전국에 태양광, 풍력 등 재생에너지 발전 설비가 늘어나면서, 정부는 안정적인 계통 운영을 위해 전국 단위의 ESS(Energy Storage System) 사업 시행을 발표했다. ESS는 생산한 전력을 저장했다가 필요할 때 쓸 수 있도록 관리하는 에너지 시스템을 의미한다.

 

기존 양수발전소 중심으로 운영하던 ESS를 2023년부터 중앙계약시장을 통해 확대하고 있는 가운데, 정부는 올해부터 내년까지 540MW급 ESS를 제주도와 육지에 우선 보급하고 2038년까지 전국에 23GW 규모 ESS를 추가 운용한다는 계획이다. 

 

◇40조 규모 국내 ESS시장 열린다

 

산업통상자원부는 지난 달 22일 540MW 규모 ESS사업 입찰을 공고했다. 이번 사업은 광주, 전남, 전북, 강원 일부, 경북 일부, 제주도 등에서 시행하는 우리나라 최초의 전국 규모 ESS사업이다. 이번 사업에 참여하는 기업들은 내년 말 까지 ESS설비를 설치하고, 2038년까지 설비를 운용한다.

 

특히 ESS의 양대 축인 양수발전소 설비가 2036∼2038년에야 이르러 1.25GW 규모의 추가 건설이 가능하기 때문에, 정부는 2038년까지 20GW 규모의 ESS를 대부분 배터리 방식으로 채운다는 계획이다. 업계에서는 이번 사업을 통해 국내에 40조원 규모의 ESS 시장이 창출될 것으로 전망하고 있다.

 

이같은 내용은 정부가 2023년 7월 제11차 전력수급기본계획(2024~2048년)을 수립 착수해, 2025년 2월 발표한 것이며, 같은 해 3월 수정 공고를 통해 확정했다.

 

2010년부터 배터리 개발을 이어 온 삼성SDI 관계자는 “ESS 시장은 글로벌 신재생에너지와 인공지능(AI) 데이터센터 확대에 따른 전력용·무정전전원장치(UPS) 시장을 중심으로 높은 성장이 전망된다”면서 “최근 산업부의 11차 전력수급기본계획 확정에 따라 국내 ESS 프로젝트 기회도 확대될 것으로 기대한다”고 설명했다.

 

다만 삼성SDI 관계자는 “삼성SDI는 한국전력거래소의 공개 입찰에 직접 참여하는 것이 아니라, EPC업체 등 ESS설비 업체들과 논의를 통해 납품을 진행한다”라며 “이번 정부 주도 ESS 사업에 대해 기대치가 있는 것은 사실”이라는 입장을 밝혔다.

 

 

◇국내 최초 중앙계약시장 주도 ESS사업...제주도 BESS 사업 살펴보면

 

이번 사업에 선정된 사업자는 전력거래소와 계약 후 발전 설비를 운용하며, 한국전력에 전력을 판매한다. 2023년 8월 제주도에서 열린 우리나라 최초의 중앙계약시장형 ESS사업인 배터리 에너지저장장치(BESS) 사업 입찰 과정을 살펴보면, 65MW/260MWh 물량 공고에 13개 업체가 지원해 3개 업체가 사업권을 따냈다. 3.2대 1의 경쟁률을 기록한 것이다.

 

전력거래소는 같은 해 11월 해당 사업 우선협상사업대상자를 발표했는데, 제주도 동쪽은 한국동서발전(35MW/140MWh)이 낙찰됐다. 또한 제주도 서쪽은 각각 한국남부발전(23MW/92MWh)과 LS일렉트릭(10MW/40MWh)가 사업자로 선정됐다.

 

특히 제주도 동쪽에 있는 조천읍 북촌리에서 컨소시엄을 주도하는 동서발전은 올해 3월 착공해 11월 상업운전을 목표로 사업을 순항 중이다. 이번 컨소시엄은 동서발전, 제주에너지공사, 에퀴스에너지코리아, LG에너지솔루션이 참여하며, 사업비 834억원을 들여 BESS 발전소 3개동을 건설하는 것이 목표다.

