식지않는 신재생에너지열풍 확산지속세

[분당실장]

식지 않는 신재생에너지 열풍...확산 지속세

세계 발전량 예상 증가량 중 절반 이상 차지

 

태양광과 풍력을 선두로 한 신재생에너지원이 전 세계적으로 높은 성장세를 유지할 것으로 나타났다. 세계 발전량의 예상 증가량 중 절반 이상이 신재생에너지원으로 만들어질것으로 예상되면서다.

에너지경제연구원은 지난 6일 ‘주요 국가의 친환경 에너지정책 추진과 신재생에너지 역할 변화’ 보고서를 내놓고 2016년부터 2040년까지 전 세계의 발전량이 1만4520TWh 증가할 것으로 전망했다. 

이중 신재생에너지원 발전량은 9667TWh 증가하며, 세계 발전량 증가폭의 67%가량을 차지할 것으로 내다봤다. 특히 풍력과 태양광은 세계 신재생 발전량 성장을 견인할 것으로 예측됐다. 

연구원 분석에 따르면 예상되는 세계 신재생 발전량 중 풍력의 발전량 증가폭은 3289TWh, 태양광은 2859TWh다. 이로 인해 전체 발전량 비중에서 풍력이 차지하는 비중은 4%에서 10.9%로, 태양광은 1.2%에서 8.9%로 높아진다. 

결과적으로 이러한 신재생에너지원의 증가는 전 세계 발전량 구성에서 신재생에너지원 설비의 비중이 40%에 육박하는 결과를 불러올 것으로 보인다. 

국제에너지기구(IEA)는 지난해 ‘World Energy Outlook 2017’에서 전체 발전량 중 신재생에너지 비중이 2016년 24.3%에서 2040년 39.9%로 높아질 것으로 예상한 바 있다.

이 중 신재생에너지원 발전량의 증가가 두드러지는 국가는 중국, 인도, EU 국가 등이다. 

중국의 경우 2016~2040년 중국 내 신재생에너지원 발전량은 전체 발전량 증가폭의 65.2% (2708TWh)를 차지할 것으로 전망된다. 

중국 전체 발전량 구성에서도 신재생에너지원 설비의 비중이 2016년 25.9%에서 2040년 41.9%로 확대될 전망이며, 그중 동기간 풍력과 태양광의 발전량 비중은 각각 9.2%p, 9.0%p 높아지고 수력의 비중은 4.8%p 낮아질 것으로 연구원은 분석했다.

인도 역시 동기간 발전량 증가폭의 49.2% (1478TWh)를 신재생이 차지하면서 증가폭의 절반가량을 신재생에너지로 채울 것으로 보인다. 

EU 국가들의 경우 석탄 화력의 비중은 22.0%에서 5.9%로 낮아지는 반면 신재생에너지 전원의 구성비는 30.8%에서 56.2%로 확대될 것으로 전망됐다. 

특히 풍력 발전량의 구성비가 9.9%(2016년 기준)에서 27.1%(2040년)로 17.2%p 높아져 가장 큰 증가폭을 기록할 것으로 보인다. 같은 기간 태양광 발전량의 구성비는 3.3%에서 6.3%로 확대될 것으로 예상된다.

작성 : 2018년 08월 09일(목) 11:48
게시 : 2018년 08월 10일(금) 08:46

김예지 기자 kimyj@electimes.com        김예지 기자의 다른 기사 보기

[에너지경제신문 이현정 기자]지난 세 달 사이에 전국적으로 에너지저장장치(ESS) 다섯 곳에서 화재가 발생했다고 했으며, 그동안에 불이 난곳은 총 7곳에 이른다

화재에 업계를 중심으로 불안감이 증대되자 삼성SDI는 선제적으로 리튬이온 배터리 구매고객사를 대상으로 ‘잠정적으로 ESS를 충전잔량(SOC) 70% 이내로 가동해달라’는 공문을 보냈다. 

LG, 삼성SDI 등 제조사가 배터리를 납품하면 중소기업이 모듈 제작의 PCS,, 공조시스템 등등 전반적인 과정을 맡아서 설치를 하는데, 한 ESS업계 관계자는 "이제껏 리튬이온배터리(리튬, 코발트, 망간, 니켈) 제품을 쓴 곳에서 화재가 났었다. 그런데 최근에는 LG화학 제품을 사용한 곳에서도 2∼3건 화재가 발생한 것으로 알고 있다"며 "언젠가는 일어날 일이었다. 리튬이온계는 폭발성을 잠재적으로 안고 있어 폭발위험성이 낮은 삼원계 NCM (리튬 이온 이차전지의 종류)를 쓰려는 노력을 해왔다"고 설명했다.  

