이번 포스팅에서는 ESS 란 무엇인지 , 어떻게 구성되고 , 어떤 종류가 있는지 , 그리고 어떤 영향을 미치고 있는지 그리고 ESS 관련주에 대해 알아보겠습니다 . ESS 는 에너지 저장 장치 (Energy Storage System) 의 약자로 , 발전소에서 생산된 전력을 전력계통에 저장했다가 필요할 때 공급하는 시스템입니다 . ESS 는 전력의 ' 생산 - 소비 ’ 를 ⇒ ' 생산 - 저장 - 소비 ’ 의 패러다임으로 바꾸어 전력이용효율을 높여주고 , 신재생 에너지의 전력 품질 안정화에도 기여합니다 . ESS 는 대형 배터리라고 생각하면 쉽습니다 . 일상생활에서는 잘 보기 힘든데 , 그 이유는 대부분의 ESS 가 신재생 에너지 발전소 근처나 전력 공급 시스템이 위치한 도심 외곽지역에 설치되어 있기 때문입니다 .
ESS 란 무엇인가요 ?
ESS 는 전력을 저장해 두는 냉장고 같은 역할을 합니다 . 전기도 냉장고의 식품과 비슷하게 생산과 동시에 소비되어야 하는 특성을 갖고 있는데 , ESS 가 전력의 ' 생산 - 소비 ’ 를 ⇒ ' 생산 - 저장 - 소비 ’ 의 패러다임으로 바꾼 것입니다 . ESS 는 전력을 저장해 필요할 때 공급하는 전력이용효율을 높여주는 시스템입니다 . 이를 통해 전기요금이 저렴한 시간의 전력이나 신재생 에너지를 사용하고 남는 전력을 저장해두었다가 필요할 때 사용할 수 있습니다 . 태양광 , 태양열 , 풍력 , 지열과 같은 신재생 에너지의 전력 품질 안정화에도 ESS 가 사용됩니다 .
ESS 는 크게 4 가지 요소로 구성되어 있습니다 . 바로 배터리 , PCS, BMS, EMS 로 구성 되어 있습니다 .
PCS(Power Conditioning System) : 파워컨디셔닝 시스템으로 교류를 직류로 , 직류를 교류로 바꿔주는 장치입니다 . 배터리는 전류를 직류로 저장하지만 송전탑을 흐르는 전류는 교류여서 이를 바꿔주는 장치가 필요한데 , 이 역할을 PCS 가 하는 것입니다 .
배터리 : 전력을 저장하는 장치로 , 다양한 종류가 있습니다 . 리튬이온 , 나트륨황 , 리독스플로 , 슈퍼커패시터 등이 대표적인 예입니다 .
BMS(Battery Management System) : 배터리운용시스템으로 ESS 에 들어가는 수십에서 수천개의 배터리 셀을 통제하고 각종 안전장치까지 포함된 장치입니다 . 배터리의 충전량 , 온도 , 전압 등을 모니터링하고 , 과충전 , 과방전 , 과전류 등을 방지하는 역할을 합니다 .
EMS(Energy Management System) : ESS 에 저장돼 있는 전기량을 모니터하는 시스템입니다 . ESS 의 전반적인 운영 소프트웨어 역할을 합니다 . ESS 의 충방전 시점과 전력량을 최적화하고 , 전력거래 , 수익관리 , 장애진단 등을 수행합니다 .
ESS 의 종류는 어떻게 되나요 ?
ESS 의 종류는 크게 전력용 , 무정전 전원공급장치 (UPS), 가정용으로 구분됩니다 .
전력용 : 발전과 송배전 포함한 전력공급 시스템에 설치되는 ESS 를 일컫습니다 . 송전망의 안정성을 확보할 수 있고 , 주파수 제어를 통해 전력품질의 향상을 꾀할 수 있습니다 . 송전망에 설치된 ESS 는 불규칙적으로 공급되는 신재생 에너지 발전시설의 전력으로 인한 송배전망의 일시적 과부하 문제를 해결할 수 있습니다 . 대규모의 전력을 소비하는 공장에 ESS 가 설치되면 피크 부하를 억제해 전력 요금도 줄일 수 있게 해줍니다 .
무정전 전원공급장치 (UPS, Uninterruptible Power Supply) : 전력 공급이 갑자기 끊겼을 때 사용되는 ESS 입니다 . 정전과 같은 비상시에 전력을 공급하는 역할을 하는데 기업 데이터 센터나 전력 사용에 민감한 IT 관련 공장에서 UPS 의 중요성과 수요가 높아지고 있다고 합니다 .
가정용 : 가정용 ESS 는 대부분 가정용 태양광발전 시스템과 연계돼 설치됩니다 . 태양광 패널서 생산된 전력을 ESS 에 저장하고 사용합니다 . 가정용 ESS 도 UPS 처럼 정전과 같은 비상시에도 사용할 수 있습니다 .
