ESS를 이용하여 휴대폰 요금을 면제 받는다면?

Bloomberg New Energy Finance에 따르면, 전 세계적으로 2017년 신규 발전소의 44%가 태양광과 풍력이 차지하고 있으며 2030년에는 그 비율이 68%에 이를 것이라 전망하고 있습니다. 이러한 성장의 근본적인 이유는 태양광과 풍력 발전이 이미 경제성을 갖췄기 때문입니다.

l 연간 신규 설치되는 발전원별 설비용량(GW) (출처: BNEF)

태양광, 풍력 발전소를 건설하는 비용의 급락으로 LCOE (Levelized Cost of Electricity, 1kWh의 전기를 생산하기 위한 비용, 발전소 구축비(CAPEX)와 운영비(OPEX)를 합한 총 비용을 1kWh로 나눈 값으로 계산됨)가 석탄, 원자력보다 낮아졌고, 특히 태양광의 LCOE는 매년 10~20%씩 하락하고 있습니다.

태양광 및 풍력의 발전 원가가 하락한 이유는, 최근 몇 년간 제조사들이 규모의 경제를 실현하기 위하여 경쟁적으로 생산 시설을 증설한 결과, 공급 과잉 현상이 발생하게 되었고, 경쟁에서 생존하기 위하여 원가에 가까운 가격으로 제품을 판매하고 있기 때문입니다.

신재생에너지 시장 규모는 발전 비용이 많이 낮아진 유럽, 북미에서는 민간 자본의 주도로 보조금의 지원 없이도 성장하고 있습니다. 전략적으로 신재생에너지 산업을 육성하기 위해 노력하고 있는 중국에서는 대규모 지원 정책에 힘입어 신재생에너지의 최대 투자국이면서, 동시에 최대 소비국이 될 정도로 급속도로 시장이 성장하고 있습니다.

이러한 시장의 성장으로 인해 앞으로는 신재생에너지 발전 단가가 더욱 하락하게 되어 중동, 남미, 아프리카 지역에서도 주요 발전원으로 대두되고 있고, 대형 신재생 발전 프로젝트들이 추진 중입니다. 최근 주목할 만한 대형 신재생 프로젝트는 소프트뱅크 사례로, 2030년까지 사우디에서 200GW의 태양광 발전소 구축을 위한 합작회사 설립을 추진 중이며, 총 투자액은 200조 원을 웃돌 것으로 전망되고 있습니다.

l 미국의 발전원별 LCOE 비교 (출처: Cleantechnica)

경제성을 갖춘 태양광 발전과 풍력 발전은 발전 사업자들에게는 신규 사업으로 매력적일 수 있지만, 전기 수요는 증가하는데 바람과 햇빛이 약하다면 제대로 전기를 공급할 수 없어, 별도의 발전소가 필요하게 되는 문제가 발생할 수 있습니다.

이와 비교하여 가스 발전은 비교적 전력 생산의 조정이 가능한 장점이 있습니다. 가스 발전은 저탄소 발전으로 전 세계적 주류 발전원이기는 하나, 신재생에너지보다 기술 혁신이 정체되어 가격하락 폭이 작고 유럽, 미국, 호주 등에서는 이미 신재생에너지보다 값비싼 발전원이 되었습니다.

발전 비용이 많이 들기 때문에 경제성 향상이 중요하나, 한 번 설치될 때 수백 MW 이상이 되어야 하므로 입지선정과 고압 송전망 설치에 대한 민원이 선결되지 않는다면 설치에 어려움이 있습니다. 또한, 천연가스 가격은 변동성이 높아서, 천연가스를 수입하는 지역에서는 도입에 고민이 많을 수밖에 없습니다.

l Lyon & FirstSolar의 태양광 330MW, ESS 100MW/400MWh

이러한 고민의 대안으로 신재생에너지에 ESS를 연계하거나, 도시 근처에 대규모 ESS를 설치하여 전기 수요를 통제하는 사례들이 최근 많이 증가하고 있습니다.

AES는 미 캘리포니아에서 자신들이 소유한 가스복합화력발전소에 ESS(100MW/400MWh)를 연계하여 사용하고 있고, 하와이 Kaua’i에는 태양광(28MW) 발전에 20MW/100MWh 규모의 ESS를 연계하여 사용하고 있습니다.

