K-배터리 3사 전기차캐즘 대안으로 급부상한 ESS에너지저장장치용 LFP 배터리

 

 

최근 ESS 저장장치용 LFP 배터리가 화두이고

현업에서도 LFP배터리가 신규 개발 업무를 담당하며 1-2년 사이 중요도가 부각되는 배경을 알아보게 되었다.

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1.  ESS에너지저장장치란?

저장이 어렵고 사용 후 없어져 버리는 에너지를 효율적으로 사용할 수 있도록 저장/관리하는 시스템으로

발전소/상업/가정용으로 사용가능하고 신재생에너지와 연계되어 신재생에너지의 효율 높이고 전기료 절감 및 

정전 피해 최소화하는 백업 전력으로 사용이 가능하다.

 

쉽게 말해 정전 상황에 대비하기 위해 평소 쓰고 남은 전력을 ESS에 저장하고, 수요가 많아 전기료가 비싼 시간대에 ESS에 저장된 전력을 사용하면 정전 피해 최소하고 전기료를 절약할 수 있다.

출처 한수원

신재생에너지와의 연계 관점에서는

태양광/풍력 발전 시 불규칙적으로 생산되는 전기에너지를

ESS에 저장하여 신재생에너지의 이용 효율을 높일 수 있다.

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2. 세계 각국의 기후위기/탄소중립 정책과 ESS저장장치 사업 성장성

최근 ESS 에너지저장장치 및 ESS용 배터리가 시장이 주목받는 이유는

기후변화/탄소중립 등이 중요 화두로 언급되면서 세계적 각국의 친환경 정책의 영향이 크다.

 

기후위기 극복을 위해 세계 각국과 기업들은 다양한 방법으로 탄소중립을 실천하고 있다.

특히, 에너지적으로는 대기오염, 온실가스 최소화를 위해 신재생에너지가 주목받고 있고

신재생에너지의 이용 효율을 높일 수 있는 ESS 에너지저장장치가 주목받게 됐다.

즉, 세계각국의 신재생에너지 사업의 성장과 그에 따른 ESS 에너지저장장치의 수요도 급증하고 있는 것이다.

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3. ESS 리튬이온배터리 시장규모 성장성

 

 

SNE리서치의 2024 글로벌 ESS 시장 전망(~2035)’ 보고서에 따르면,

올해 리튬이온배터리 에너지저장장치(LIB ESS) 시장 규모가 235GWh로 전년 대비 27% 성장할 것이란 전망이 나왔다.

금액 기준으로는 약 400억 달러(한화 약 53조 원)로 14%의 성장률이다.

 

블룸버그신에너지금융연구소(BNEF)에서도 글로벌 ESS 산업 시장은 2021년 110억 달러(약 14조 950억 원)에서 2030년 2620억 달러(약 335조 7000억 원)로 성장할 것으로 예측하고 있다.

 

글로벌 리서치업체인 우드매켄지에 따르면 지난해 미국에 신규 설치된 ESS는 2만5978㎿h 규모로 1년 전(1만 3163㎿h)보다 두 배 가까이로 늘었다. 분기별로 봐도 지난해 4분기에는 1만 2351㎿h로 1분기 1781㎿h 대비 7배가량 늘어났다.

 

중국에 이어 세계 2위 ESS 시장인 미국에서 관련 수요가 폭발한 것은

1) 제품 가격 하락

2) 태양광발전 설비 확대 때문

 

ESS는 산업용/가정용의 태양광/풍력발전기 붙는 필수품이다. 태양광과 풍력으로 생산한 전기를 어딘가에 저장해야 하기 때문이다. 특히, 태양광 패널 가격이 중국산 저가 제품의 영향으로 작년 초 W당 20~25센트에서 10센트 초반 대로 급락했다.

그밖에 ESS에 들어가는 리튬·인산철(LFP) 배터리 가격도 같은 기간 15% 하락했다.

이로인해 ‘태양광 발전시설+ESS’의 시스템 가격이 1년 새 20~30% 떨어졌다.

미국 데이터리서치 업체 글로벌마켓인사이트에 따르면 지난해 말 680억 달러(약 93조 원)이던 미국 ESS시장규모는

2030년 2000억달러(약 273조 원)로 성장할 전망이다.

 

한편, 국내에서는 2018년 국내 ESS 화재 사건이 연이어 발생하며 시장이 크게 위축되었으나  최근 산업자원부 주도의 ESS 산업 발전 전략이 발표되며 시장 회복이 기대되고 있다.

 

정부는 ESS TF를 구성해 국내 ESS 산업 육성방안을 발표했다.

