- 2021년 상반기 600% 증가, 세계 1위 등극 -

- 신에너지 발전과 정책 지원에 발맞춰 중국 에너지저장 업계 고속성장기 진입 -

- 동력 배터리기업, 에너지저장 분야로 진출 확장 추세 -

중국 에너지저장장치(ESS) 설치 규모 세계 1위 등극

 

최근 몇 년 사이 중국의 풍력, 태양열 등 신재생에너지 산업이 급성장하고 있다. 신재생에너지의 발전(发电)장치 설비 규모가 총 9억3000만㎾에 달하면서 전체 발전용 설비에서 차지하는 비중이 2012년 27.8%에서 2020년 42.4%로 상승했다. 또한 2020년에는 중국의 풍력, 태양열 저장장치 설비 추가 규모가 1억2000만㎾에 달하여 새롭게 추가된 설비의 약 63%를 차지했다. 나아가 수력, 원자력, 천연가스 및 생물질에너지 발전 설비를 추가적으로 고려한다면 청정에너지가 차지하는 비중은 전체의 70%를 초과한다.

 

그러나 재생에너지 발전(發電)의 불안정성, 간헐성 등의 문제로 점유율 확대와 더 큰 규모로의 성장이 제약받고 있다. 또한 이로 인해 중국이 목표로 하는 ‘탄소배출정점, 탄소중립(碳达峰, 碳中和)’의 달성 역시 어려움을 겪고 있다. 이를 극복하고 탄소배출정점을 실현하기 위해서는 신재생에너지의 대규모 발전이 필요하며, 이러한 배경 속에서 신재생에너지의 발전을 촉진하는 핵심산업으로 에너지저장장치(ESS) 분야가 주목받고 있다.

  * 간헐적 에너지가 총전력에서 3~15%를 차지한다면 전력망의 관리 강화를 통해 소화할 수 있으며, 15~25% 사이에는 신재생에너지 저장소와 사용자가 함께 에너지 조절에 참여해야 한다. 만약 25~50% 사이라면, 모든 발전소에 ESS를 설치해야 한다. 탄소배출정점과 탄소중립을 목표로 하고 있는 중국의 간헐적 신에너지 전력의 비중은 50%를 초과할 것으로 전망된다.

 

2020년 기준 중국이 운영 중인 에너지저장 프로젝트의 누적 장치 규모는 35.6GW였으며, 그 중 양수에너지 저장장치의 누적 규모가 가장 높은 점유율(89.3%)을 차지했다. 다음으로 전기화학 ESS의 누적 장치 규모가 3.27GW에 달하여 9.2%의 점유율을 기록했는데, 이는 2019년에 비해 3.9% 증가한 수치이다. 한편 전기화학 에너지 저장 장치 중에서 리튬이온배터리가 차지하는 비중이 가장 크고, 점유율은 89%에 달한다.

 

2020년 중국 에너지 저장 장치별 누적 점유율

 

자료: 비전산업연구원

 

2020년 기준, 중국 전기화학 에너지 저장 시장의 누적 장치 출력 규모는 3.27㎿를 달성해 동기 대비 91.2% 성장했고, 신규 증설한 전기화학 장치 출력 규모가 1.56GW에 달하여 최초로 1GW를 돌파했다. 2017년 중국이 신규 증설한 전기화학 저장장치의 글로벌 점유율은 9%로 전 세계 5위 수준이였으나, 2019년, 2020년에 들어 점유율이 각각 21%, 33%를 기록해 세계 1위로 올라섰다.

 

2017-2020년 중국 전기화학 ESS 규모                                     2020년 전기화학 ESS 증설 세계 분포

 

자료: 비전산업연구원

 

2021년 상반기, 중국 ESS의 신규 증설 규모가 전년 동기 대비 600% 증가한 10GW를 기록하여 폭발적 성장을 보이고 있다. 동우(东吴)증권에 따르면, 2025년 중국 ESS 장치는 34.4GW에 달할 것으로 보이며, 2021~2025년 연평균 복합성장률이 84%를 기록할 것으로 전망했다. 동시에 2030년까지 중국의 ESS 신규 증설 규모가 175.6GW에 달하여 2021~2030년 연평균 복합성장률이 61%에 달할 것으로 전망했다.