그리고 한편에서는 ESS배터리 제조사의 문제가 아니라 모듈제작업체의 문제라는 지적도 나왔는데, 서정대학교 박철완 자동차학과 교수는 "삼성이 70%로 줄였다는 것은 셀의 문제가 아니라 ESS 시스템 자체의 문제가 있는 것"이라며, 시스템의 약점을 지적했는데, 이문제는 자세한 분석이 필요하지만 일단은 배터리를 구성하는 쎌과 모듈과 렉까지 대기업에서 완성품으로 만들어서 판매를 하고  하고 있으므로 원인 규명이 되기 전까지는 그 신뢰도를 벗어날 수는 없을 것으로 보인다.   

현재 정부 당국도  ESS 화재의 원인규명에 나서고 있으며, 산업통상자원부와 전기안전공사는 ESS 문제점을 인지해 10메가와트(MW) 이상을 중심으로 58개 현장을 돌아다니며 실태조사를 벌이고 있는 중으로 알려졌다. 이애 전기안전공사는 전국적으로 공장과 빌딩 그리고 태양광발전연계 약 120곳 등을 포함하여 ESS가 설치된 현장을 총 약 900개 정도로 파악하여 7월 말까지 전수조사를 마칠  예정에 있는 것으로 알려젔다

한편 리튬이온인산철배터리는 반 영구적이면서도 폭발위험성이 낮은 삼원계 NCM (리튬 이온 이차전지의 종류)로써 산업자원통상자부와 에너지공단 신재생에너지센터에서는 REC 가중치를 규정대로 현재는 5.0을 주고 있으며, 인산철배터리의 질문에 대한 답변도 시험성적서 발부와 정해진기관에 등록을 마치면 REC 가중치를 준다는 답변으로 바뀌어져 있음을 들어보실 수가 있게 되었습니다

1. 리튬이온배터리를 구성하고 있는 것은 리튬+망간+코발트+니켈입니다. 그런데 코발트는 폭발물제조에 들어가는 품목에 속하는 것으로 알려져있어서 온도에 민감하다고 합니다. 이에 리튬이온배터리를 생산하는 삼성SDI에서는 1년사이에 ESS가 터지고 불이 다량으로 많이 발생하게 되었으므로, 배터리의 폭발과 화재를 막기 위해서 긴급으로 ESS 베터리의 충전을 70% 이상 하지 말라는 지시를 내려다고 하는데, 정말로 그렇게 지시가 내려졌다면, 앞으로 리튬이온배터리(삼성과 엘지)는 태양광연계용으로는 부적절하다는 판단이 서는 것인데, 그 이유가 수익성면에서 배터리 제체손실 30%를 미리 안고 들어감으로써, 거기에다가 날씨손실까지 더하면 약 50% 정도의 가동효율을 볼 수밖에는 없다는 사실로써 태양광연계용 수익성에는 적합하지 않는 ESS배터리임이 증명이 된 것이라 하겠습니다. . 

왜냐하면 배터리 자체에서 저축해야할 에너지 저장량인 전기를 충전시 30%를 까먹은 70%만 충전을 하게 되고, 충전된 전기를 한전으로 방출할 때도 최소 7%를 남겨두고 방출해야하며, 배터리 충방전에서 약 3% 자체손실 하여 약 10%면 모두 40%의 에너지 손실에 날씨손실까지 합치면, 배터리 사용효율은 약 50% 정도로 뚝 떨어져버리게 때문에, 리튬이온배터리(리튬+코발트+망간+니켈)는 이제 태양광연계용 ESS로는 적합하지 않다는 결론임을 확실히 알려드리는 것입니다.   

▶2. 두번째로 리튬이온배터리가 태양광연계용으로 그동안에 각광을 받고 있었는데, 이렇게 태양광연계용으로는 부적합하다는 결론이 나온 반면에, 반영구적이면서 폭발성이 거의 없는 리튬이온 인산철배터리가 각광을 받으며 태양광연계 ESS 시장을 이끌어가게 되었다는 것입니다. 이 리튬이온배터리가 바로 리튬이온인산철배터리인데, 그 구성물은 당연히 리튬과 인산, 염, 철이며, 다소 무겁고 부피가 많을 뿐이지만, 반영구적이고 안전성에서는 탐침실험과 충격실험에서 가스가 조금 새어나왔을 뿐이며 전혀 폭발과 화재가 없었습니다. 

