와 같이 소용량 태양광발전에 ESS를 연계하는 정책을 추진하는 이유를 구체적으로살펴보면 다음과 같이 볼 수 있다. 독일은 2013년 기준으로 10kW 이하의 가정용 태양광이 용량 기준으로 17%, 시스템 수량 기준으로 70%의 점유율을 보이고 있다. 100kW 이하 용량의 태양광발전은 약 70%가 저전압(LV, Low Voltage) 그리드망에 연결되어 있으며, 100kW 이상 용량의 태양광발전은 약 30%가 중전압(MV, Medium Voltage) 이상의 그리드망에 연결되어 있다. 향후 내륙의 고전압 송배전망과 해상풍력의 송전망에 대규모의 투자비가 소요되는 상황에서 태양광발전까지 그리드망에 대한 확충 투자는 추가적으로 하기가 어려우며, 대형 태양광발전소에서는 아직까지 ESS 기술 검증이 완료되지 않았고 또한 대규모의 보조금 지급이 필요로 하게 된다. 그러나 저전압 그리드망에 소용량 ESS를 연결할 경우 송배전에 대한 대규모의 투자를 피하고 그리드망의 안정화를 꾀하면서 ESS에 저장된 전력은 필요한 때 사용하여 전력 소비의 효율화를 이룰 수 있다. 또한 FIT로 지급되는 정부 예산도 줄어드는 효과까지 얻을 수 있어 Grid망에 연계되는 소용량 태양광발전(상업용 30kW 이하, 가정용 10kW 이하)에 ESS 장착을 장려하고자 설치 보조금 및 저리 대출까지의 금융 지원을 해주고 있다.

 

 

지금까지 독일 정부는 태양광발전을 확대하기 위해 PV에 막대한 FIT 보조금을 지불하여 가시적인 보급 성과를 얻은 이후, 근래 들어서는 연간 태양광발전의 설치량을 축소시키기 위해서 FIT 가격을 크게 하락시켰으며 2018년경에는 PV의 FIT 지원제도를 종료하려는 언급까지 나오고 있다. 이로 인해 2011년 중순부터는 가정용 태양광발전의 FIT 가격이 가정용 소매전력 가격보다 낮아져 태양광발전에서 생산된 전기를 판매하는 것보다는 자가 소비하는 것이 더 이득이 되는 상황으로 바뀌면서 소형 태양광발전에 ESS를 연계하여 자가 소비를 저녁 및 밤 시간까지 늘리려는 방향으로 가고 있다. 앞으로 독일의 태양광발전 시장은 FIT를 통한 수익 창출에서 자가 소비를 통한 전기료 절약이라는 패러다임으로 변화하고 있는 중이다.

 

 

● Energy Storage 연구개발 동향

 

미국의 DOE 산하 국책연구기관인 Sandia Lab.은 ESS 시장을 19가지로 분류하고 기술은 10여가지(양수발전 제외)로 구분하고 있다. 이처럼 ESS 시장과 기술을 다양하게 분류한 이유는 ESS의 방전 시간/용량/출력 별로 응용 시장이 달라지고 이에 따른 적용 기술도 다르기 때문이다. 아직까지 완벽하게 개발된 ESS 기술이 나오지 않았기 때문에 국가별로 ESS 응용 시장별로 10여가지의 ESS 기술을 실증 중에 있는 상황이다.

 

아래 그림과 같이 미국은 Battery, CAES(Compressed Air Energy Storage), Flywheel 기술에 집중적으로 기술 개발 및 실증을 진행 중에 있고, 독일은 P2G(Power to Gas), Battery, Heat Storage 중심의 Energy Storage 기술 개발 및 실증을 수행하고 있다. 두 나라 모두 공통적으로 Energy Storage 기술로서 Battery를 중점적으로 개발하고 있지만 독일은 P2G에 더 많은 투자를 진행하고 있다.

