요금 싼 밤에 전기 저장, ESS(대용량에너지저장장치)가 '차세대 에이스'

중소형 리튬전지 1위인 삼성SDI, 일본·미국·유럽 등에 수출 박차

리튬이온 배터리 수천개 모아 제작 전기 안정 공급·요금 절약 효과

김순호 삼성SDI 부장이 지난해 1월 기흥 본사 사업장 내에 설치해 운영 중인 1MWh(메가와트)급 대용량에너지저장장치(ESS) 앞에서 ESS의 성능에 대해 설명하고 있다. 삼성SDI 제공

27일 경기 용인시 삼성SDI 기흥사업장 내 한 켠에는 알록달록한 그림으로 꾸며진 작은 건물이 눈에 띄었다. 회사 관계자는 “약 4,600개 리튬이온배터리를 모아 만든 1㎿h급 대용량에너지저장장치(ESSㆍEnergy storage system)”라며 “갈수록 전력을 효율적으로 쓰는 것이 중요해지고 있는데다 전 세계 중소형 리튬이온배터리 1위라는 장점을 최대한 살릴 수 있는 분야이기 때문에 회사의 미래를 이끌 차세대 에이스로 꼽고 있다”고 설명했다.

ESS는 고압의 교류 전기를 저압의 직류 전기로 전환한 다음 이를 배터리에 저장해 뒀다가 필요할 때 이를 다시 교류로 바꿔 쓸 수 있도록 하는 장치로 3, 4년 전부터 기업의 데이터센터 등에 쓰이는 예비전력공급용 무정전전원장치(UPS)나 소규모 가정용 제품을 중심으로 시장이 형성되고 있다. 최근 전기차에 쓰이는 리튬이온배터리의 기술력이 빠르게 발전하면서 이와 밀접한 ESS 시장도 큰 관심을 받고 있다. 시장조사기관 IHS등에 따르면, 전 세계 ESS 시장 규모는 올해 19억 달러(약 1조9,600억 원)에서 2017년에는 84억 달러, 2020년에는 159억 달러까지 커질 것으로 예상된다.

ESS는 전력의 수요와 공급이 시시각각 변하는 상황에서 이를 안정적으로 유지하고, 초과 생산돼 허비하는 전력을 줄여 전기료를 아낄 수 있다는 점이 큰 장점이다.

전력사용량은 하루 중 오후 2~4시 사이에 정점에 도달한 후 밤이 되면 크게 줄어들지만 전력의 송배전망은 피크 때를 기준으로 공급해야 해 낭비가 심하고, 때문에 전기료 중 기본 요금도 올라가게 된다. 김순호 삼성SDI ES마케팅 그룹 부장은 “ESS를 활용하면 전력 사용량을 줄일 수 있어 전기요금에 큰 비중을 차지하는 기본요금을 낮출 수 있다”며 “특히 전기요금이 싼 밤에 전기를 사서 저장했다 전기 값이 비싼 낮 시간에 쓸 수 있다”고 말했다.

1㎿h급 ESS를 설치 운영 중인 삼성SDI 기흥본사의 경우 밤 사이 ESS에 저장한 전기를 오전 11시~낮 12시, 오후 1시~5시 등 피크 때 쓰고 있는데, 회사 관계자는 “기본 피크 부하를 줄여서 약 2,000만원, 하루 전기 요금 차로 인한 절약 금액 약 4,000만원 등 1년에 6,000만원 정도를 줄이고 있다”고 말했다.

태양광, 풍력 등 신재생 에너지원은 자연 환경의 영향을 받기 때문에 발전 시점이나 발전량이 불규칙한데 ESS를 활용하면 이런 문제도 해결할 수 있다. 김 부장은 “안정적 전력 공급을 위해서는 전력 주파수 역시 안정적으로 유지돼야 하는데 ESS가 여기에도 큰 장점을 가지고 있다”고 덧붙였다.

삼성SDI는 미국 유럽 일본 중국 등 전 세계 ESS시장에서 빠르게 영역을 넓혀가고 있다. 올해 5월 일본의 가정용 ESS시장의 60% 점유율 차지하고 있는 세계적 전기부품 제조사 니치콘사에 역대 최대 규모인 약 1조원 규모의 가정용 ESS 공급 계약을 맺었다.

지난해에는 독일 유니코스사와 함께 독일 전력회사 베막에 유럽 전력용 ESS 중 가장 큰 규모인 10㎿h급 제품 공급 계약을 맺었고, 이탈리아 최대 전력발전회사 에넬사와 손잡고 현지 스마트그리드 프로젝트에 1㎿h급 ESS를, 유니코스와 함께 영국 S&C사에 10㎿h급 전력 안정용 ESS를 공급했다. 또 같은 해 2월 미국 XP사와 공동으로 미 텍사스 전력기술 상업센터가 주관하는 스마트그리드 실증 프로젝트에 1㎿h급 ESS를 공급했다.

김 부장은 “ESS용 리튬이온배터리는 전기차용 배터리를 여러 개 묶어서 쓰는 식이라 전기차용 배터리 기술력에 강점을 지닌 우리로서는 전기차용 배터리와 시너지를 기대할 수도 있다”며 “현재 10년 안팎으로 보고 있는 ESS의 수명을 15년 이상으로 늘리느냐가 관건인데 내년 중 현재보다 1.5배 큰 용량의 배터리 개발이 가능할 것으로 보고 있다”고 설명했다.

삼성SDI는 이달 17일 중국의 태양광 인버터 시장에서 30% 이상의 점유율 차지하고 있는 선그루우사와 손잡고 ESS 합자법인 설립을 위한 양해각서(MOU)를 체결했다. 중국 시안에 건설 중인 전기차용 배터리 공장에서 만든 배터리를 활용할 수 있다는 장점을 극대화해 세계 최대 시장으로 떠오르고 있는 중국 시장을 선점하기 위한 시도다.

용인=박상준기자 buttonpr@hk.co.kr