케즘 대안 ESS 열쇠는 `안전성`...비슷한 듯 다른 기술 [테크다이브]

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케즘 대안 ESS 열쇠는 '안전성'...비슷한 듯 다른 기술 [테크다이브]

디지털데일리 발행일 2024-06-04 17:36:32

배태용 기자

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국내 한 공장에서 에너지저장장치(ESS)에서 불이 나 소방대가 진화 작업을 벌이고 있다. [ⓒ연합뉴스]

[디지털데일리 배태용 기자] 북미 지역을 중심으로 ESS(에너지저장장치)의 수요가 크게 늘어나며 국내 배터리 기업들은 전기차 케즘(수요 폭발 전 일시 둔화) 대안으로 ESS를 점찍고 있습니다.

북미는 전력 인프라를 구축한 지 오래됐지요. 노후화로 인한 정전이 많이 발생하고 있는데, 땅이 워낙 넓어서 송⋅배전 선로를 모두 교체하기가 쉽지 않은 상황입니다. 이 때문에 주요 도시의 외곽에 부지를 마련하고 풍력, 태양광 발전소를 대거 지어 전력을 독자적으로 운영하는 방식을 추진하고 있습니다.

풍력, 태양광과 같은 에너지원은 한시적이기 때문에 비축해 둘 ESS가 필요하다는 것은 디지털데일리 소부장 시리즈, 테크다이브를 구독하는 독자분들은 모두 아실 겁니다. 이 때문에 업체들이 ESS 시장에 뛰어들고 있는 것이지요.

발전소가 들어서기 위해서, 필요한 ESS. 수요가 넘치는 가운데에서도 따질 건 잘 따져야 합니다. 과거 폭발, 화재 등 이슈가 컸던 만큼, 이러한 리스크가 적은 제품을 사용하는 것이지요.

북미 시장 역시 ESS를 고를 때 안전성을 무엇보다 중요하게 여기고 있습니다. 제품에 대한 표준 및 인증 규격들이 정립되고 강화하고 있는 것도 다 이 이유이지요.

한국 배터리 기업도 이러한 니즈(Needs)를 정확히 파악하고 있습니다. 안전성 문제를 그냥 지나치지 않는다는 것이지요. 각 기업은 저마다의 방식으로 안성을 끌어올리는 데 집중하고 있습니다.

최근에는 이러한 한국 기업들의 노력이 전달되며, 미국 시장에서 성과를 거두고 있는 기업들이 하나둘씩 생겨나고 있습니다. 맏형 LG에너지솔루션이 최근 대규모 수주에 성공했습니다. 지난달 한화솔루션 큐셀부문(한화큐셀) 미국법인과 총 4.8GWh(기가와트시) 규모의 ESS 배터리 공급 계약을 체결했다고 발표했습니다.

계약 금액은 밝히지 않았지만, 업계에서는 약 1조4000억원 수준으로 추정하고 있습니다. 이는 LG에너지솔루션이 그동안 진행했던 전 세계 전력망 ESS 프로젝트 사상 단일 기준 최대 규모이지요.

LG에너지솔루션이 이 같은 성과를 거둔 데엔 '안전성 검증'이 주효한 역할을 한 것으로 전해집니다.

ESS 안전성 검증은 크게 두 단계로 나누어서 평가됩니다. 사고 발생 전 관리에 해당하는 '사전 예방' 그리고 사고 발생 시 관리하는 '후처리'인데요. 사전 예방의 경우는 시스템통합(System Integration·SI)을 더러 말합니다. 고객들에게 기획, 설계 유지⋅보수 등 모든 과정을 아우르는 시스템을 제공하는 것으로 OS 차이 등이 있을 순 있으나, 큰 차이는 없는 것으로 전해집니다.

다만 후처리 부문에는 다소 차이점을 보입니다. LG에너지솔루션은 미국 애리조나에 LFP(리튬⋅인산⋅철) 중심의 ESS 공장을 짓고 있을 정도로 LFP ESS에 힘을 주고 있는데요. LFP ESS는 별도의 주수 시스템 및 소화 약제 없이 화재 발생시 진압이 가능합니다.

혹시 모를 화재 발생에선 팩 내에서 전이가 멈추도록 셀과 셀 사이 일정 간격으로 베리어 적용, 열 전이를 지연시키고 CMA(셀 묶음)와 CMA 간 공기층을 확보해 추가적인 열전이 방지합니다. 이는 UL9540A 인증 규격 기준을 충족했습니다.

ESS용 배터리를 만들고 있는 삼성SDI는 '주수 장치'라는 특수 소화 시스템을 도입했습니다. 이 시스템은 배터리 랙 상단에 설치된 연기 감지기를 통해 화재가 감지되면 해당 모듈에 특수 소화 약제를 직분사해 진압합니다.

주수 장비는 배터리 모듈의 온도 상승이나 연기 발생 시 물을 분사해 대형 화재로 번지는 것을 막는 역할을 합니다. 이를 통해 ESS 시설의 안전성을 높이고 화재 위험을 최소화할 수 있지요. 이렇게 초기에 화재 진압이 이뤄지면, 향후 모듈 단위로 수리가 가능하다고 합니다.