[대한민국 희망 프로젝트]<324>에너지저장장치(ESS)

우리 인류는 석탄, 석유 등 한정적인 화석 연료를 대체할 수 있는 새로운 에너지를 찾기 위한 노력에 한창입니다. 이 때문에 여러 나라에서 각종 친환경 정책을 내세워 이산화탄소 배출 저감이나 에너지 효율화 그리고 태양광·풍력을 이용한 신재생에너지원을 강조하고 있습니다.

이에 따라 에너지를 똑똑하게 사용하고 필요한 만큼만 알맞게 생산하도록 돕는 `스마트그리드(지능형전력망)`산업이 세계에 확산되고 있습니다. 이 가운데 에너지를 저장했다가 필요한 장소와 적합한 시간에 활용할 수 있는 에너지저장장치(ESS)가 스마트그리드의 핵심 아이템으로 주목 받고 있습니다. ESS가 우리 생활에 얼마나 유용한지 알아보겠습니다.

Q:에너지저장장치(ESS)란 뭔가요.

A:ESS는 쉽게 말하면 충전과 방전이 가능한 대규모 배터리입니다. 즉 전력과 에너지가 필요한 때와 장소에 공급하기 위해 전력망(그리드·Grid)에 전기를 저장하는 기술입니다. 지금까지 인류의 전기는 화력·원자력 등의 발전소에서 생산돼 국가 전력망을 통해서 가정·산업현장에서 사용한 후 남은 전기를 고스란히 버려 왔습니다. 저장했다가 다시 활용할 수 있는 기술이 없었던 것입니다. 하지만 충전과 방전이 자유로운 리튬이온이나 납축전지를 채택한 ESS가 개발되면서 버려졌던 전기를 활용할 수 있게 됐습니다.

ESS는 우리가 흔히 사용하는 휴대폰 배터리와 비슷한 형태지만 정보통신기술(ICT)을 이용해서 전력 품질과 효율을 높이는 데 크게 기여합니다. ESS를 잘 활용한다면 지난 2011년 9·15 정전 대란과 같은 엄청난 사고피해를 막을 수 있습니다. ESS는 단순한 배터리 형태의 제품이 아닙니다. 배터리시스템(배터리+BMS+팩)과 직류를 교류로 다시 교류를 직류로 바꿔주는 전력변환장치와 전력제어기술이 합쳐진 IT융합 제품입니다. 실제 크기는 다양하지만 보통 컨테이너(40피트) 크기로 만들어집니다. 덩치가 크다고 놀랄 수 있는데 이 정도 크기의 ESS(1㎿h급) 하나면 100가정(4인기준)이 하루에 사용하는 전력량과 맞먹습니다.

Q:ESS는 어디에 주로 사용되나요.

A:ESS는 주로 전력사용이 적은 심야시간 때 에너지를 저장했다가 전력 사용이 많은 낮 시간에 주로 사용되거나 정전 등 비상시에 전력을 공급하는 데 주로 사용합니다. 하지만 최근 신재생에너지와 스마트그리드 산업 발달로 ESS의 활용도가 점차 확대되고 있습니다. 신재생 에너지인 풍력·태양광 발전에서 생산되는 불규칙적인 에너지를 저장했다가, 전력이 필요한 시점에서 전력계통에 다시 공급하는 데 활용됩니다. 이때 ESS 역할은 태양광이나 바람의 세기가 일정하지 않아 발생하는 불규칙한 생산량의 균형을 맞춥니다. 민감한 전기는 발전량에 따라 주파수 등의 속성이 변하기 때문에 늘 같은 속성을 유지시키기 위해서 ESS가 발전량을 채우는 역할을 하는 것입니다. ESS 활용도를 좀 더 구체적으로 분류하면 비교적 작은 규모(수 ㎾h)의 가정용, 급속한 전력의 주파수나 전압 변동을 조정해 줄 수 있는 메가와트(㎿h)급 단주기용, 심야전력을 저장했다가 피크 부하 때 사용하는 장주기용 ESS로 나뉩니다.

Q:해외 다른 나라의 ESS시장은 어떠한가요.

A:가장 활발하게 사용하는 나라는 일본입니다. 일본은 지난 2010년 후쿠시마 원전사고 여파로 전력수급 안정화를 위해 대대적인 ESS시장 확대와 보급에 앞장서고 있습니다. 일본 정부는 지난해 말 약 3090억원의 예산을 투입해 가정과 상업시설에 ESS 구매 보조금을 지원하고 있습니다. 최근에는 주택을 구매할 때 전력 부족 보험 차원에서 수㎾ 급의 ESS를 무상으로 설치해주는 사업까지 성행할 정도입니다. 미국도 강력한 정책으로 ESS 활성화에 나서고 있습니다. 최근 캘리포니아 주정부가 2014년부터 발전사들에 2.25%의 ESS 저장 전기를 공급해야 하는 법안을 통과시켰습니다. 이 수치는 2020년에 5%로 상향 조정될 예정이고 이를 지키지 못할 경우 하루 최대 2만5000달러(우리 돈 2700만원)의 벌금을 물게 하는 등 시장 활성화에 적극 나서고 있습니다.

박태준기자 gaius@etnews.com

주최:전자신문 후원:교육과학기술부·한국교육학술정보원

◇`2030 에너지전쟁` 대니얼 예긴 지음, 올 펴냄

이 책은 문명을 이루는 에너지와 그 에너지를 대체하기 위해 각축을 벌이는 흥미진진한 내용을 다루고 있다. 혼잡한 베이징의 도로에서 카스피해 해안까지, 갈등이 그치지 않는 중동 지역에서 미국 국회의사당과 실리콘밸리에 이르기까지 우리의 미래를 가늠하게 될 중요한 의사결정들을 우리에게 보여준다. 석유를 장악하려는 싸움, 지배권 다툼, 공급 불안, 석유 소모의 결과, 석유가 글로벌 경제에 미치는 영향 그리고 석유 지배의 지정학 등 석유를 둘러싸고 벌어지는 일들을 다뤘다.

◇`태양이 만든 난로 햇빛온풍기`이재열 지음, 시골생활 펴냄

현재 자립하는 삶을 만드는 적정기술센터 대표로 활동 중인 저자 이재열이 에너지 위기 시대에 누구나 햇빛으로 만들 수 있는 에너지 기구를 소개하고 있다. 부담 없는 제작비와 유지비가 제로에 가까운 에너지 대안 기구인 햇빛 온풍기·햇빛 온수기·햇빛 건조기·빗물 집수정 등을 만드는 노하우를 알려준다. 저자가 기구를 만들면서 겪었던 시행착오들과 기구를 만드는 재료와 만드는 과정을 사진과 그림을 함께 수록해 독자들이 쉽게 따라서 만들어 볼 수 있도록 도와준다.