ESS 리튬인산철 배터리 선택 장단점

(해설)리튬인산철배터리, 중소 ESS시장 대안 될 수 있을까,리튬이온 배터리보다 폭발 낮아 안전성 강점, 에너지 밀도 낮고, 가격 측면에 경쟁력 없어

그라운딩 2018. 6. 22. 16:35

"기술적 우위보단 시장 선택에 맡겨야”
에너지 밀도 적고 폭발 등 안전성에 강점 있지만 가격 측면에선 경쟁력 갖춰야

(전기신문 18.06.22)



중소 ESS 업계의 새로운 대안으로 지목되고 있는 리튬인산철배터리는 앞으로 국내 중소형 ESS 시장에서 빠르게 확대될 것으로 전망된다. 사실상 국내에선 리튬이온배터리를 공급받는 게 불가능한 상황이라 중소 업체들의 리튬인산철배터리 수요는 계속 늘어나고 있지만 과연 이 제품을 현장에서 사용하는 게 가능한지에 대해서는 설왕설래가 끊이지 않고 있다.

■ESS 가격 결정하는 리튬이온배터리, 국내 중소업체에는 안 준다?

설치 용도와 환경 등에 따라 다소 차이는 있을 수 있으나 일반적으로 ESS는 전기적 특성을 변환하는 PCS와 배터리 충전 상태를 관리하는 BMS, ESS 전반을 컨트롤하는 EMS, 전기를 저장하는 배터리 등으로 구성돼 있다.

이 중 ESS의 가격을 결정하는 결정적인 요소는 ‘배터리’다. ESS 전체 가격에서 배터리는 70% 안팎의 높은 비중을 차지하고 있다. ESS 가격의 변동 추이를 배터리 가격 동향을 중심으로 예측하는 건 이 때문이다.


상황이 이렇다보니 ESS 시장의 주도권은 EMS 기술 등 제품의 두뇌역할을 하는 소프트웨어 업체가 아닌 배터리 생산 기업에 쏠려 있다. 일부 발주처에선 ESS 가격을 협상하는 과정에서 EMS의 값을 깎아 달라고 요구하는 웃지 못할 상황도 벌어지고 있다.

대기업인 배터리 제조사들의 횡포도 일부 있었던 것으로 전해진다. 한 중소 ESS 업체 대표는 “배터리 제조사들이 안전성 이슈를 이유로 중소기업에 리튬이온배터리 공급을 중단한 이후 제품을 공급받고자 하는 일부 업체에 기업의 영업정보를 공개하라고 요구했다. 배터리를 받으려고 기업의 경영정보와 기술을 보여주는 게 과연 타당하느냐”고 반문했다.

결국 국내에서 배터리를 구할 수 없었던 중소 ESS 업체들은 해외로 눈을 돌렸고, 중국의 비야디, CATL 등의 전지업체들이 생산해 온 리튬인산철배터리에 관심을 갖기 시작했다. 한중 FTA로 배터리를 관세 없이 수입할 수 있게 돼 가격경쟁력을 확보할 수 있게 된 것도 중소 업체들이 리튬인산철배터리를 선택하게 한 원인이 됐다.

중소 ESS 업체를 운영하고 있는 한 대표는 “리튬인산철배터리는 선택이 아닌 생존의 문제였다”고 말했다.


■리튬이온배터리보다 에너지 밀도 적지만 폭발 등 안전에선 ‘강점’

그렇다면 LG화학이나 삼성SDI 등 국내 대기업이 주도해 온 리튬이온배터리를 중국에서 생산한 리튬인산철배터리로 대체하는 것은 가능한 일일까. 전문가들에 따르면 결론은 ‘Yes’다.

전문가들은 리튬이온배터리와 리튬인산철배터리는 ‘기술적인 우위’라기보다 ‘선택의 문제’라고 말한다. 특성 차이가 있긴 하지만 기술적으로는 리튬인산철배터리를 사용하는 데 있어 크게 문제될 것은 없다는 설명이다.

김동균 화학연구원 박사는 “리튬이온배터리의 대안으로 제시되는 리튬전지들은 전극의 소재를 무엇으로 하느냐에 따라 달라진다. 현재 국내에서도 다른 소재를 전극으로 활용하는 새로운 배터리의 연구가 진행 중인 상황”이라고 귀띔했다.

