( 특별기 고 ) 국내 ESS 산업 의 지속 성장 을 위한 제언 
 한전 SG & 신사업 처 백 남길 ESS 사업 부장 
 2015 년 10 월 23 일 ( 금 ) 21 : 04 : 58 한국전력 신문 webmaster @ epnews . co . kr 
 한전 의 주파수 조정 용 ESS 500 ㎿ 구축 사업 이 2017 년 이 면 완료 된다 . 현재 우리 나라 에서 1 ㎿ h 규모 의 전기 저장 용량 을 가진 ESS 가 운영 되 고 있 거나 2017 년 까지 설치 예정 인 설비 중 에서 한전 이 차지 하 는 비율 은 약 90 % 이상 으로 국내 ESS 시장 의 가장 큰 소비자 인 것 이 다 . 그렇 기 때문 에 한전 의 주파수 조정 용 ESS 사업 완료 이후 에 대한 관련 업계 의 걱정 이 크 다 . 국내 ESS 산업 전반 적 인 현황 과 지속 성장 가능 성 에 대해 살펴보 자 . 
 ESS 의 개요 
 ESS ( Energy Storage System ) 는 전기 를 저장 했 다가 용도 에 따라 적당 한 시기 에 전력 계통 또는 수요 처 에 공급 하 여 전기 품질 , 에너지 효율 을 높이 는 시스템 을 말 한다 . 기술 의 발달 로 노트북 이나 핸드폰 에 들어가 는 리튬 전지 와 같 은 기존 의 중소형 2 차 전지 를 대형 화 하 거나 회전 에 너 지 , 압축 공기 등 기타 방식 으로 대 규모 전력 을 저장 해 쓸 수 있 게 됨 으로써 ESS 가 전력 계통 을 보다 효율 적 이 고 안정 적 으로 운영 할 수 있 다고 해 최근 각광 을 받 고 있 다 . ESS 의 구성 장치 는 전기 를 직류 로 저장 하 는 배터리 ( 2 차 전지 ) 와 배터리 관리 시스템 ( BMS ) , 배터리 저장 시 교류 를 직류 로 변환 하 고 , 방전 시 직류 를 교류 로 변환 하 면서 출력 을 제어 하 는 PCS ( Power Conditioning System ) , 시스템 전체 를 제어 하 는 EMS ( Energy Management System ) 로 크 게 분류 된다 . 
 국내외 시장 전망 및 주요 국가 의 활성 화 정책 
 세계 적 인 시장 조사 기관 인 Navigant Research 의 2014 년 4 분기 보고서 에 따르 면 ESS 의 글로벌 시장 전망 2014 년 약 13 억 달러 규모 에서 2024 년 약 320 억 달러 로 약 25 배 성장 할 것 으로 전망 하 고 있 고 , 2013 년 12 월 에 발간 한 한국 에너지 기술 평가 원 의 ‘ 에너지 기술 국내 시장 전망 ’ 보고서 는 2012 년 국내 전기 저장 시장 규모 ( 전지 의 경우 PCS 등 주변 장치 제외 ) 는 약 710 억 원 으로 추정 하 고 있 으며 2020 년 에 는 약 8629 억 원 수준 으로 급격히 성장 할 것 으로 전망 하 고 있 다 . 
 전 세계 적 으로 에너지 정책 에서 의 에너지 효율 화 와 환경 문제 의 중요 성 은 날 이 갈수록 부각 되 고 있 다 . 신재 생 발 전원 이 점점 증가 하 고 있 는 상황 에서 생산 된 전력 을 저장 했 다가 수요 가 증가 할 때 공급 하 는 ESS 는 신재 생 출력 의 불 안정 성 을 해결 함 과 동시 에 이용 률 을 향상 시켜 효율 적 인 전력 공급 에 기여 할 수 있 도록 한다 . 실제로 미국 캘리포니아 에서 는 ESS 설치 의무 화 제도 를 통해 이러 한 목적 을 달성 하 고자 2014 년 부터 5 년 평균 공급 전력 의 2 . 25 % 이상 을 설치 하 도록 의무 화 하 고 있 고 , 2020 년 부터 는 5 % 이상 으로 상향 될 전망 이 다 . 