 

동서발전 관계자는 “이번 사업은 제주 지역 계통 불안정을 해결하기 위해 참여한 사업”이라며 “동서발전은 컨소시엄을 통해 BESS 설계 및 시공을 맡아 사업을 진행한다. 제주도 지역의 에너지 공급 안정화에 기여할 것”이라고 말했다.

 

강상구 전남도 에너지산업국장은 "전남도가 주도적으로 에너지저장장치 중앙계약시장 전남 도입을 지속해서 건의해 정부 계획에 반영했다"며 "지역에 에너지저장장치를 도입해 재생에너지가 확대되고 에너지 기본소득을 실현하는 것은 물론 첨단기업 유치도 앞당기겠다"고 강조했다.

 

 

◇계통 불안정 문제 해결 및 국내 ESS 사업 성장 기대

 

정부가 이번 ESS 사업을 착수한 배경을 살펴보면, 전국에 재생에너지 설비가 확대되면서, 호남과 제주도 등 계통 불안 지역이 늘어나고 있기 때문이다. 우리나라에서 재생에너지 설비가 가장 많이 들어섰다고 할 수 있는 제주도에서는 2015년부터 2023년까지 풍력과 태양광이 각각 446회, 93회 총 539회에 걸쳐 출력제어를 시행했다. 빈번한 출력제어가 문제가 된 호남 지역에서는 지난해 9월부터 2031년 말까지 신규 발전 허가가 전면 중단되는 초유의 사태가 벌어지기도 했다.

 

주목할 점은 지난해 6월 제주도에 ‘재생에너지 입찰제도’를 도입한 이후 풍력 발전 출력제한 사례는 1∼5월까지 51회 발생한 뒤 6월부터 연말까지 한 차례도 발생하지 않았다는 것이다. 태양광 풍력제한 역시 1∼5월 29회만 발생해 횟수가 크게 줄었다.

 

재생에너지 입찰제는 재생에너지를 중앙계약시장이 주도하는 경매와 입찰에 포함시켜, 자원 배분의 효율성을 높이는 제도다. 해당 제도는 ESS 설비 확대 정책과 함께 재생에너지가 지니고 있는 계통 불안정 문제를 해결할 것으로 보인다.

 

산업부 관계자는 “산업부는 공정하게 입찰을 진행하고 (적법한) 절차에 따라 사업을 진행한다는 입장”이라며 “ESS 도입을 통해 재생에너지의 변동성에도 불구하고 전력망의 안정성을 강화해 재생에너지 발전에 대한 출력제어 빈도가 줄어들 것으로 기대한다”고 말했다.

 

이밖에 올해 1월 강남구 테헤란로에 한국 법인을 세운 중국 배터리 기업 CATL이 이번 ESS 사업에 참여할 것이라는 전망도 나온다. 삼성SDI, LG에너지솔루션, SK온 등 우리 배터리 기업들이 전기차 캐즘을 마주한 상황에서 CATL과의 경쟁을 통해 국내 ESS 산업의 발전을 이끌 가능성이 제기된다. CATL은 전기차 배터리 세계 1위 기업이다.

 

이와 관련해 LG에너시솔루션 관계자는 “이번 사업 입찰에 참여할 것이지만, 타사와의 경쟁과 관해선 내용을 밝히기 조심스럽다”고 했다.

 

마지막으로 전력거래소가 진행하는 이번 ESS 사업 공고 내용을 살펴보면, 사업자 등록 기간이 비교적 짧다는 점이 특이하다. 통상 전력거래소가 발주하는 사업자 등록은 1~2개월 가량 걸리는 데 반해, 이번 사업자 등록 기간은 지난 2일부터 이달 13일로 약 10일에 불과하다.

 

또한 전력거래소는 ESS설비 종류별 조합 불가 규정도 마련했다. 예를 들어 리튬이온(NCM)과 리튬이온(LFP)을 조합한 설비와 리튬이온(NCM)과 흐름 전지를 조합한 발전 설비는 이번 입찰에 참여할 수 없다. 

 

앞으로 국내 베터리 기업의 경쟁력 확보 및 ESS설비 규정 문제는 전력거래소와 에너지 업계가 해결할 숙제로 남게 됐다.