전기자동차가 고정형 ESS 에너지 저장장치 분야의 성장을 억제하는가?

안녕하세요?

오늘은 POWER TECHONOLOGY에 기고된 Andrew Tunnicliffe씨의 글를 번역하여 공유하려고 합니다. 

 

미국 환경을 바탕으로 이야기를 하는 점을 고려하셔서 읽어 주시길 바라고, 미국은 주별로 정책들이 차이가 많이 있기 때문에 특히 몇몇 주들은 신재생에너지 분야 정책이 매우 활성화되고 선진화 된 곳들도 많습니다. 그렇기 때문에 저희와 비교하면 UTILITY SCALE 프로젝트들이 실증이 많다고 할 수 있습니다. 그렇기 때문에도 정책적인 방향이나 대형 플랜트 개발하는 방식에서 배울만한 것들이 많을 거라 생각합니다. 이러한 점에서 도움이 되시길 바랍니다. 

 

 

 

EV가 고정형 에너지 저장장치 시스템 분야 성장을 억제 있는가?

Are EVs holding back stationary energy storage systems?

 

고정형 배터리 분야는 유동적이어서 많은 사람들이 시간과 자원을 어디에 두어야 할지 궁금해하고 있습니다. 전기차가 너무 많은 관심을 받아 고정형 배터리 분야를 성장을 방해하고 있다는 비판을 살펴봅니다.

고정 배터리 부문의 경우, 향후 20년은 큰 편화가 이어질 것입니다. BNEF의 에너지 저장장치 전망 2019에 따르면, 용량은 2018년 9GW에서 2040년까지 1,100GW까지 122배에 달하는 놀라운 증가할 것이라고 합니다. 했습니다. 그러나, 이 것은 상당한 투자를 필요로 하기 때문에 투자 규모로 6,620억 달러 규모에 달해야 합니다.

이 보고서에서는 원자재 가격의 지속적인 하락에서 산업 규모에 따라 고정형 저장장치 활용률 증가 내용 등, 향후 수십 년 동안 시장을 형성할 중요한 변화들을 중점적으로 다룹니다. 보고서 공동저자인 야요이 세키네(Yayoi Sekine)는 분석가들이 이제 "새로운 용량의 대부분은 가정과 기업에서 사용하는 소형  Behind-the- Meter 형태 수준보다 유틸리티 규모의 것이 될 것"이라고 말했습니다.

이것은 이전에 보여졌던 것과는 상당히 다른 변화이지만, 이것은 중요하고 점점 더 선진화된 발전 단계로 나아가므로서 시장을 형성할 것입니다. 하지만, 많은 사람들은 중요성이 커지고 있음에도 불구하고, 전기 자동차(EV) 부분, 그리고 모바일 기기 부분이 배터리 산업 분야의 대부분인양 지배되고 있으며 잠재적으로 저장 장치 분야 발전을 지연시키고 있다고 경고하면서 이를 방안을 모색이 필요성을 말하고 있습니다. 

 

 

고정형 배터리 붐을 일어나는가?

하지만 일부 업계 관계자들은 제2의 물결로 확신하며, 고정형 전력 시장이 올바른 투자와 육성으로 폭발할 것이라고 믿고 있습니다. 에너지 경제 및 재무 분석 연구소의 Dennis Wamsted는 EV분야가 고정형 저장장치 해로운 영향을 미친다는 주장을 이해하기 어렵다고 말합니다.

"저는 EV 시장이 발전을 '막고 있다'고 생각하지 않습니다."라고 그는 말합니다. "에너지저장협회와 우드 매켄지는 최근 분기 보고서에서 2025년까지 전력 부문 배터리 저장장치 시장의 설치 규모가 연간 7GW 이상으로 증가하여 70억 달러 이상의 시장이 형성될 것으로 추정했습니다. 그것은 어떤 것에 의해서도 억제되는 시장이 아닌 것 같습니다."