또한, 호주에서는 Lyon사가 1조 원에 달하는 규모로 Riverland 지역에 태양광 330MW와 ESS(100MW/400MWh)를 연계하여 연내에 상업 운전을 개시할 예정입니다. 이처럼 최근 들어 글로벌 발전 회사들이 수백 MW 규모의 신재생 발전소에 수백 MWh의 리튬•이온 배터리를 연계한 대형 프로젝트 개발 진행 사례가 많이 증가하고 있습니다.

이러한 대규모 ESS 연계 프로젝트들이 증가하면서, 다양한 경험과 데이터들이 축적되어 사업이 진행될 때 발생할 수 있는 각종 리스크도 적어져, ESS를 연계한 발전사업은 머지않은 시기에 성숙 시장으로 진입할 것으로 예상됩니다.

미쯔비시, 푸르덴셜 등 다수의 글로벌 금융투자사들도 안정된 장기 투자 배당을 목적으로 ESS 유관 사업을 투자 대상으로 검토하고 있는 등, 대형 발전 사업을 성숙시장으로 견인하는 가장 중요한 요소인 프로젝트 파이낸싱도 최근 활성화되고 있습니다.

ESS 연계형 신재생에너지 사업의 본격적인 개화 시기는 장담할 수 없으나, 이미 성숙된 시장에 도달한 태양광, 풍력 발전과 같은 과정을 거칠 것으로 보입니다. 계속되는 제품 및 설비 가격 하락과 함께 ESS 연계로 인하여 경제적 타당성이 높아지는 일부 지역을 중심으로 다수의 사업이 진행될 것은 분명해 보입니다.

l 마이크로그리드 기반 에너지 자급도시

단일 신재생에너지 사업에서 ESS 연계형 신재생에너지 사업으로 시장이 발전해 나감에 따라 향후 스마트시티의 주택, 아파트, 빌딩 등에는 자가소비 목적의 ESS 연계형 신재생에너지 사업이 많아질 것으로 예상됩니다.

앞서 비용의 하락이 계속되어 자가소비 목적의 ESS 연계형 신재생에너지가 확산한다면, 현재의 대형 발전사 중심의 전력시장 구조에 큰 변화가 생길 것입니다. 전기의 생산과 소비에서 동떨어져 있었던 일반 소비자들이 전기 생산자가 되기도 하여 자신이 생산한 잉여 전기를 이웃에게 판매할 수도 있게 됩니다. 이러한 변화가 실제로 벌어지고 있는 사례도 있습니다.

일본의 소프트뱅크는 전기를 사용하는 고객의 건물 지붕을 무상으로 대여받아, 지붕형(Roof-top) 태양광 제품을 고객에게 무상 설치해 줍니다. 그리고 소프트뱅크는 자사가 소유한 통신사와 요금제를 결합하여, 통신 기본료를 면제해주는 혜택을 제공합니다.

그 대신 소프트뱅크는 고객에게 설치한 태양광 제품으로부터 생산된 전력을 고객에게 판매하거나 고객 인근의 가정에 직접(P2P, Peer-to-Peer) 판매하고 있습니다. 이러한 기반으로 소프트뱅크는 향후 전력 소매사업자(Retailer)로서 e-Prosumer, 가상 발전소(Virtual Power Plant) 등의 사업을 추진할 수 있게 됩니다.

사례를 중심으로 살펴보았듯이, 스마트시티에서의 발전 산업의 변화가 이미 우리 삶에 영향을 주고 있고, 화력, 원자력을 대체하여 신재생에너지가 헤게모니를 장악하는데 긴 시간이 걸릴 것으로 전망하였으나 최근의 급격한 변화들로 그 시간이 짧아지고 있습니다.

길게는 10~20년 후에 에너지 산업의 한 축으로 자리매김할 것으로 전망되는 프로슈머, 마이크로그리드 등이, 5~10년 이내에 경제성을 확보하고 시장이 성숙되어 우리가 체험할 날이 급격히 다가올 수도 있을 것입니다.

글 l LG CNS 엔트루컨설팅 컨버전스전략그룹

* 해당 콘텐츠는 저작권법에 의하여 보호받는 저작물로 LG CNS 블로그에 저작권이 있습니다.

* 해당 콘텐츠는 사전 동의없이 2차 가공 및 영리적인 이용을 금하고 있습니다.