✅ESS: 꺼내먹는 전기

[불스탁®]

✅ESS: 꺼내먹는 전기

1. ESS(에너지 저장 장치, Energy Storage System)는 전력을 저장 후 필요할 때 공급하며 에너지 효율을 향상시키는 시스템으로, 전력 불확실성에 대비하기 위한 시스템을 말함.

2. ESS의 역할은 1)과잉 에너지 저장 및 소모 방지, 2)안정적인 전력 공급, 3)신재생에너지의 간헐성 극복, 4)주파수 조정으로 전략 수요-공급 불일치 해소가 대표적임

3. 기존 태양광, 풍력 발전 등 재생에너지는 기후 변화와 입지 조건에 따라 일관성 있는 에너지 생산에 취약했으나 ESS는 신재생에너지 발전 한계를 보완하며 설치 수요가 빠르게 증가하고 있음.

4. ESS는 가정, 상업, 통신 등 전력 시설에 활용되고 있으며 대규모 정전 사태 대비와 전력요금 절약 효과도 가능.

5. ESS는 크게 배터리, PCS, BMS, EMS로 구성.

6. 배터리는 에너지 저장 부품으로 Cell, Module, Rack 단위로 구성되며 다수의 Rack이 연결되어 배터리를 구성되는데, Rack은 대략 셀 500개로 구성. 

7. BMS(Battery Management System)는 Cell, Module의 온도, 전압, 전류 모니터링을 통해 배터리 성능 효율성 제고. 이상 발견 시 충전과 방전 중단시키는 역할.

8. PCS(Power Conditioning System)는 전력변환시스템을 의미하며 직류와 교류 전기 특성을 변환하며 전략 저장과 송전을 관리한다. 교류에서 직류, 직류에서 교류로 자유롭게 변환 가능하도록 하는 역할.

9. EMS(Energy Management System)는 PCS, BMS 모니터링 및 제어를 통해 ESS가 전반적으로 최적의 효율성을 띄게 지원하는 역할 담당.

10. BEMS Station(Building Energy Management System)은 건물 에너지 관리 시스템. 건물에서 사용하는 각종 에너지들을 실시간 관리하면서 에너지의 효율적인 사용을 도움.

11. EPC(Engineering, Procurement, Construction)는 설계부터 조달, 시공까지 모두한다는 개념인데 국내 LS일렉트릭이 대표.

12. 시장조사기관 BNEF에 따르면 글로벌 ESS 설치 규모는 2021년 62GWh에서 2030년 1,028Gwh로 연평균 증가율 36.5%를 달성할 것으로 전망되며, 시장 규모는 2021년 110억 달러에서 2030년 2,2620억 달러로 가파른 성장세를 기록할 것으로 추정.

13. 특히 글로벌 ESS 시장은 미국, 유럽을 중심으로 고성장하고 있으며 아시아에서는 중국, 일본이 시장 성장을 주도하고 있다. 미국의 경우 ESS 시장 규모는 2021년 약 9Gwh였던 미국 설치량은 2031년 95GWh로 증가할 것으로 전망

14. 미국의 경우 2022년 추가된 주거용 옥상 태양광 설비 용량은 약 5.3Gwh에 달하는 것으로 추정.
 
15. 태양광 설비는 주거용과 상업용 등으로 구분되는데, 특히 미국은 주거용 태양광 성장세가 두드러지며 주거용 태양광 발전 용량이 상업용을 상회.

16. 미국의 2022년 ESS 시장 규모는 55억 달러로 전년 대비 3배 이상 성장.

17. 2022년 12월 미 동부 전략 비상사태, 2021년 2월 텍사스 대규모 정전, 2020년 8월 캘리포니아 순환 정전 발생

18. 이를 방지하고자 ESS 같은 친환경 자산에 투자 시 세금을 최대 30% 감축하는 정책안 발표했으며, 각 주는 신재생에너지 확대 방안으로 주거용, 비주거용 태양광과 ESS 설치시 보조금을 지급하고 있음.

19. 유럽의 경우 탄소중립에 신재생 에너지를 통한 에너지 가격 안정화 니즈가 더해지며 ESS 도입을 적극 추진하고 있음.

20. 유럽에서는 독일과 영국의 시장 성장세가 돋보이는데, 독일은 2050년 재생에너지가 전체 발전량의 80%를 차지할 것으로 전망. ESS는 신재생에너지 태양광, 풍력의 간헐성을 보완하기 위해 설치가 필수화되고 있음.

21. 영국은 2019년 대규모 ESS 프로젝트 필수 조건 완화를 시작으로 2021년 4월 ESS 보조서비스 이용 요금 부과 기준 개정으로 ESS 보급률 상승 기반을 마련.

22. 국내의 경우 2019년부터 연이어 ESS 화재 사고가 발생하며 선진국 대비 열세한 상황인 반면, 중국과 일본은 ESS의 고성장세 주도 중

23. 중국은 2050년 ESS 누적 설비 용량을 2019년 1.4Gwh 대비 160배 증가한 222Gwh를 목표하고 있음.

24. 일본은 탈탄소 2050 선언, RE100 실현을 위해 ESS 보급 확대 중이며 2050년 빌딩, 공장 등 에너지 다소비 사업장에 적용되는 BTM(Behind The Meter) ESS 설비 용량도 약 69Gwh에 달할 것으로 전망.

25. Telsa는 Investor Day에서 궁극적으로 탈탄소를 위해 필요한 누적 배터리 수요는 240TWh 이며, 이 중 자동차에 사용되는 것은 115TWh라고 밝혔음.

26. 특히 ESS 수요는 78TWh로 재생에너지와 연계하여 다양한 곳에 사용될 것으로 전망.

27. 테슬라는 본인들을 전기소매 사업자라고 말했는데, 이는 단순 ESS에 들어가는 배터리를 제작하는 것에서 끝나는게 아니라, 이를 활용하여 전력을 판매하겠다는 의지를 보여준 것.

28. 이는 국내 LGES도 마찬가지. EaaS 사업 확대를 언급했는데 이게 Energy As A Service 사업임. 테슬라 처럼 단순히 제조가 아니라 전력사업을 준비하고 있다는 것.

29. LGES의 경우 2025년부터 ESS 발 성과를 확인할 수 있을 것.(25년부터 20Gwh 규모로 미국내 ESS용 LFP 배터리 생산 설비 가동 예정)

30. 우리나라의 ESS 점유율은 많이 하락했음. 최근 ESS 관리 시스템을 도입하여 화재건수가 많이 줄긴 했지만, 여전히 NCM이라는 리스크를 짊어지고 있음.

31. 그래서 국내 배터리 3사도 LFP 중심으로 ESS 생산 가속하고 있으며, NCM 점유율을 LFP가 많이 가져가는 구조로 변화하고 있음. 

32. 여의도에서 LFP를 밀고 있다는 부정적인 시각들도 나오지만, 국내 배터리 셀 3사에서 LFP를 하겠다는데, 뭐가 문제인지 모르겠음. 그냥 LFP와 NCM 모두 각자의 영역에서 사용될 것으로 보임. 한 쪽이 아예 없어진다? 그건 좀 말이 안되는 듯 함.

33. 결론적으로 성장성은 이미 담보되어 있고, 2차전지 트렌드와 함께 동행해나갈 수 있는 ESS에도 지속적으로 관심을 가져야 함. 

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