[테크다이브] 친환경 에너지 핵심 ‘ESS’…K배터리 팔 걷은 이유

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[테크다이브] 친환경 에너지 핵심 ‘ESS’…K배터리 팔 걷은 이유

디지털데일리 발행일 2023-10-18 17:18:32

배태용 기자

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미국 최대 신재생 ESS 전시회 ‘Re+ 2023’에 참가한 LG에너지솔루션 [ⓒLG에너지솔루션]

[디지털데일리 배태용 기자] 최근 배터리 업계에선 국내 배터리 업계 맏형인 LG에너지솔루션이 미국 애리조나주 ESS용 LFP 배터리 생산 공장 착공 돌입했다는 소식이 전해져 떠들썩했습니다. ESS 시장이 LFP 배터리 중심으로 편성됐다고 판단, 관련 배터리 생산을 늘려 현재 중국 중심으로 편성돼 있는 ESS 시장에서 경쟁력을 강화하겠다는 것으로 풀이됩니다.

LG에너지솔루션은 ESS 매출을 5년 안에 3배 이상 확대하겠다는 구체적인 목표까지 제시할 정도로 강한 포부를 드러냈는데, 그렇다면 LG에너지솔루션이 이렇게 드라이브를 걸고 있는 ESS란 무엇일까요?

전기를 저장하고 필요할 때 사용할 수 있는 ESS(에너지저장장치⋅Energy Storage System)는 최근 전력산업의 핵심 기술로 주목받고 있는 배터리입니다. 특히 이 ESS는 환경 문제가 전 세계적으로 주요 화두로 오르면서 더욱 주목받고 있습니다.

신재생에너지와 ESS 수요가 무슨 관계가 있는지 생각할 수 있는데요. 신재생에너지 대표 발전소로 분류되는 태양광, 풍력 발전소는 ESS 없이는 가동이 어렵다고 보면 이해하기 쉽습니다.

태양광이나 풍력과 같은 신재생에너지는 날씨나 계절에 따라 발전량이 변동하기 때문에 전력망에 부담을 주기도 하는데요. 이때 ESS를 활용하면 신재생에너지의 출력을 안정화할 수 있습니다. 과잉 발전된 전기를 저장해 두었다가 수요가 많은 시간대에 공급할 수 있도록 저장하는 역할을 하는 것이죠. 낮에 태양광을 통해 만든 전기를 비축해 뒀다가 태양광이 없는 저녁에 사용할 수 있도록 돕는 역할을 한다고 보면 됩니다.

ESS는 고정된 장소에서 장기간 작동해야 하므로 경량화나 에너지 밀도보다는 안전성과 가격이 중요합니다. 이 때문에 리튬이온 배터리 중에서 화재나 폭발의 위험이 가장 낮은 ‘LFP(리튬인산철)’ 배터리를 주로 사용합니다. LFP는 인산철과 탄산리튬을 주요 소재로 사용하기 때문에 삼원계나 사원계 배터리보다 원가가 저렴하다는 장점도 갖고 있습니다.

ESS는 신재생에너지 저장뿐 아니라 다른 장점들도 많은데요. 전력 요금 절감과 정전 대비 측면에서도 탁월하다는 특징을 갖고 있습니다. ESS를 설치한 가정이나 상업시설은 전력 가격이 낮은 시간대에 충전하고 가격이 높은 시간대에 사용 또는 판매함으로써 전력 요금을 줄일 수 있습니다. 또한, 정전이 발생하면 저장된 전기를 활용해 비상 전원으로도 사용할 수 있습니다.

삼성 배터리 박스(Samsung Battery Box). [ⓒ삼성SDI]

친환경적인 데다 효율도 좋기 때문에 여러 국가가 신재생에너지를 장려하면서 관련 시장은 빠르게 성장하는 추세입니다. 산업조사기관 블룸버그NEF에 따르면 글로벌 ESS 시장은 2021년 110억 달러(약 14조3100억 원)에서 2030년 2620억달러(약 340조9140억원)으로 9년간 24배 이상 성장할 것이라고 전망했습니다.

이렇게 주목받고 있는 ESS는 현재 중국이 시장을 꽉 잡고 있다고 해도 과언이 아닙니다. SNE리서치에 따르면 지난해 ESS 판매 실적 기준 LG에너지솔루션과 삼성SDI의 시장 점유율은 각각 7.5%, 7.3%에 불과했습니다. 1·2위는 중국 기업인 CATL과 BYD로 각각 점유율 43.4%, 11.5%로 과반 이상을 차지하고 있는 실정입니다.

중국이 이렇게 ESS 시장을 선점할 수 있었던 것은 거대한 내수 시장을 통해 ESS 설치량을 늘려온 결과입니다. 하지만 이제는 이를 넘어 중국은 LFP 배터리를 앞세운 저가 공세를 펼치면서 해외 ESS 시장에서 점유율을 늘리려고 움직이고 있는 모습입니다.

이러한 중국의 움직임을 조기에 견제하기 위해 LG에너지솔루션이 북미에 대규모 공장을 건설하는 것으로 풀이됩니다. 하지만 우리나라의 나머지 대표 배터리 기업인 삼성SDI와 SK온은 아직 분위기를 살피고 있는 모습입니다.

삼성SDI는 수익성 위주의 경영전략을 채택하며 아직 북미 등에서 배터리 생산을 본격화하진 않고 있습니다. 다만 ESS 개발에 있어서까지 손을 놓고 있는 것은 아닙니다. 올 하반기 삼성SDI는 ESS 신제품인 ‘삼성 배터리 박스(Samsung Battery Box·SBB)’ 출시할 계획입니다.

ESS 배터리 셀과 모듈 등을 하나의 박스 형태로 만든 제품으로 전력망에 연결하면 바로 사용할 수 있습니다. 사용자가 모듈을 직접 설치할 때 생길 수 있는 화재나 성능 저하 등의 위험을 차단한 것이 특징입니다. 현재 한국 울산과 중국 시안에서 ESS 제품을 생산하고 있습니다.

SK온은 북미 시장을 중심으로 ESS 사업을 준비 중입니다. 올해 반기보고서를 통해 “미래 성장동력으로 ESS 사업을 적극 추진하고 있다”라며 “미국 지역과 신재생에너지 연계용 ESS에 집중해 매출 비중을 점진적으로 증대할 계획”이라고 밝혔습니다. SK온은 향후 ESS 전용라인도 확보해 매출 비중을 점진적으로 늘린다는 계획입니다.