정치용 축전지(ESS) 세계 시장에 관한 조사결과(2022년)
【자료체재】
자료명：「2022년판 정치용 축전지(ESS) 시장의 현황과 장래 전망」
발간일：2022년 8월 30일
체 재：A4판 363페이지
【조사요강】
1. 조사기간: 2022년 3월~8월
2. 조사대상: 일본 및 해외의 정치용 축전지(ESS) 관련 메이커
3. 조사방법: 당사 전문연구원의 대면취재(온라인 포함) 및 문헌조사 병용
＜정치용 축전지(ESS) 용어정의＞
본 조사에서 정치용 축전지(ESS: Energy Storage System)란, 리튬이온전지(LiB), 납축전지, 니켈수소전지, 레독스 흐름전지(RF전지), 나트륨전지(나트륨·유황전지·나트륨염화니켈전지 등)와 같은 화학적 에너지 저장 시스템을 말한다.
설치(수요)처별로는 가정용(단독주택과 맨션, 공동주택용), 전력계통용은 계통안정용(발전소·변전소 설치, 재생가능에너지 전원 병설), 마이크로그리드시스템용, 기업·업무용은 BCP 대책(의료·복지·요양시설 등 설치), 대규모 수요가용(공장, 빌딩 등), 휴대전화 기지국·UPS용 정치용 축전지를 대상으로 했다.
① 가정용 ESS
가정용(Residential) ESS는 충전방식에 따라 태양광발전 연계형과 비연계형으로 구분된다. 태양광발전 연계형은 가정의 태양광발전과 전력회사의 전력에서 충전이 가능하며, 비연계형은 전력회사의 전기에서만 충전이 가능한 타입이다. 현재는 태양광발전 연계형이 시장의 대부분을 차지하고 있다. 태양광발전으로 발전한 전력 또는 전력회사의 전력을 ESS에 저장해, 재해 시 및 정전 시 등 전력수급이 불안정할 때와 전기요금이 비싼 시간대 등에 자가소비함으로써 에너지의 자급자족률을 높여, 전력의 안정수급 및 전기요금 절감을 도모할 수 있다. 또, 잉여전력의 매전으로 수익을 확보할 수 있다.
② 기업·업무용
기업·업무용(Commercial＆Industrial) ESS는 업무용 또는 산업용, 상업용 등으로 정의되며, 의료·복지·요양시설 및 사무실, 공장 등의 물류창고, 전력의 안정공급이 필요한 다양한 장소에 설치된다. 가정용과 마찬가지로 태양광발전과 연계하는 방식과 ESS만 설치하고 전력회사의 계통전력으로 충전하는 방식이 있다. 비상용 전원으로서 도입되어 전력의 안정적인 수급을 목적으로 한다.
③ 전력계통용
전력계통용(Utility) ESS는 화력발전과 원자력발전 등 기존의 발전소, 배송전소, 변전소, 재생가능에너지 발전소 등에 설치되며, 전력공급망의 안정성을 확보하는 동시에 주파수 조정 및 부하 조정 등 전력품질의 향상을 목적으로 도입된다.
＜시장에 포함되는 상품·서비스＞
ESS(정치용 축전시스템), 정치용 리튬이온전지, 정치용 납축전지, 정치용 니켈수소전지, 정치용 레독스 흐름전지, 정치용 나트륨이차전지
◆2031년 정치용 축전지(ESS) 세계 출하 용량을 458GWh로 예측
~탄소중립 실현을 위한 재생에너지 발전설비 증가를 배경으로 전력수급 안정화를 위한 ESS 도입이 더욱 가속화될 전망~
야노경제연구소 조사
주1. 메이커 출하용량(MWh) 기준
주2. 2022년은 전망치, 2023년 이후는 예측치
주3. 가정용: 단독주택과 맨션, 공동주택용
기업·업무용: BCP 대책(의료·복지·요양시설 등), 대규모 수요가(공장, 빌딩 등)용
전력계통용: 계통안정용도(발전소·변전소 설치, 재생에너지 전원병설), 마이크로그리드시스템용
1. 시장 개황
2021년의 정치용 축전지(Energy Storage System, 이하 ESS) 세계 시장은 출하용량이 전년대비 189.2%로 60,888MWh, 출하금액은 동 178.2%인 279억 9,700만 US달러(모두 메이커 출하 기준)가 될 것으로 추계한다.