이상민 전기연구원 전지연구센터장도 리튬이온배터리라는 큰 범주 안에 리튬인산철배터리가 포함되는 개념이라고 설명했다. 양극과 음극을 어떤 재료로 하느냐에 따라 붙인 이름이라는 것이다. 리튬이온배터리의 최대 강점으로 꼽히는 에너지 밀도 측면에서도 격차가 많이 나지 않는다고 밝혔다.

이 센터장은 “리튬인산철배터리는 리튬이온배터리보다 에너지 밀도가 20~30%가량 적다. 이는 충방전 시간이 다소 짧다는 것인데 사실 큰 차이가 난다고 보기엔 어렵다”면서 “오히려 리튬인산철배터리는 열화로 인한 폭발 등 안전성 측면에서는 강점이 있다”고 말했다.

반면 제품의 품질에 대해서는 시장의 우려를 불식할 만한 대책이 필요하다고 조언했다. 샘플과 실제 설치 제품 사이의 격차 등 ESS 시스템의 신뢰성을 저해할 여지가 없어야 한다는 것이다. 제품의 개런티(보증)와 유지관리, 설치 과정에서 보호회로 누락 등의 안전성 이슈를 어떻게 해결하는지가 관건이 될 것이라는 말도 덧붙였다.


■시장에서 선택받으려면 가격 등 경쟁력 갖춰야

이러한 시장의 변화는 국내 ESS 업계의 시각도 바꾸고 있다.

업계 한 관계자는 리튬이온배터리의 경우 대기업이 개발·생산에 주력하면서 규모의 경제가 만들어졌고, 다른 배터리보다 앞서 나갈 수 있었다고 설명한다. 보다 고밀도의 에너지저장이 가능한 리튬이온배터리에 투자가 집중됐고, 이를 통해 세계적인 수준의 생산 능력과 기술을 확보할 수 있었다는 설명이다.

덕분에 리튬이온의 가장 큰 단점인 비싼 가격도 리튬인산철배터리와 비슷하거나 조금 낮은 수준까지 떨어졌다.

반면 리튬인산철배터리는 에너지 밀도를 높이는 데 한계가 있어 국내 업체들의 선택에서 멀어지게 됐다. 이 기간에 중국은 리튬인산철배터리 연구에 박차를 가했고, 기술 수준과 생산 능력을 높여왔다. 하지만 최근 들어 중국도 리튬이온배터리 쪽으로 방향을 선회하는 모습이다.

중국에서 수입한 리튬인산철배터리 셀을 한국에서 조립, 판매하고 있다는 A 업체는 “리튬이온배터리와 리튬인산철배터리는 사용 용도에 따라 언제, 어떻게 쓰느냐에 차이가 있어 단정적으로 좋고 나쁨을 말하기가 어렵다”면서 “기술적으로는 폭발 등의 위험이 있는 리튬이온배터리가 리튬인산철배터리보다 한 단계 높은 기술을 필요로 하는 건 사실”이라고 말했다.

국내 ESS 시장에서 이름이 알려져 있는 B 업체 관계자는 “다양한 선택지가 제시되고, 구매자들이 자신의 요구에 맞게 이를 골라서 쓰도록 하는 것은 바람직한 현상”이라며 “중국에서 들여오는 리튬인산철배터리의 경우 리센, 비야디 등 상위에 랭크된 기업의 제품 품질은 충분히 경쟁력이 있는 수준”이라고 밝혔다.

이어 그는 “결국 시장에서 선택받은 제품만 살아남을 것이다. 플루 배터리 등 최근 주목받고 있는 영역들의 상용화도 하루속히 이뤄져야 한다. 결국 시장에서는 가장 많이 고려할 부분이 ‘경제성’인데 최근 관련 업체들에서 견적을 받아보니 리튬인산철배터리가 오히려 약간 비쌌다. (리튬인산철배터리도) 가격적인 측면에서 좀 더 경쟁력을 갖춰야 할 것으로 보인다”고 덧붙였다.


조정훈 기자

http://electimes.com/article.php?aid=1529558453159857004


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[단위 참고] : 1TW=1,000GW, 1GW=1,000MW, 1MW=1,000KW

http://cafe.daum.net/sun8279 한국태양광발전사업 동호회 카페에 가입을 하시면 신재생 에너지에 관한 다양한 정보를 보실 수 있음.