그리고 그동안의 ESS 배터리의 운용면에서도 리튬이온인산철배터리는 리튬이온배터리(삼성과 앨제)보다도 15년간 태양광발전에서 생산되는 전기의 수익성을 약 21억원 정도를 버리지 않고 잡아주는 ESS배터리었지만, 이제부터는 삼성에서 배터리 충ㅈ번을 70% 정도로 하라는 지시를 내렸으므로, 이내용 자체도 이제는 무용지물이 되었는데, 그 이유는 삼성과 엘지베터리는 태양광연계용으로는 이미 부적격으로 탈락을 한 것이 나름이 없게 되었기 때문입니다.  

그리고 앞으로는 공장용 ESS와 빌딩용 ESS 그리고 가정용 ESS도 리튬이온배터리 중에서도 인산철로구성되어 있는 리튬이온인산철배터리(시험성적서에는 리튬이온배터리로 되어 있음)가 폭발성이 없고 반영구적인 배터리로써 태양광연계용 ESS배터리의 대세를 주도하게 되었다는 것을 알려 드립니다. 

리튬이온배터리 성능도표

(삼성SDI 배터리 충전 70%로 하달 지시에 의한 도표)

                                             작성일 2018년 5월 13일

구분＼회사	삼성 SDI	LG화학	유엔에스
배터리 구분	리튬이온배터리	리튬이온배터리	리튬이온 인산철배터리
핵심구성물	리튬, 코발트 망간, 니켈	리튬, 코발트 망간, 니켈	리튬, 인산 염, 철
효율보장	70% 이하충전 으로 의미없음	출고 안하므로 의미 없음	15년 70% 보장
2. 수 명	15년	15년	반영구적
ESS 실내온도	23도 +-5도	23도 +-5도	5도 이하 가동 35도 이상 가동
냉.난방 전력	3메가 25kw	3메가 25kw	3메가 15kw
자체전력소모	발전량의 3%	발전량의 3%	0.5%로 +2.5%
배터리충방전	충70% / 방90%		충95% / 방전 98%
충방전 손실	-40%		-7%로 +33%
무상 A/S	배터리 2년	배터리 2년	시스템 전체 3년
시스템 A/S	3~5년	3~5년	자체관리 15년
효율 소명과 에너지 손실 15년간 배터리 자체의 손익계산	년 2% 소명 15년 240% 손실 충방-40% 손실 15년 600%손실 합계 –840% 8.4년 수입금 무	삼성과 규격이 동일한 것으로 보지만 수출용 배터리가 모자라 출고하지 않으 므로 의미 없음	년 1% 이하 소명 15년 120% 손실 충방 –7% 손실 15년–127% 손실 자체손실까지 1.25년의 수익손실
PCS 사양	카코 외	카코 외	카코 외 다기업
ESS제작설치	판매회사 하청	판매회사 하청	제조사 설치관리
ESS 배터리 설치 기간	충전 70%로 출하 포기상태	자동차용 딸려 출하 포기상태	3메가 60일 설치 이상은 날자 조율
무 게 /톤	3메가 약 29톤	3메가 약 29톤	3메가 전체 35톤
설치 장소	건물 밖만 가능	건물 밖만 가능	건물 내외 가능
안전성	충격, 온도상승 시 화재발생 가	충격, 온도상승 시 화재발생 가	폭발과 화재 거의 없음
상업성으로 본시스템의 편리성	효율 60% 이하 떨어지면 폐기로 6년 이내 폐기	자동차용 딸려 출하 포기상태로 별 의미 없음	20년에 한번 쎌만 교체해주면 반영구적 사용

위 도표는 삼성 SDI가 태양광연계용 리튬이온배터리의 충전을 70% 선으로 잡으라고 배터리 거래에 지시를 함으로써, 그동안 짧은 1년 사이에 태양광연계용 ESS 배터리가 불이났던 것을 감안하여 한 조치라는 것으로 보입니다. 이는 진작부터 자동차용 배터리 주문물량이 쇠도하여 바쁜 삼성SDI의 한편으로는 풀어주면서, 그동안에 쭉 거래를 해왔던 곳이라 ESS 배터리를 주문한 대로 주지 않을 수가 없었는데, 이 기회를 노려 태양광연계용 ESS배터리를 판매하지 말라는 경고를 한 셈이라고 보는 것이 좋을 듯 합니다.