설치처(수요 분야)별로 보면, 2021년은 일본과 유럽 지역을 중심으로 FIT 가격 하락과 전기요금 절감을 목적으로 하는 태양광발전전력의 자가소비 니즈 확대, 정부의 설치보조제도 등에 힘입어 ESS를 도입하는 가정이 증가했다. 또 미국에서는 자연재해와 이상기후 등에 의한 정전이 빈발해, 비상용 전원의 니즈로 가정용 ESS 도입이 증가했다.
전력계통용 ESS에서는 전력망의 노후화와 재생가능에너지(이하 재생에너지) 도입 확대에 따라 전력수급 밸런스가 불안정해지는 대책으로서 북미와 유럽, 중국 시장용 ESS 도입이 시장을 견인했다.
기업·업무용 ESS는 정전에 대비해 비상용 전원을 확보하는 니즈로, BCP 대책과 EGS(환경·사회·협치)의 일환으로서 정부의 재정 지원 등이 원동력이 되어 도입이 진행됐다. 또 통신규격의 세대교체로 5G 기지국용으로 ESS 도입이 본격화되고 있으며, 특히 중국 시장에서의 성장률이 눈부시다.
2. 주목 토픽
ESS용 LiB 양극재는 LFP가 NCM·NCA를 역전, 한국의 전지 메이커도 진출 선언
현재 ESS용 리튬이온전지(LiB)에서는 한국 기업과 일본의 전지 메이커는 양극재에 NCM(Nickel Cobalt Manganese와 NCA(Nickel Cobalt Aluminum)를 주로 채택하고 있는 반면, 중국계 전지 메이커는 LFP(Lithium iron phosphate)가 주류이다. 2021년 LiB의 양극재별 출하금액 점유율은 LFP가 52%, NCM 및 NCA가 48%였다. ESS에 사용되는 LiB는 2020년까지 NCM 및 NCA가 높은 점유율을 차지했으나, 2021년 LFP의 출하가 급증하면서 점유율이 역전됐다.
그 배경으로는 중국 정부의 ESS 도입 지원책에 의해 ESS 시장 전체에서 높은 점유율을 차지하는 자국 시장을 중심으로 중국 전지 메이커가 LFP 영업을 강화한 것과 더불어 LFP 가격이 NCM보다 저렴하며, 전기자동차용 LiB 수요의 증가로 NCM 공급이 부족해져 중국 시장 이외에도 LFP를 양극재로서 채택하는 비율이 높아진 것을 들 수 있다. 2022년에도 비슷한 추세가 지속되고 있어, LiB의 양극재별 출하금액 점유율은 LFP가 60%까지 확대될 것으로 전망된다.
이에 양극재에 NCM을 채택한 LiB를 주력으로 하고 있는 한국의 전지 메이커에서도 LFP를 양극재로 채택한 LiB 개발이 시작됐다. LG에너지솔루션(LGES)은 2023년부터 양산 개시를 목표로 연구개발을 진행하고 있으며, SK on도 연구개발에 주력하고 있다.
3. 장래 전망
2022년은 폭염과 한파 등 이상기후로 전력 수요가 상승하고 있는 가운데 지진과 태풍, 화재 등 자연재해 등으로 불안정한 전력수급이 이어지고 있다. 또 우크라이나 사태의 영향으로 에너지 가격이 세계적으로 치솟고 있어 전력의 안정 수급에 대한 수요는 더욱 높아지고 있다.
이러한 배경으로 2022년에는 ESS 도입이 더욱 확대될 것으로 전망되어, 2022년 ESS 세계 시장은 출하용량으로 전년대비 157.4%인 95,835MWh, 출하금액은 160.7%인 449억 8,400만 US달러가 될 것으로 전망한다.
탄소중립 실현을 위해 세계 각국의 재생에너지 발전설비 설치 수는 점점 증가할 것으로 보인다. 따라서 이에 대응해 전력 품질의 안정을 목적으로 하는 ESS의 도입도 증가할 전망이다. ESS 업체들은 재료 변경과 설계방식 개선 등을 통한 ESS 가격 절감 노력을 도모하고 있어, ESS 가격 하락이 한층 진전될 것으로 기대된다. 아울러 배터리 관리 기술과 시스템 효율 개선 등도 ESS 가격 절감에 기여할 것으로 보인다.
이와 같이 시장은 확대 기조에 있어, 2031년 ESS 세계 시장은 출하용량 457,880MWh, 출하금액 1,734억4,600만 US달러까지 성장할 것으로 예측한다.
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