- 2036년 까지 최대 45조 원 투자로 26 GWh 규모의 ESS 장치 설치 계획 발표

- 산업분의 전북 완주군 ESS 에너지저장장치 종합 안전성 평가센터 착공 및 ESS 안전협약 체결

 

산업부는 이날 오후 전북 완주군에서 '신재생 연계 ESS안전성 평가센터 구축사업'의 일환으로 추진하는 'ESS안전성 평가센터' 기공식을 개최했다. (국비 266억원, 지방비 100억 원, 기타 105억 원 등 총 471억 원 규모)

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4. 한국 K 배터리 기업 전기차 캐즘 대안으로 ESS 저장장치용 LFP배터리 시장 주목

글로벌 이차전지 업계에서도 ESS 배터리 시장이 최근의 전기자동차 배터리 캐즘의 대안이 될 수 있는 잠재력이 있는 시장으로 보고 있고 미국의 적극적인 ESS 지원으로 인해 국내 배터리 3사도 미국 중심 투자를 계획하고 있다.

 

미국은 2030년까지 대규모 장기 ESS 비용을 90% 감축했으며 기술에 대한 투자를 지원한다. 7개 주정부에서 ESS보급 목표를 의무화했고, 확대 보급을 추진 중이다.

 

이에 따라 K배터리 3사도 ESS시장 파이 확대를 위한 계획을 아래와 같이 밝힌 바 있다.

 

LG에너지솔루션의 경우 2년간 미국에서 총 10 GWh 규모 ESS 전력망 프로젝트를 수주받았고

지난달에는 한화솔루션 큐셀부문(한화큐셀) 미국법인과 총 4.8기가 와트시(GWh) 규모의 ESS용 배터리 공급 계약을 체결하며, 북미 시장에서 발을 넓히고 있다.

 

아울러 북미 ESS 시장 선점을 위해 애리조나에 연간 생산능력 16 GWh 규모의 ESS용 LFP 공장도 짓고 있다.
중국 남경 공장의 라인 일부를 ESS용 LFP 라인으로 전환해 연간 생산능력 9 GWh 확보 가동 중이다.

인터배터리 유럽 2024 LG에너지솔루션 전시 부스

삼성SDI는 22년 미국에서 누적 34 GWh 이상 규모로 ESS를 설치했다고 알려졌고

23년 3분기 ESS분야 에너지밀도 및 안정성을 강화한 제품 판매 계획을 밝혔다.

2026년 양산 타겟으로 ESS용 LFP 배터리 소재를 개발 중이고, 라인 설립도 검토 중이라고 하였다.

[삼성SDI 제공=뉴스퀘스트]

SK온 또한 23년 3월 북미 ESS 배터리 사업 확대 계획을 발표했고, 미국 현지 ESS 전용공장 신설을 검토 중이다.

 

그렇지만, ESS용 리튬이온배터리는 NCM/NCMA의 고성능 삼원계 배터리가 쓰이지 않고

안정성과 가성비를 앞세운 LFP배터리가 주로 이용되기 때문에 중국과의 경쟁이 불가피하다.

 

ESS에너지저장장치에 필요한 리튬이온 배터리의 경우 EV용 리튬이온 배터리와 달리 고정된 장소에서 이동 없이 

사용되기 때문에 성능에 장점이 있는 삼원계 배터리보다 가격, 안정성에 강점이 있는 LFP계 배터리가 주로 사용된다.

국내 3사는 LFP계 배터리에 비해 NCM/NCMA 삼원계 배터리에 주목해 왔었기에 LFP 배터리 제조기술은 중국과의 격차가 적지 않을 것으로 보인다.

 

실제 중국 CATL과 BYD 양사의 LFP 배터리 시장 점유율은 80% 이상으로

LFP 배터리는 중국 내수시장의 성장과 함께 가격경쟁력과 높은 안정성을 앞세워 전기차와 ESS 시장의 파이를 높여가고 있다.

 

삼성SDI는 지난 2018년까지 ESS용 배터리 시장에서 점유율 50%를 넘으며 '절대 강자'로 군림했으나,  이후 중국의 저가 LFP(리튬·인산·철) 배터리 공세가 이어지며 점유율이 4위 밖으로 밀려나간 상황이다. 

 

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[Summary]

한국 K배터리 3사가 ESS용 배터리 및 LFP 배터리에 주목하는 배경에 대해 알아봤고

이해한 것을 정리하면 아래와 같다.

 

1. 전기차 시장 캐즘 : 가격/안정성/편의성 문제로 수요 둔화

2. 세계 각국 기후변화/탄소중립 정책으로 신재생에너지 + ESS저장장치 수요 급증

3. 북미지역 가정용 태양광 발전용 패널 중국산 저가 영향으로 수요 급증

4. ESS용 리튬이온 배터리는 삼원계 NCM/NCMA 보다는 저가형 LFP를 많이 사용하는 것이 이득

 - 전기자동차와 달리 ESS저장장치는 이동하지 않고 고정된 장소에 설치되어 사용하고

 - 성능보다는 안정성 및 가격 관점에서의 접근이 필요하기 때문

5. 한국 배터리 3사의 전기차 캐즘의 대안으로 ESS저장장치용 LFP 배터리 시장 경쟁력/파이 확보 노력 중

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