하지만 그렇다고 해서 시장에 어려움이 없다는 것은 아닙니다. 새로운 풍력 및 태양광 플랜트가 기록적인 속도로 주류 사업으로 들어오므로서 재생 에너지의 인기는 끊임없이 증가하고 있지만, 가장 큰 문제는 고정형 에너지 저장 시스템(ESS) 배터리입니다. 재생 에너지는 이제 많은 국가의 에너지 믹스에서 중요한 부분이 되어 상당한 양의 전력을 공급합니다. 그러나 이러한 요소를 사용할 수 없을 때 사용되지 않는 전력을 어떻게 소화 할 것인지는 계속해서 어려운 과제입니다.

Wamsted는 현재 리튬 이온 배터리 시장의 주요 걸림돌은 지속시간이라고 말합니다. "현재 경제적으로 구축할 수 있는 스토리지의 최대 시간은 4시간입니다."라고 그는 말합니다. "화석 연료로부터 쉽게 전환하기 위해서는 더 오랜 기간 동안 보관해야 합니다. 특히 플로우 배터리와 같은 다른 배터리 옵션도 있습니다."

 

 

올바른 선택

공정한 지적이지만, 많은 배터리 제조업체들이 이 문제를 해결하기 위해 많은 투자를 하고 있습니다. 세계은행은 또한 모든 재생 가능한 전력을 사용하고자 하는 저소득 국가와 중산층 국가를 지원하기 위한 자금 지원(약 50억 달러)도 발표했습니다. 정부, 기관, 기업 및 전체 공급망과 씨름하고 있는 과제는 자원과 재정을 어디에 집중해야 하는지에 있었습니다.

2018년 한 연구에서,  Arthur D Little은 그러한 질문들 중 몇 가지를 다루려고 시도했습니다. '배터리의 미래 : 승자가 모든 것을 가는가?' 미래에 어떤 기술이 배터리 공간을 지배할 것이며 향후 성장을 위한 잠재적인 시나리오는 무엇이냐고 질문을 던졌습니다. 그러나 그 대답은 간단하지 않고 위험도 크다고 보고서는 경고합니다. 가장 알려지지 않은 것들은 '한 사람에게 옳은 것은 다른 사람에게 맞지 않는 것, 충족되지 않은 특정한 요구사항은 무엇이며 어떻게 해결될 수 있는지, 투자의 잠재적인 위험과 이점은 무엇인지' 입니다. 

안타깝지만 그 질문들 중 많은 것들이 답이 없습니다. 하지만, 한 가지 알려진 사실이 있습니다. 즉, 시장은 더 경쟁적이고, 혁신적이며, 무엇보다도 중요합니다. 보고서는 "불확실성에도 불구하고 다양한 시장과 애플리케이션에서 배터리 저장장치 대한 수요는 계속 증가할 것"이라고 밝혔습니다. 하지만, 그것은 많은 차세대 기술들이 개발 중에 있고, 큰 잠재 시장을 가지고 있지만, "잘못된 곳에 투자할 가능성도 크다"고 경고했습니다. "궁극적으로 오늘날의 신규 진입자와 투자자들 중 많은 이들이 실망하게 될 것입니다."라고 말하고 있습니다. 

 

 

이제 40년 이상 된 리튬 이온 배터리의 발전은 실리카 양극, 첨단 음극 및 고체 상태의 전해질 등과 같은 몇 가지 문제를 해결하는 데 도움이 되고 있지만, 다른 기술과 재료의 발전은 훨씬 더 큰 용량의 문을 열 수 있게 될 수도 있습니다.

이러한 가능성 중 하나는 바나듐 레독스 플로우 배터리(VRFB)입니다. 점점 더 많은 전문가들이 VRFB가 최소한 해결책의 일부가 될 것이라는 전망을 제기하고 있습니다. 2019년 Energy Post에 기고한 James Conca 박사는 "이러한 제품들은 완전히 컨테이너 처리, 불연성, 소형, 반무한 사이클에 걸쳐 재사용 가능했다"며 "저장된 에너지의 100%를 방출하고 20년 이상 성능이 저하되지 않는다"고 말했습니다.