 전기 저장 기술 개발 현황 
 전기 의 주요 특성 중 의 하나 는 저장 할 수 없 다는 것 이 다 . 그러나 다른 형태 의 에너지 즉 , 화학 에너지 ( 배터리 ) , 운동 에너지 ( 플라이휠 , 압축 공기 저장 장치 ) , 위치 에 너지 ( 양수 발전 ) , 전자기장 ( 커패시터 ) 형태 의 에너지 등 으로 저장 했 다가 다시 전기 에너지 로 변환 하 는 것 은 가능 하 다 . 전력 계통 에서 는 아직 까지 양수 발전 형태 로 저장 사용 되 고 있 는 경우 가 가장 큰 비중 을 차지 한다 . 한 보고서 에 따르 면 2012 년 기준 전 세계 적 으로 약 15 만 2680 ㎿ 의 665 개 의 ESS 설비 가 운전 또는 건설 중 에 있 지만 이 중 약 99 % 가 양수 발전 기술 에 집중 돼 있 다고 한다 . 이러 한 상황 속 에서 다양 한 신 형 대용량 전기 저장 기술 에 대한 연구 가 활발히 이뤄지고 있 는데 대표 적 인 것 들 이 흐름 전지 ( flow battery ) , 리튬 이온 전지 ( lithium - ion battery ) , NaS 전지 ( sodium sulfur battery ) , 초 고용량 커패시터 ( super capacitor ) , 플라이휠 ( flywheel ) , 압축 공기 저장 장치 ( compressed air energy storage ) 등 이 다 . 국내 의 경우 양수 발전 을 제외 하 고 이 들 기술 중 가장 상용 화 된 것 이 리튬 이온 전지 인데 현재 전기 저장 시장 대부분 을 점유 ( 2012 년 기준 90 %) 하 고 있 으나 2020 년 쯤 에 는 다른 기술 의 경쟁 적 인 성장 으로 전체 시장 의 약 60 % 수준 으로 감소 할 것 으로 예상 하 고 있 다 . 
 특히 리튬 이온 전지 의 경우 우리나라 가 세계 적 인 제조 기술 을 보유 하 여 국내 S 사 , L 사 가 글로벌 시장 에서 약 40 % 이상 을 점유 하 고 있 으나 , 소재 기술 이나 원천 기술 측면 에서 는 일본 에 비해 많이 뒤처지 고 있 는 실정 이 다 . 
 국내 ESS 산업 현황 
 산업 통상 자원 부 는 국내 ESS 산업 활성 화 등 을 위해 지난 2011 년 5 월 ‘ 에너지 저장 기술 개발 및 산업 화 전략 ( K - ESS 2020 ) ’ 과 2013 년 8 월 ‘ 창조 경제 시대 에너지 수요 관리 신 시장 창출 방안 ’ 등 을 발표 하 고 국내 ESS 산업 육성 을 추진 하 고 있 다 . 국내 ESS 산업 은 발전 정산 단가 가 낮 은 석탄 화력 의 예비력 을 ESS 로 대체 함 으로써 경제 성 확보 가 가능 한 주파수 조정 용 ESS 사업 을 중심 으로 시장 이 형성 되 고 있 는 실정 이 다 . ESS 의 활성 화 의 가장 큰 걸림돌 은 설치 가격 이 다 . 전문가 들 은 한전 이 2017 년 까지 500 ㎿ 의 주파수 조정 용 ESS 를 설치 하 는 사업 이 국내 시장 확대 와 국내 가치 사슬 ( supply chain ) 을 형성 할 수 있 도록 해 설치 단가 를 낮춰 아직 까지 경제 성 이 낮 은 신재 생 연계 형 과 피크 감소 형 등 의 사업 추진 에 긍정 적 파급 효과 를 내 는 선 순환 효과 를 기대 하 고 있 다 . 정부 도 이제 까지 발전사 업자 만 제공 하 던 주파수 조정 서비스 를 송전 사업자 도 가능 하 도록 전력 시장 운영 규칙 을 개정 해 지난 7 월 1 일부 로 시행 중 이 다 . 또한 , 풍력 단지 와 연계 된 ESS 에 신재 생 에너지 공급 증명서 ( REC ) 의 가중치 를 한시 적 으로 상향 적용 ( 2015 년 5 . 5 , 2016 년 5 . 0 , 2017 년 4 . 5 ) 함 으로써 남동 발전 , 남부 발전 , 서부 발전 회사 등 에서 풍력 연계 용 ESS 설치 사업 이 활발히 진행 되 고 있 다 . 2017 년 까지 국내 1 ㎿ h 이상 ESS 의 운영 , 설치 또는 계획 중 인 설비 량 조사 결과 총 약 524 ㎿ 정도 로 추정 되 는 데 이중 주파수 조정 용 92 . 3 %, 피크 감소 용 2 . 8 %, 신재 생 연계 용 2 . 6 % 인 것 으로 나타났 다 . 많 은 산업 들 이 초기 정부 정책 에 의한 인위 적 시장 형성 에서 점차 적 으로 민간 부문 에 의해 활성 화 되 는 과정 을 거쳐 간다 . 국내 ESS 산업 이 진정 활성 화 되 려면 보조 서비스 시장 이 건 수요 관리 시장 이 건 전력 거래 시장 을 기반 으로 한 비즈니스 모델 이 자리 를 잡 아야 할 것 으로 판단 된다 . 
