충전인프라 모델 제안 - 에너지 자립호 모델 ④

2.신재생에너지와 에너지저장장치의 융합 전망

ESS는 사용하고 남은 에너지를 저장하여 필요할 때 사용할 수 있도록 하는 장치로, 용량에 따라 소형, 중형, 대형 등으로 구분한다. 최근 태양광, 풍력 등 신재생에너지의 확산과 더불어 에너지저장장치(ESS, Energy Storage System)의 보급도 늘고 있으며, 특히 최근에는 태양광발전 시설이 설치된 가정에서 주중 잉여전력 저장용으로 가정용 ESS(냉장고와 비교해 일명 전장고라고도 불림) 설치가 확산되고 있다. ESS가 설치된 가정은 태양광발전이 가능한 주중에 사용하고 남은 전기를 저장했다가 야간이나 흐린 날에 사용할 수 있으며, 더 나아가서는 잉여전기를 중앙 전력시스템을 통해 판매도 가능하다.

한 달에 평균 450kWh의 전력을 사용하는 가정을 생각해보자. 이 가정이 태양광 임대사업을 통해 6kW급 태양광 패널을 설치했다고 하면, 하루 일조시간을 5시간 정도로 계산해 하루에 30kWh의 전력 생산이 가능함을 알 수 있다. 한 달이면 약 900kWh의 전력이 생산된다. 일상에서 사용하는 450kWh의 전력을 소모하고도 50%인 450kWh의 전력이 남게 된다. 만약 별도의 ESS를 가지고 있지 않다면 발전되는 순간 모두 그대로 사라지는 에너지이다. 기본적으로 전기는 저장되지 않는 휘발성이라는 특성을 갖고 있기 때문이다. 하지만 15kWh 용량 수준의 가정용 ESS를 가지고 있다면, 그리고 이 가정이 전기차를 가지고 있다면, 이야기는 조금 달라진다.

낮 시간 동안 사용되고 남은 에너지는 ESS에 차곡차곡 쌓일 것이다. 발전용량과 사용용량을 비교해보면 더 이상 태양광 발전이 불가능한 저녁 시간에도 ESS는 완충 상태로 이용이 가능할 것이다. 이 15kWh의 전력을 심야까지 이용하고, 퇴근 후 전기차의 배터리 충전을 위해서 사용할 수 있다. 하루 평균 60km를 이동하는 운행 패턴을 가지고 있다면 약 10kWh 가량이 전기차 충전을 위해서 사용될 것이다. 아침이 되고 태양이 다시 나타나면 태양광 충전은 다시 시작된다. 이상적인 이야기처럼 보일 수도 있지만, 지금의 현실에서 얼마든지 가능한 에너지자립호가 되는 것이다. 이처럼 신재생에너지와 ESS의 융합, 특히 가정용 ESS는 신재생에너지의 활용도를 높이고 효율성을 극대화하기 위해 필수적인 시스템이다.

전세계 가정용 ESS 시장은 아직까지 초기 단계이나 태양광발전 보급률이 높고 가정용 ESS에 대한 정부지원이 적극적인 유럽, 일본, 북미 시장을 중심으로 빠르게 성장하고 있으며, 당분간 성장률은 더욱 확대될 전망이다. 2014년 기준 전세계 가정용 ESS 시장규모는 215MWh였으나 10년 후인 2024년에는 16,713MWh로 80배 가까이 성장할 것으로 예상하고 있다. 특히, ESS용 배터리 시장에서 국내 기업인 LG화학과 삼성SDI의 세계시장 점유율이 40%를 상회하고 있어 더욱 기대가 되는 분야이다.