 

독일 기관의 Funding 종류별로 Energy Storage 기술개발 및 실증사업을 위한 지원금액의 비율을 볼 때, BMWi(경제기술부)와 BMBF(연방교육연구부)에서 지원하는 Funding은 P2G, Battery, CAES 중심이며, BMU(환경부)의 Funding은 Heat Storage, Battery, P2G를 중심으로 기술개발을 지원해 주고 있다.

 

 

 

독일의 대표적인 Battery 실증사업으로 프랑스와 공동으로 수행한 Sol-ion 프로젝트(Sol-ion – Distributed Photovoltaic battery system field test)를 볼 수 있다. Sol-ion 프로젝트는 급격히 확대되고 있는 태양광발전 주택의 에너지 자립을 위해 태양광발전과 연계한 리튬이온전지 기반의 ESS의 적용 타당성을 평가하기 위해서 75개의 PV+ESS 시스템에 대한 실증사업을 2008년 ~ 2013년까지 진행하였다. 태양광발전은 낮에만 피크치로 전기를 생산하기 때문에 일반 가정에서 낮에 소비하는 전력량보다 초과 공급된다. 따라서 낮에 초과 생산된 태양광발전 전력을 저장하여 저녁 및 밤에 사용하여 낮에 생산되는 태양광 에너지를 밤에 사용할 수 있도록 PV 에너지의 Peak shift를 유도하여 일반 가정에서 PV+ESS의 효과와 적용 가능성을 평가하기 위한 실증사업이다.

 

유럽의 일반적인 주거주택을 기준으로 할 경우, 유럽의 한 가정당 사용되는 일일 평균전력량은 10kWh이며, 3kW급의 태양광발전 시스템이 장착되면 이를 통하여 하루 평균 8.5kWh 정도를 발전(겨울 3kWh, 여름 12kWh)하게 된다. 태양광발전에서 생산된 전기는 가정에서 직접 사용 할 수 있는 전력량은 4.5kWh 정도이며 발전량의 나머지인 4kWh는 ESS를 통하여 저장했다가 저녁 및 밤에 사용할 수 있게 된다. Sol-ion 프로젝트를 수행한 결과 ESS를 통하여 태양광발전에서 생산된 전력의 자가 소비량이 30~60%가 증가함을 볼 수 있다.

 

 

 

우리나라에서는 아직 생소하지만 독일의 경우 P2G(Power to Gas)를 Energy Storage의 중심 기술로 개발을 추진하고 있다. 그 이유는 태양광, 풍력과 같이 출력 변동성이 큰 신재생에너지의 보급이 급속도로 확대되고 있기 때문이다. P2G는 전력계통에서 수용할 수 없는 신재생에너지(풍력, 태양광)로 생산되는 전기를 이용하여 물을 전기분해하여 수소(H₂)를 생산하거나 또는 생산된 수소를 이산화탄소(CO₂)와 반응시켜 메탄(CH₄) 등의 연료 형태로 저장 및 이용하는 기술이다. 이렇게 생산된 수소와 메탄가스는 연료전지(Fuel Cell) 또는 가스터빈 등의 발전연료로 사용하거나 연료전지자동차나 CNG 등의 수송 연료로 사용할 수도 있다. 또한 메탄가스는 기존의 도시가스망에 공급하여 가정의 연료로 사용을 할 수 있다. 이처럼 독일이 P2G라는 Energy Storage 기술을 중점적으로 개발함으로써 신재생에너지의 이용률을 높일 수 있고, 전력분야 이외에도 가스·수송·화학분야 등에도 사용이 가능할 것으로 보기 때문이다.

 

현재 독일의 P2G 생산 효율은 실증 결과를 기준으로 수소 생산의 경우는 63~73%, 메탄 생산은 42~65%였으며, 투자비는 약 250만 원/kW 수준인 것으로 알려져 있다

 

 

 

지금까지 태양광발전 설비가 전 세계적으로 가장 많이 설치된 독일이 ESS를 도입하려는 배경과 중점적으로 연구개발을 진행하는 Energy Storage 분야를 살펴보았으며, 다음 컬럼(하편)에서는 본격적으로 독일의 ESS 보조금 정책/ 제품 동향/ 시장 전망에 대해서 다룰 예정이다.