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테슬라의 ESS(Energy Storage System)는 어디까지 왔을까?

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탄소제로는 미래의 산업 경쟁력

 



RE100은 Renewable Energy 100의 약자입니다. 2050년까지 기업에서 사용하는 전력의 100%를 재생에너지로 대체하자는 국제적 기업간 협약 프로젝트입니다. 이를 달성하기 위해서는 재생에너지로 생산된 전략만을 사용하거나, 사용한 전력만큼 REC(신재생에너지공급인증서)를 구매해야 하는 규약인데요. 2020년 12월 기준 전 세계 276개 기업이 가입했다고 합니다. 현재는 기업들의 자발적인 참여로 이루어진 협약이라서, 무역장벽까지 발생할지는 조금 지켜봐야 할 문제인 것 같습니다. 파리협정(Paris Agreement)은 지구온난화 목표로 온실가스 감축을 위한 협정으로 2015년 유엔 기구 변화 회의에서 채택되었습니다. 당시 회원국 195개국의 만장일치로 채택되어서, 모든 당사국은 2050년까지의 중장기적 에너지·기후 정책이 반영된 장기 저탄소 발전전략을 2020년까지 제출하기로 하기로 했습니다. 세계 7위의 온실가스 배출국가인 우리나라도 2030년까지 전망치 대비 24.4%의 온실가스 감축을 목표로 온실가스 감축에 동참하기로 했구요.

이러한 기후변화에 따른 세계 각국으로 탄소배출감축에 대한 노력이 작년에 유럽연합(EU)에서 탄소국경조정제(CBAM)도 입법안을 발표하면서, 철강, 알루미늄, 시멘트, 비료 및 전기에 탄소국경조정제도를 우선 적용하기로 했습니다. 이 제도 시행에 따라, 수입자는 탄소배출량에 상응하는 양의 탄소배출권을 구매해야 하기 때문에 그만큼 추가 비용이 발생하는 부담이 따르게 됩니다.

우리나라 같은 제조강국 역시도 앞으로 탄소배출감축에 대한 적극적인 노력이 필요할 것으로 보여집니다. 올해 9월 15일 삼성전자도 RE100 공식선언을 하며, 2050년까지 사용전력 100%를 재생에너지로 전환하겠다고 밝혔습니다. 삼성전자의 경우 25.8TWh(테라와트시)로 글로벌 IT제조사 중 높은 수준이며, 국내에서 생산하는 재생에너지 43TWh로 대기업 21곳의 총 전력 사용량에 크게 못미치는 것이 현실입니다.

탄소제로에 관한 문제는 단순히 친환경을 보호하자는 측면에서 이제는 산업 경쟁력을 위한 필수적인 항목으로 앞으로 자리를 잡아갈 가능성이 높습니다. 차근차근 준비를 해 나가야 하는 과제라고 생각됩니다.


 

“테슬라의 에너지 저장장치(Energy Storage System) ESS 산업용에서 가정용으로”

 

애플, 캘리포니아 테슬라 메가팩 설치현장

 

 



애플은 테슬라의 대용량 에너지 저장장치인 85개의 메가팩 배터리를 통해 240MWh 규모로 캘리포니아 하루 7,000가구에 전력을 공급할 수 있는 규모이며, 2022년 4월 보도에 의하면, 텍사스 브라운 카운티에 위치한 지역에 협력업체들과 함께 IP래디언 솔라(Radian Solar) 프로젝트에 직접 투자로 올해 말 완공되면 300MW(메가와트)의 전력을 생산을 준비하고 있기도 합니다.

호주 빅토리아주 테슬라 메가팩



테슬라는 최근 3월말에는 호주에서 대규모 에너지 저장장치 구축 프로젝트를 수주했다고 밝혔습니다. 로이터에 따르면 호주 국영 에너지기업 CS에너지가 1억 1300만달러를 투자해 100MW(메가와트)규모의 ESS프로젝트에 테슬라를 선정했다고 밝혔습니다. 그리고 호주 에디파이에너지에서 모두 150MW(메가와트) 규모의 프로젝트 3건을 수주하면서 더욱 ESS사업에 대한 확대까지 주도를 하고 있는 것으로 보입니다. 그리고 호주 빅토리아주의 에너지 저장장치도 최근 가동을 시작했다고 하네요.

 

 

테슬라 파워월(Powerwall)

 

테슬라 솔라루프(Solar Roof)

 


그리고 테슬라는 오스틴에서 가정용 태양열 지붕과 파워월 설치를 하고 있다고 합니다. 작년에 오스틴에 지역에 12,000가구의 주택 개발 프로젝트에 솔라루프(Solar Roof)와 파워월(Powerwall) 패키지를 제공하는 계획을 체결하였다고 합니다. 2016년 11월에 솔라시티를 인수한 이후 태양광 산업 관련 첫 제품으로 솔라루프는 지붕 타일의 형태로 제공되는 태양열 전지입니다. 그 동안 테슬라 에너지 저장장치(ESS)가 비즈니스 영역에 에너지 저장 장치에 머물러 있었다면, 본격적으로 주택사업에 대규모로 진출을 했다는 측면에서 자동차 회사에서 모빌리티, AI, 에너지 기업으로 테슬라가 확장해 가고 있음을 증명하고 있는 것 같습니다. 루시드 그룹(Lucid Group)도 전기차에 수명이 다한 배터리를 활용해 에너지 저장장치(ESS) 개발을 추진하는 있는 것으로 보도되고 있습니다.


 

루시드 에너지 저장장치 ESS 프로토타입



현재의 전력 시스템은 실시간으로 수요와 공급이 일치하는 중앙 집중형 시스템입니다. 전력 사업자가 수요를 예측해서 공급 계획을 수립하면, 발전소에서 일괄적으로 전기를 생산해서 소비자에게 즉시 제공하는 방식인데요. 여기서 전력회사들은 정확한 수요 예측과 적시에 적절한 발전기를 돌려서, 적절한 전력을 생산하기 위한 노력들을 하고 있습니다. 그러나 신재생 에너지 풍력, 태양력 등은 전력 생산이 날씨 변화 등에 따라 달라지기 때문에 에너지 저장장치를 확보하는 것이 매우 필수적입니다. 2019년 11.1GWh(기가와트시)정도이나 2025년에는 94.2GWh(기가와트시)로 커질 것이라는 전망도 있습니다. 친환경 애너지로 전환에서 에너지 저장장치(ESS)는 더욱 성장세를 보이지 않을까 합니다. 최근 바이든 정부의 인플레이션 감축법(nflation Reduction Act) 안 통과에 미국의 태양광 설치 규모는 2027년 3배 규모로 성장을 예측하기로 하고 있습니다. 

 

 

 

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전기차가 ESS가 되는 멀지 않은 미래

 

루시드(LUCID), V2G(Vehicle to Grid)



전기차 10만대가 모이면 1기가와트(GW)짜리 발전소 하나만큼의 역할을 할 수 있다고 하는데요. 예를 들어 아이오닉5를 완충하면, 일반 가정용에서 4일 정도 수준의 전기로 사용을 할 수 있다고 합니다. 아이오닉5,EV6 적용된 V2L(Vehicle to Load)에서 V2G(Vehicle to Grid), V2H(Vehicle to Home)으로 발전된다면 전기차가 하나의 에너지 저장장치 역할을 하면서, 상업시설이나 집에 전력원으로 공급되는 새로운 시점도 멀지 않을 것 같습니다.


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