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1. 개정안으로, 지목 임야(산지)는 태양광발전설비 용량에 관계없이 가중치 1.0에서 0.7로 하향 조정이 되었습니다(최종 유예기간 6개월, 개발행위허가 필요). 18.05.18

[근거 자료 : 에너지경제 신문 18.05.18]

http://www.ekn.kr/news/article.html?no=362825

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임야 가중치 0.7 하향으로 태양광발전사업의 수익율 떨어짐을 보완하기 위하여 ESS 설치를 하여서 낮에 저장하여 가중치 5.0으로 매전하여, 수익율 보완책의 대안이 가능하니, ESS 설치에 대하여 문의 바랍니다(ESS 렌탈 가능하며, 10년간 렌탈 기간 종료 후에 그 후 5년 더 사용 가능).

[근거 자료 : 전기신문 18.06.07]

http://electimes.com/article.asp?aid=1528526058159124002

문의환영 : 카페지기 서정진 전무, 010-3678-4344, sjj9191@hanmail.net

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1-1. 개정안으로 [태양광발전소 설치 일시허가제도] : 임야에 태양광발전 사업 후(태양광 수명 도래 20년 후) 훼손된 산림 원상복구해야 하고, 경사도 15도 미만만 설치 가능, 농지도 역시 원상 복구해야(잡종지로 지목 변경 없음, 투기방지 일환).

[투기 방지] : 동일사업자 민법상 가족까지(높은 가중치 받기 제동), 발전소 준공 전에 양도 양수 금지, 환경영향 평가도 발전사업허가 받기 전에 해야 하는 등.

관련 근거 : (건설경제 18.05.30)

http://www.cnews.co.kr/uhtml/autosec/S1N0_S2N9_1.html

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2. 강원도 , "난개발 방지위해 태양광발전소 허가기준 강화하겠다 ", 도내 산지를 중심 태양광시설 급증해 , 개발행위허가 심의 엄격 적용

[근거 자료 : 에너지경제 신문 18.05.13]

http://www.ekn.kr/news/article.html?no=361672

 

위의 1, 1-1, 2 번을 근거로 적용이 되었거나 예정이니 , 임야를 신규 혹은 매수 계약 예정 일반 사업주들은 유의를 해야 합니다 . 그리고 임야에 부지 분양을 하려고 하는 시행 및 시공사가 있을 경우에 예비사업주 포함하여 상호 간 유의를 해야 합니다(가중치 0.7 하향 조정, 적용은 6개월 유예기간 끝난 후 대략 1812월 경임). 농지도 지목 변경이 안될 예정으로 유의해야 합니다(투기방지 일환)

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농업진흥구역 내 건축물 설치 후 지붕(옥상) 위에 태양광발전소 설비 설치 가능하도록 18.05.01부로 농림축산식품부는 180430일 재생에너지 3020 이행계획 실시를 위해 태양에너지 발전설비 설치 확대를 골자로 한 농지법 시행령 및 시행규칙 개정령이 내달 1일부터 시행된다고 밝혔다(기존 농업진흥구역 안에 설치된 건축물 중 20151231일 이전에 준공된 건축물 지붕에만 태양에너지 발전설비를 설치).

위 및 아래의 근거에 의거, 건축물(축사, 버섯재배사, 곤충사육사, ·어업용 주택, ·어업용 창고, 농수산물가공처리시설, 산지유통시설 등)에 설치를 하고자 하시는 분들은 카페에 가입을 하시고 별도로 연락 바랍니다(노지 즉 땅에 설치는 불가임).

[근거 자료 : 전기신문 18.04.30]

http://electimes.com/article.asp?aid=1525074817156829002

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영농형 태양광발전사업(특히 벼농사를 지으면서 농지 논 위에 태양광발전소 설치)관하여 문의 바랍니다(논 농사보다 대략 7배의 수익이 발생함).

[근거 자료 : 지엔이타임즈 18.05.21]

http://www.gnetimes.co.kr/news/articleView.html?idxno=45160

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당사 일양산업은 해외 신규로 베트남에 태양광발전사업 800MW와 풍력 등 13500억원 규모 진입함(18.03.08 근거 하단 보도자료 참고 에너지경제신문)

http://www.ekn.kr/news/article.html?no=347968

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신규로 태양광발전소를 설치를 하시고자 하시는 분들은 아래의 글을 읽으시고 문의 바랍니다.

 

1. 전남 영암지역 1, 2, 3, 4100KW, 350KW(700KW포함)16~1703월부로 25MW 매도 완료(논과 밭)하여 발전사업허가가 완료된 후, 대부분 개발행위허가가 완료가 되어 공사 진행 중에 있습니다

 

2. 당사(일양산업)() 이미(14~16년도) 전남 해남지역에 21MW 이상 태양광발전소를 준공을 하였습니다. 06년부터 현재까지 전남 신안의 시행(한전 접속 전기 선로공사 포함) 59MW부분까지 하면, 총 약 80MW 이상의 공사를 해 왔습니다.