 국내 전력 거래 시장 에서 의 ESS 도입 장애 요인 
 정부 는 ESS 를 활용 한 전력 거래제 도 도입 을 준비 중 에 있 다 . 이 와 관련 해 한국 전기 연구원 은 ‘ 전기 저장 장치 를 활용 한 시장 거래 제도 개선 방안 수립 ’ 연구 보고서 를 지난 3 월 내놓 았 다 . 제도 도입 까지 는 여러 가지 난관 이 많 을 것 으로 보인다 . 이 보고서 에서 지적 하 고 있 는 장애 요인 에 대해 살펴보 면 현행 전력 시장 은 변동비 기반 의 발전 입찰 방식 으로 시장 참여 자 의 전략 적 행위 에 선택 권 이 없 고 단일 판매 사업자 만 존재 하 는 구조 적 특성 으로 소비자 요구 를 반영 하 는 프로세스 가 미약 해 ESS 를 포함 한 전력 신 기술 도입 에 대한 유인 을 제공 하 지 못한다고 지적 하 고 있 다 . 
 즉 , 다양 한 수입원 을 통한 ESS 의 경제 성 향상 을 도모 함 으로써 다양 한 이해 관계자 의 사업 참여 를 적극 적 으로 유도 하 기 곤란 한 구조 라는 것 이 다 . 또한 아직 까지 는 비용 효율 적 인 계통 연계 형 대용량 ESS 의 단위 전력 공급 비용 은 상용 화 단계 에 는 도달 하 지 못하 고 있 기 때문 에 기존 발전기 에 비해 매우 높 은 편 이 며 ESS 투자 비용 을 완전히 회수 하 기 어려운 것 이 현실 이 라는 지적 이 다 . 보조 서비스 시장 또한 규제 적 이 고 보조 서비스 정산 금도 전체 정산 금 에 비해 차지 하 는 비율 이 미국 의 경우 약 4 . 2 % 이 지만 우리 나라 의 경우 약 0 . 12 % 로 과소 하 다는 것 이 다 . 
 초기 ESS 도입 활성 화 의 가장 큰 제약 요인 인 높 은 투자 비 는 시장 규모 확대 와 함께 구축 비용 은 내려갈 것 으로 전망 되 고 있 다 . 국내외 연구 보고서 와 많 은 전문가 들 은 국내 ESS 산업 의 지속 적 인 성장 을 위해서 는 다음 과 같 은 몇 가지 를 제언 하 고 있 다 . 
 첫째 , ESS 와 같 은 다양 한 자원 의 전력 시장 참여 를 허용 하 는 데 현재 와 같 은 별도 의 제한 된 예산 으로 운영 되 는 수요 자원 시장 이 아닌 수요 측 자원 이 전통 적 인 발전 자원 과 동등 하 게 경쟁 하 도록 시장 을 개선 해야 한다는 주장 이 다 . 
 둘째 , ESS 는 속응성 이 우수 한 자원 으로 주파수 조정 과 같 은 보조 서비스 제공 을 활성 화 해야 하 며 이 를 위해서 는 보조 서비스 시장 개선 과 용량 시장 도입 이 필요 하 다 . 미국 과 같이 속응성 이 우수 한 보조 서비스 자원 에 대한 인센티브 제도 가 검토 돼야 한다 . 
 셋째 , 송전망 에 설치 하 는 대용량 ESS 의 도입 이 다 . 이 는 기저 부하 시간 대 전력 가격 을 상승 시키 고 피크 시간 대 전력 가격 감소 를 유발 하 기 때문 에 차익 거래 가치 감소 에 따른 민간 투자자 의 투자 회피 의 원인 이 될 수 있 으나 잠재 적 으로 전력 설비 이용 률 향상 , 발전 · 송배전 설비 건설 시기 순연 효과 , 혼잡 비용 완화 등 을 포함 한 사회 적 편익 을 유발 한다 . ESS 가 계통 운영 에 기여 하 는 편익 과 전력 시장 에서 얻 을 수 있 는 수익 을 구분 하 고 정확 한 가치 평가 를 통해 이 를 적정 보상 할 수 있 는 전력 시장 구조 를 만드 는 것 이 국내 ESS 산업 의 지속 적 인 성장 을 위한 필수 전제 조건 이 다 .