 

중국 정부의 적극적인 에너지 저장산업 육성

 

2017~2021년, 전기요금 시스템과 에너지 산업 구조 재편 및 각국의 정부 보조금이 종합적으로 작용하여 전 세계 ESS산업은 빠르게 발전했다. 예를 들어 미국 연방 정부와 각 주는 태양에너지 장치와 에너지저장 장치를 동시에 설치하는 이용자에게 30%의 세금 감면 혜택을 주고, 2030년까지 장기간에 걸쳐 에너지저장 원가를 2020년 기준 90%까지 낮추려고 하고 있다. 한국, 영국, 호주, 이탈리아 등 각국 정부 역시 에너지저장장치 산업 육성 정책을 적극적으로 시행하고 있다.

 

국가별 ESS 정책 개요

국가	시기	정책	주요 내용
한국	2019	전기요금 할인 정책	- 피크타임에 에너지저장 설비에 저장된 전기 사용 시 전기요금 일부 할인
미국 각주	2013-2026	투자세액공제 (ITC)	- 사업장, 주택가입자가 태양광 저장장치 설치 시 30% 세액공제 - 세액공제 비율 : 2022년 26%, 2023년 22% - 기한 : 2026년 1월 1일까지
미국	2020	ESS 발전 노선도 (ESGC)	- 연방정부와 각 주가 동시에 보조금 정책을 실시하여 에너지저장 산업의 발전을 장려하고 에너지저장 분야의 기술을 실험단계에서 시장단계로 전환 - 2030년까지 장기간 고정 에너지 원가를 2020년 기준 90%까지 떨어뜨려 0.05달러/kWh 수준에 맞춤
영국	2020	에너지저장 용량 제한 취소 정책	- 에너지저장 용량 제한을 없애고 1,000만 파운드의 지원금을 제공하여   에너지저장장치를 지원 - 개발자로 하여금 잉글랜드 지역에 50MW 이상의 에너지 저장장치, 웨일스에는 350MW 이상의 에너지 저장장치를 설치할 수 있도록 허용
호주	2020	'태양광+에너지'저장 프로젝트 인센티브 계획	- 전력망, 주택, 지역사회에 ‘태양열+에너지 저장’ 사업 프로젝트 지원 - 에너지저장 14개 프로젝트에 5724만 호주달러 자금 지원
이탈리아	2017	태양광 에너지저장 리턴 정책	- 20KW 이상의 ‘태양열+에너지저장’에 3000유로에 달하는 금액 반환 - 에너지저장 시스템 구입 및 설치 비용의 50% 수준의 보상금액 제공

자료: 중관춘에너지저장산업기술연맹(CNESA)

 

최근 중국에서 ESS 산업 육성 정책이 잇달아 발표되고 있으며, 그 중 2021년 7~8월에는 3개의 문건이 연달아 발표됐다. <신형 ESS 발전 가속화 지도 의견>에 따르면 2025년 중국 국내 에너지저장 장치 규모를 30GW 이상 끌어올릴 계획이며, 2030년에는 신형 ESS의 전면적인 시장화 실현 계획을 제시했다. <시간대별 전기요금 완화 조치에 관한 통지>에 따르면, 파동 최대치와 파동 최저치의 가격 차이를 확대하여 전기 요금을 4:1 비율로 설정하고, 사용자가 자체적으로 전기 에너지 저장 발전 계획 참여를 유도하고 있다.

 

2021년 중국 ESS 정책 주요 내용

분야	발표 일자	문건	주요 내용
전체 개요	2021.7.23	<신형 에너지저장 발전 가속화 지도의견>	- 2025년까지 에너지저장 기술의 높은 안전성, 저비용, 시장환경과 비즈니스 모델의 기반 성숙화 실현 - 2025년까지 에너지저장 설비규모 30GW 실현하고, 2030년에 신형 ESS 시장화
사용자 부문	2021.7.29.	<시간대별 전기요금 완화 조치에 관한 통지>	- 차년도 시스템 파봉/파곡 차이가 40%를 초과하고, 파봉/파곡 전기요금 차이는 4:1 비율 유지
통합 전력망 부문	2021.8.10.	<통합 전력망 규모에 관한 재생에너지 발전 기업의 자체 건설 또는 구매 권장 통지>	- 재생에너지 통합 전력망 수납능력 증대 - 재생에너지 병합망 수납능력 증대 - 발전업체의 자체 에너지저장장치 건설과 통합 전력망 규모 증대 권장 - 발전업체의 에너지저장장치 구매, 전력망 규모 증가 허가