ESS 의 성장성과 영향력은 어떻게 되나요 ?
ESS 는 신재생에너지의 보급과 함께 성장하는 시장입니다 . 신재생에너지는 환경친화적이고 재생 가능한 에너지원이지만 , 발전량이 일정하지 않고 , 발전과 소비의 시간적 차이가 있어 전력의 안정성을 해치는 요인이 될 수 있습니다 . 이러한 문제점을 해결하기 위해 ESS 가 필요합니다 . ESS 는 신재생에너지의 불안정성을 보완하고 , 전력의 효율적인 관리와 활용을 가능하게 합니다 . ESS 는 탄소중립과 에너지 전환의 핵심 기술로 인식되고 있습니다 .
글로벌 ESS 시장은 매년 높은 성장률을 보이고 있습니다 . 시장조사기관 BNEF (Bloomberg New Energy Finance) 는 전세계 ESS 시장은 2023 년까지 연평균 37% 로 고속 성장 할 것이라고 예상했습니다 1. 글로벌 ESS 배터리 시장도 연간 44.4% 의 높은 성장률을 기록 , 올해 200 억달러 ( 약 22 조원 ) 에서 5 년 뒤인 2026 년에는 1060 억달러 ( 약 120 조원 ) 에 달할 것으로 보고 있습니다 .
ESS 의 안전성과 수익성
ESS 의 안전성과 수익성은 ESS 의 설치비용 , 운영비용 , 수익원 , 정책적 지원 등에 따라 달라집니다 . ESS 의 안전성은 ESS 의 구성 요소 , 설치 장소 , 방화벽 , 공조 시스템 , 소화 설비 , 원격 감시 및 제어 시스템 등에 영향을 받습니다 . ESS 의 수익성은 ESS 의 용량 , 충방전 횟수 , REC 가중치 , 전력거래 , 전기요금 절감 등에 영향을 받습니다 . ESS 의 안전성과 수익성을 높이기 위해서는 다음과 같은 사항들을 고려해야 합니다 .
ESS 의 설치비용은 ESS 의 종류 , 용량 , 제조사 , 시공업체 등에 따라 다르지만 , 일반적으로 1kWh 당 50 만원에서 100 만원 정도입니다 . ESS 의 설치비용은 ESS 의 수익성에 큰 영향을 미치므로 , 저렴하고 품질이 좋은 ESS 를 선택하는 것이 중요합니다 . ESS 의 설치비용을 절감하기 위해서는 정부의 보조금 , 시설자금 대출 , CMI 보험 등을 활용할 수 있습니다 .
ESS 의 운영비용은 ESS 의 유지보수 , 전기요금 , 보험료 등으로 구성됩니다 . ESS 의 운영비용은 ESS 의 수명 , 안전성 , 효율성 등에 영향을 받습니다 . ESS 의 운영비용을 절감하기 위해서는 ESS 의 충방전 횟수를 적절하게 조절하고 , ESS 의 상태를 정기적으로 점검하고 , ESS 의 과부하나 과열을 방지하는 등의 조치가 필요합니다 .
ESS 의 수익원은 ESS 의 충방전을 통해 얻는 REC, 전력거래 , 전기요금 절감 등으로 구성됩니다 . ESS 의 수익원은 ESS 의 용량 , 충방전 횟수 , REC 가중치 , 전력거래 가격 , 전기요금 등에 영향을 받습니다 . ESS 의 수익을 극대화하기 위해서는 ESS 의 용량을 적절하게 설정하고 , ESS 의 충방전 시점과 전력량을 최적화하고 , REC 가중치가 높은 시간대에 ESS 를 활용하고 , 전력거래 시장의 변동을 파악하는 등의 전략이 필요합니다 .
ESS 의 정책적 지원은 ESS 의 설치비용 , 운영비용 , 수익원 등에 영향을 미칩니다 . ESS 의 정책적 지원은 정부의 보조금 , 시설자금 대출 , REC 가중치 , 전력거래 규제 완화 , ESS 안전관리 강화 등으로 구성됩니다 . ESS 의 정책적 지원은 ESS 의 시장성장과 확산에 기여하며 , ESS 의 안전성과 수익성을 높여줍니다 . ESS 의 정책적 지원을 활용하기 위해서는 ESS 의 설치와 운영에 관련된 법률과 규정을 숙지하고 , ESS 의 신청과 접수 절차를 준수하고 , ESS 의 안전대책을 수립하고 , ESS 의 성능과 효율을 개선하는 등의 노력이 필요합니다 .
ESS 관련주
ESS 관련주 중에 유망한 기술을 보유한 상장주는 다음과 같습니다 .