 

 

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위의 1번과 같이 신규로 전남 영암지역(논과 밭)에 총 18MW 용량 중에 제1차로 4.3MW 용량 [영암 100KW(43개소)], 1712월 초순부터 함.

43개소 부지매도(분양) 완료됨(18,01,18).

 

전남지역 500KW급 및 1MW급 부지분양 준비 중임(186월경 시행 예정). 아래의 요청하는 내용을 적어서 연락바랍니다

 

[전남지역 14MW, 500KW(18개소) ] 1801월 중순부터 부지매도를 하기로 되어 있었는데, 매도가 아닌 임대로 하여 [임차를 원하는 사업주에게 분양이 완료, 18,01,18]가 되었음. 부지 물색 후 다시금 매도(5월 분양)를 할 예정입니다. 기다려 주시면 감사하겠습니다. 태양광 발전소의 발전사업허가, 개발행위허가, 민원처리, 시공(대출포함), 유지보수까지 일체를 합니다.

 

지자체 개방행위허가 규제 조례(도로/마을로부터 100~1000m이격 거리 두고 태양광발전소 설치) 행하는 지자체 161135곳에서 177월 현재 78곳으로 2배 이상 늘어났고, 다시금 1801월 현재는 92곳으로 땅 찾기란 하늘에서 별 따기 .

 

1MW이하 태양광발전소 무한 접속을 한전 측에서 해주기로 하면서, 한전 계통연계(한전접속량)량이 없는 곳에 발전사업허가 및 개발행위허가까지 발부를 해도, 한전접속량을 한전으로부터 연계가 될 때까지 공사를 할 수가 없는 전국 지역의 부지분양은 재고해야 합니다(개인 소유 토지/임차 설치시에도 상황은 같음).

그 이유는 공사를 할 수가 있는 대기시간 소요가, 1~5년의 많은 소요가 되며, 발전소 시공을 못하여, 발전하지 못한 만큼의 년간 손해액이 상당하게 됨.

 

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http://cafe.daum.net/sun8279 한국태양광발전사업 동호회 카페에 가입을 하시면 위의 전남영암과 타 지역 부지매도와 태양광발전사업에 관한 다양한 정보를 보실 수 있음.

명퇴, 은퇴, 희망퇴직, 일정 자본 보유자와 귀농과 귀촌, 농업인 부지임대 혹은 설치 시에도 안정적인 수익사업으로 태양광발전사업을 권장합니다.

 

문의환영: 카페지기 서정진 전무, 010-3678-4344,

sjj9191@hanmail.net

성함, 이메일, 자기자본보유액, 사시는 지역, 부지의 보유 여부 등을 문자나 이메일로 보내 주시길 바랍니다. 사업계획서(견적서, 수지분석 자료 포함)를 발송해 드립니다.

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기존 태양광발전소 및 신규로 설치할 태양광발전소ESS (에너지저장장치 )직접 설치하거나, 임대하여 주실 분들[임차인이 직접 설치비용을 투입하고,태양광발전소에서 발생되는 원래의 수익(발전시간,REC,SMP)을 보장하며 보전함) 문의를 바랍니다 . (아래의 카페 가입을 하시면 다양한 정보를 보실 수가 있음 ).

태양광발전소 100KW 및 중대용량 200KW~MW 태양광발전소에 ESS 설치함 ,

성함 전화번호 이메일 , 자기자본액을 적어서 문자나 이메일로 요청하시면 (송부를 하시려면, 아래 전화번호와 이메일 확인요 ),사업제안서 및 견적서 수지분석자료 를 보내드립니다 .

 

ESS 의 가중치 5.0 18 6 월 말까지만 시행하고 , 그 이후는 조정하게 되어 있었는데 , 가중치 4.0 하향 조정 이 2020년부터 시행하게 되어 있어 여유로워 졌으나, 항상 전기차 등에 배터리 물량 몰려 있어서 태양광+ESS는 상황을 보면서 적극적 설치가 필요합니다(임야 가중치 0.7 하향 수익률 떨어짐, 보완책의 대안으로 ESS 설치 권장함, ESS 렌탈 가능하며, 10년간 렌탈 기간 종료 후에 그 후 5년 더 사용 가능).

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주택(3KW) 및 공장, 창고상가 빌딩 건축물 등에 태양광발전소를 설치를 하여 수익(매전)사업이나 자가 전기사용으로 하실 경우에도 문의 바랍니다.