자료: 발표 문건 자료 종합

 

중국 중앙정부 뿐만 아니라 지방정부도 잇달아 재생에너지+에너지저장의 통합 사용에 대한 지원 강화 정책을 발표했다. 중국 국내 다수의 성이 신재생 에너지 프로젝트의 에너지 저장 용량을 10~20%로, 에너지 저장 시간을 2시간 혹은 그 이상으로 설계할 것을 요구했다. 아울러 '신에너지+에너지저장', '수력+에너지저장' 프로젝트 중 에너지 저장장치 시설에서 판매되는 전력량에 0.1위안/㎾h의 운영 보조금을 지급했다. 이를 통해 중국 지방정부는 에너지저장 정책을 시행하고, 에너지 저장 시스템 발전에 박차를 가하고 있다.

 

에너지 저장 시스템 다양한 분야에서 광범위한 응용, 신기술의 끊임없는 출현

 

(1) 발전(发电) 부문

지리적 여건 등으로 인한 티베트 전력 공급 장애는 티베트 경제사회 발전을 제약하는 요인이 돼 왔다. 하지만 이를 해소하기 위해 2021년 3월, 티베트 르카쩌 지역에서 50㎿ '태양광+에너지저장' 시범 사업이 성공하여 통합 전력망을 구축했다. 해당 프로젝트는 1246ha 부지에 연간 약 1억㎾h의 발전(发电)을 가능토록 했으며, 이를 통해 연간 3만600t의 석탄 사용량이 감소될 것으로 전망된다.

 

해당 프로젝트의 성공적인 운행은 전체 티베트 전력 공급 부족을 해소할 것으로 예상하고 있으며, 서부 지역의 에너지 발전을 촉진하는 중요한 발걸음이 됐다. 2060년 중국이 탄소중화, 태양광, 풍력 산업이 밀집되는 중서부 지역은 중국의 가장 중요한 에너지 수출지역 중 하나가 될 것으로 전망된다.

 

티베트 르카 50㎿ '태양광+에너지저장' 종합에너지 시범사업

 

자료: 신화사

 

<2021 중국 에너지저장 사업 연구 백서>에 따르면, 2020년 중국에 신설된 에너지저장장치 중에서 발전(发电) 부문의 장치 규모가 가장 컸는데, 그 규모가 전년 대비 438% 증가하여 58만㎾를 넘어섰다. 그러나 현재 배터리 에너지저장 시스템은 장기간의 전력 수요를 만족시키기 어렵다는 문제가 지속되고 있어 에너지 저장 기술의 중요성이 나날이 증대되고 있다.

 

2021년 8월, 중국 구이저우성(贵州省) 10㎿ 압축공기 저장국가 시범 프로젝트가 4000시간 이상의 안전 운행에 성공했는데, 이는 글로벌 압축 공기 에너지저장 시스템에서 최고 효율을 자랑한다. 2021년 6월과 8월에는 핑딩산(平顶山) 100㎿와 중추궈넝 300㎿ 압축공기 저장 프로젝트가 잇따라 계약돼, 향후 중국의 압축공기 저장에너지 기술의 획기적인 발전이 기대된다.

 

세계 최초 10㎿ 압축공기저장 국가 시범시스템(중국 구이저우)

 

자료: 피닉스 테크놀로지

 

(2) 전력망 부문

2018년 7월, 장시성 젼지앙시(江苏省 镇江市)는 3대의 330㎿ 석탄발전기 3대를 폐기하면서 여름철 전력 피크 기간에 전력난을 겪은 사례가 있다. 전기 공급 문제를 해결하기 위해, 장시성전력유한공사(江苏省电力有限公司)는 단기간에 구축 가능한 전기화학발전소를 건설했고, 젼지앙시(镇江市)에 총 용량 101㎿, 202㎿h 수준의 8개 에너지 저장소 건설 프로젝트를 시행했다.