삼성 SDI: 삼성 SDI 는 ESS 시장에서 점유율 1 위인 선도 기업입니다 . 글로벌 시장조사 업체인 B3 에 따르면 지난해 전 세계 ESS 시장에서 삼성 SDI 는 점유율 38% 로 1 위에 올랐습니다 2. 삼성 SDI 는 시장 주도권을 강화하기 위해 올해 ESS 전용 셀 , 고용량 ESS, 고출력 ESS, 가정용 ESS 등 신제품을 잇달아 선보였습니다 .
LG 에너지솔루션 : LG 에너지솔루션은 ESS 시장에서 점유율 2 위인 선도 기업입니다 . LG 에너지솔루션은 현재 3 조 원을 투자해 미국 애리조나주에 ESS 생산 공장을 건설하고 있습니다 . 생산 규모는 16 기가와트시 (GWh) 입니다 . 이 공장은 2026 년부터 LG 에너지솔루션이 독자 개발한 ESS 용 파우치형 LFP 배터리를 생산할 계획입니다 . LG 에너지솔루션은 이와 함께 ESS 통합 솔루션 사업을 추진하기 위해 지난해 미국의 ESS 시스템 통합 (SI) 전문 기업인 NEC 에너지솔루션도 인수했습니다
SK 아이이테크놀로지 : SK 아이이테크놀로지는 전기차 배터리에 집중하던 기업이지만 , 최근 ESS 사업에도 진출했습니다 . SK 아이이테크놀로지는 분기보고서에서 “ 미래 성장 동력으로 ESS 사업을 적극 추진하고 있다 ” 며 “ 미국 지역과 신재생에너지 연계용 ESS 에 집중하고 있고 성장 잠재력이 높은 차량 충전 사업용 , 선박용 ESS 시장도 개척할 것 ” 이라 밝혔습니다 . 또한 ESS 전용 생산 라인을 확보하겠다는 계획도 덧붙였습니다 .
골드만삭스 : 골드만삭스는 글로벌 투자은행 (IB) 으로 , ESS 시장에서 살아남을 경쟁력 높은 기업 아홉 곳을 선정했습니다 . 전통 강자와 신흥 주자 , ESS 제어 소프트웨어 업체에서 세 곳씩 이름을 올렸습니다 . 전통 강자로는 삼성 SDI, LG 에너지솔루션 , CATL 을 , 신흥 주자로는 퀀텀스케이프 , 노르스볼트 , 프리올리스를 , ESS 제어 소프트웨어 업체로는 스템 , 플루언스 , 플렉스젠을 선정했습니다 .
비나텍 : 비나텍은 ESS 용 슈퍼커패시터를 개발하고 있는 기업입니다 . 슈퍼커패시터는 전기를 저장하는 장치로 , 배터리보다 충방전 속도가 빠르고 수명이 길며 환경친화적입니다 . 비나텍은 슈퍼커패시터의 핵심 소재인 카본 나노튜브를 자체 기술로 생산하고 있으며 , ESS 뿐만 아니라 전기차 , 스마트그리드 , 휴대용 전자기기 등에도 적용할 수 있습니다 .
유일에너테크 : 유일에너테크는 친환경 에너지 (2 차전지 , 연료전지 , 태양전지 등 ) 제조 장비 및 기타 산업용 자동화 장비를 개발 / 제조 / 판매하는 기업입니다 . 유일에너테크는 전기차 및 ESS 용 2 차전지 제조를 위한 조립공정의 핵심 설비를 제조하고 있으며 , 주요 생산 제품은 전기차 및 ESS 용 2 차전지 제조를 위한 조립 공정용 Notching 기 , Stacking 기 , Tab welding 기 등입니다 .
피엔티 : 피엔티는 ESS 용 중대형 2 차전지의 분리막 , 음극 , 양극 소재를 생산하는 기업입니다 . 피엔티는 중국 전력원에 ESS 용 설비를 납품하였으며 , LTO 복합 소재를 적용한 15C 급 급속 충방전 ESS 용 배터리커패시터를 개발하였습니다 .
ESS 는 재생에너지의 보급과 전력 품질의 향상에 기여하는 중요한 장치입니다 . ESS 의 안전성과 수익성은 ESS 의 설치비용 , 운영비용 , 수익원 , 정책적 지원 등에 따라 달라집니다 . ESS 의 안전성과 수익성을 높이기 위해서는 ESS 의 구성 요소 , 설치 장소 , 방화벽 , 공조 시스템 , 소화 설비 , 원격 감시 및 제어 시스템 , 용량 , 충방전 횟수 , REC 가중치 , 전력거래 가격 , 전기요금 , 보조금 , 시설자금 대출 , CMI 보험 , 법률과 규정 , 신청과 접수 절차 , 안전대책 , 성능과 효율 등의 사항들을 고려해야 합니다 .
ESS 는 우리의 미래와 일상생활에 큰 영향을 미치고 고용 시장을 재편하며 우리가 살고 있는 사회에 큰 영향을 미칠 것입니다 .