 

Wamsted는 그런 요소들 즉, 야간이나 겨울철에는 해가 뜨는 시간이 적거나 바람이 더 가볍고 빈번하지 않은 여름 기간이 당신에게 불리하게 작용하는 경우에도 불구하고 다른 방법이 있을 수 있을 거라고 믿고 있습니다. "가장 주목해야 할 장기적 분야는 저장장치라고 생각할 수 있는 녹색수소의 개발이라고 생각합니다. 오늘날 수소는 화석 연료로 생성되지만, 재생 에너지에서 생성된 전기를 사용하여 전기분해를 통해 수소를 생산할 수 있는 잠재력이 있습니다."

여기에는 전해기를 사용하여 물을 구성 요소, 산소 및 수소로 나누는 것이 포함됩니다. 일단 이것이 이루어지면, 수소는 필요할 때 심지어 계절적으로라도 사용하기 위해 저장될 수 있다고 Wamsted는 말합니다. "미국을 예로 들면, 여러분은 발전이 최고조에 달하고 전력 수요가 낮은 봄철에 풍력을 사용하여 여름 성수기에 사용할 수 있는 수소를 만들 수 있습니다."

 

 

도전에 대응하기 
하지만 현재로서는 ESS 배터리가 계속해서 주요 초점이 될 것입니다. Wamsted는 "글로벌 전기 시스템은 전환 중이며 저장장치는 이러한 전환의 핵심 구성요소가 될 것입니다."라고 말합니다. 주정부와 연방정부의 요구사항도 변화를 추진하는 데 도움이 되고 있습니다. 예를 들어, 작년에 시작된 Arizona Public Service programme은, 개발자들이 저녁에 정해진 양의 태양 에너지를 공급하도록 요구하고 있는데, 이는 본질적으로 저장장치 사용이 필수적으로 요구됩니다. "저는 이러한 종류의 연계 계약이 앞으로 몇 년 동안 점점 더 흔해질 것이라고 믿습니다."

 

또 다른 관심 분야는 EV 배터리 재사용입니다. 이 배터리의 기대 수명은 약 10년입니다. 그렇다고 사용할 수 없다는 것이 아니라 EV 애플리케이션에 적합하지 않다는 것이 아니라 스토리지 시스템에 통합되도록 재제조하는 것이 가능합니다. "이것은 실제로 꽤 가능하고 전도유망한 잠재력입니다."라고 Wamsted는 말합니다.

 

 

일반적으로 EV 배터리는 70~80%의 용량이 남아 있어 Wamsted에 따라 고정된 스토리지에 사용할 수 있게 되면 교체할 예정입니다. "최근 르노 EV 배터리 재사용이 포함된 프로젝트 중 하나가 발표되었습니다. 벨기에의 우미코어(Umicore)사는 르노의 캉구(Kangoo)에서 재활용한 배터리를 사용해 그리드에 주파수 대응 서비스를 공급할 예정입니다."

ESS 애플리케이션에 가장 적합하고 가장 적합한 기술에 대한 많은 의문이 남아 있는 것은 분명합니다. 몇몇은 잘못된 것을 지지할 것이 분명합니다. 시장은 빠르게 움직이고 있으며, 오늘날에는 수많은 결말로 이어질 수 있습니다. 하지만 상당한 투자가 필요하고 다른 산업과 정부의 지원이 있어야 한다는 것은 분명합니다. 그럼에도 불구하고, Wamsted는 발전이 어느 쪽으로든 오고 있다고 믿습니다: "우리가 말하고 있는 것은 단순히 타이밍의 문제일 뿐입니다."

 

원문 : https://www.power-technology.com/features/are-evs-holding-back-stationary-energy-storage-systems/