물론 후속 조치가 얼마 후에 있을 수도 있겠지만, 그때는 ESS REC 가중치가 떨어질 EO 쯤이 아니느냐는 관측이므로, 이제 삼성SDI와 엘지의 리튬이온배터리는 태양광연계용으로는 수익성에서는 부합하다는 판단을 내렸다고 보는 것입니다. 하여 위 도표처럼 리튬이온 인산철배터리와 비교하여 내은 내용을 보더라도, ESS배터리 사장은 앞으로 리튬이온 인산철배처리가 당분간은 주름잡을 것이란 망입니다. 

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▶절대농지인 농업진흥구역과 거리제한에 묶인 땅 

   2,500평이면 1,500평에 곤충사지어 메가급태양광한다.

곤충사 지을 땅은 이제 절대농지인 농업진흥구역에도 가능 하게 되었으며, 그동안 태양광발전의 거리제한에 묶였던 땅들도 곤충사를 지어서 곤충사육 농사를 짓고, 태양광발전도 할 수가 있게 되었습니다. 곤충사는 특별법에 의해서 건폐율이 대부분 60% 이며, 태양광설비 500kw 이하는 개발행위와 환경영향평가와 농지전용부담금 등이 없고, 논밭에는 개발행위도 없을 뿐만 아니라, 곤충사육사를 짓는데는 신고 및 허가만 떨어지면, 곧바로 태양광발전 인허가도 동시에 진행이 가능 합니다. 

그리고  곤충사육사 50 평이면 농사지어 년 약 일억원까지도 수익을 올릴 수 있는 농사정보도 알려드리겠으므로 저에게 찾아 오시기를 바라며, 이 장에서는 이렇게 곤충사 지붕에 태양광설비 메가급을 설비하였을 때 1,500 평정도의 곤충사를 지어야 한다는 것을 알려 드립니다. 즉, 149평짜리 곤충사육사 10개동을 짓거나 100평짜리 15개동을 지으면 태양광발전설비 일메가를 설비할 수가 있다는 것입니다.

그리고 2018년 5월달에 안동에 있는 태양광발전소가 메가급에서 약간 모자라는 960kw 용량인데 에너지 저장장치인 ESS 3.4배수를 설치하여 5,600만원이 들어 왔다고 하는데, 만약에 그 발전소가 999kw 였다면 6,000만원이 들어온다는 내용이 되는 것입니다. 이는 메가급 태양광발전 999kw 였다면 년 매출이 7.2억원 정도가 된다는 내용인데 ESS 배터리는 3.4배수를 설치했답니다.

이를 년 평균치로 낮게 잡아서 태양광메가급에 3.4배수의 ESS를 설치했다면, 년 매출을 6억원으로 잡아주고 수익성을 따져봐도 이는 엄청난 수익구조라는 생각이며, 여기에다가 곤충사육까지 한다면 년매출이 20억원은 바라볼 수 있지 않겠는가 라는 생각을 해본다는 것입니다. 

뿐만 아니라 2018년 7월 23일에는 춘천 하림닭집에서 알려왔는데, 태양광발전량이  하루에 6.7시간이 발전 됐다며 이렇게 많이 생산을 해도 되느냐며 좋아했습니다. 그러니까 메가급태양광발전에서 하루에 6,700kw의 전기를 생산했다는 것이었습니다. 그러면서 그 이유를 저에게 알려주라는 것이었습니다. 답변은 시원하게 바람이 잘 통하는 곳이고 예전과 달리 지구 온난화로 인해서 자외선이 폭주하여 전기가 많이 생산된다 였습니다. 태양광전기는 자외선으로 생산을 하는거니까요. 

그리고 곤충사 용적율과 허가에 관한 것은 각 시군의 농지과(농정과)와 개발과 그리고 산림과에 문의 하시고, 태양광전기 선로용량을 알아보시려면 시군의 한전 전력공급팀에 땅번지 알려주시면서 물어보시면 됩니다. 전기선로 용량이 남아 있어야 곧바로 태양광+ESS 까지 수익을 올릴 수 있음을 알려 드리며 또한 당사에서는 곤충사 인허가부터 설비준공 + 태양광인허가와 설비준공 + ESS 설치준공까지 모두다 시작부터끝까지 다 완수하여 드리므로 아래 박광래 상무를 찾으시기를 바랍니다. 

대출조건에 대해서 

일단 오셔서 수의 하세요. 

제1금융 6개은행 6개월거치 10년상환 년 3.1%(우대금리 적용/ 자부담 20%)

제1금융 6개은행 6개월거치 12년상환 년 3.1%(우대금리 적용/ 자부담 20%)

PF 1년거치 14년상환 4.1%~4.3% / 자부담 5~20% 상황에 따라서 마추어감

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