 

전체 에너지저장 발전소에 전력망을 구축했는데, ms(milliseconds) 단위의 반응속도에 도달할 정도로 효율성이 개선됐다. 중국 국내 최대 규모의 전력망 에너지저장 시스템 프로젝트를 통해 장시성에 성공적으로 전력망을 구축한 것은 대규모 배터리 에너지저장 시스템이 전력망 부문 응용 영역에서 중요한 첫 발걸음을 내딛었음을 의미한다.

 

장시성 젼지앙시(江苏省 镇江市) 16㎿/32㎿h 배터리 에너지 저장소

 

자료: 중국춘넝왕

 

(3) 사용자 부문

2021년 8월 19일, CCTV 경제 채널 <경제정보연합방소>에서는 베이징 비지니스 쇼핑몰 주변에 위치한 신형 에너지저장 충전소가 사용 단계에 진입했다고 보도했다. 해당 에너지저장 충전소는 낮에는 옥상의 태양열을 이용하고, 야간(23시-7시)에는 에너지를 충전하는데, 이렇게 충전한 에너지를 비지니스 복합몰의 피크 타임에 사용함으로써 전기 수요를 충족하는 방법이다. 이러한 방식을 중국에서는 시아옹펑티엔구(削峰填谷)라고 부르며, 전력 수요가 낮을 때 충전하고 전력 수요가 높을 때 전기를 배출하는 패턴을 의미한다.

 

CCTV에서 방영한 베이징 비즈니스 쇼핑몰의 전기 충전소

 

자료: 중국타이양넝파띠엔왕

 

상하이쥔공로(上海军工路) 슈퍼전기충전소는 상하이의 첫 번째 '빛 에너지' ESS 일체형 충전소이며, 해당 충전소는 직류 충전기 14개, 교류 충전기 12개가 있으며, 1대의 대형버스, 6대 중형버스, 19대 소형 신에너지차를 동시에 충전할 수 있다. 해당 충전소는 태양열 에너지 발전과 빛 에너지 ESS를 일체화한 신형 설비로 24시간 스마트 전력 소모 분배가 가능토록 설계됐다.

 

상하이쥔공로(上海军工路) 슈퍼전기충전소

 

자료: 안루이총띠엔커지유한공사

 

2021년 6월 10일, 선전시졍하오혁신과학기술공사(深圳市正浩创新科技公司, EcoFlow)는 1억 달러가 넘는 대출 승인 정보를 공시했는데, 이는 해당 기업이 휴대용 에너지 저장 분야에서 유니콘 기업으로 성장했음을 의미한다. 해당 기업은 독특한 디자인과 우수한 성능을 지닌 스마트 휴대용 에너지저장 장치를 생산하며, 상품의 사용 범위는 가정용, 야외활동 및 공업 등을 전부 포함하고 있다.

 

EcoFlow의 휴대용 에너지저장 장치

 

자료: EcoFlow 기업 홈페이지

 

동력 배터리 기업, 에너지저장 산업으로 진출

 

에너지저장 산업 사슬의 상류에는 에너지저장 배터리, 배터리관리시스템(BMS), 에너지관리시스템(EMS) 및 에너지저장변류기(PCS) 공급자가 있다. 그 중 에너지저장 배터리와 에너지 저장 변류기(PCS)는 에너지저장 시스템의 핵심이다. 중관춘 에너지저장산업기술연맹(CNESA)에 따르면, 에너지저장 시스템 원가에서 배터리 원가가 55%에 달해 가장 높은 비율을 차지하고, 그 다음으로는 PCS가 약 20%를 차지한다. 에너지저장 산업 사슬의 중류에는 주로 에너지저장 시스템 관리 업체, 에너지저장 시스템 설치 업체가 있고, 하류에는 주로 신에너지 발전소, 전력망 기업, 공업기업, 가정 등 최종 소비자가 있다. 현재 에너지저장 산업 사슬 상위 부분에 속한 많은 대형 제조사들이 에너지저장 장치 제조 부분 중 중류 단계 시장 점유를 위해 치열한 경쟁을 하고 있다.

 

중국 에너지저장 산업 사슬 및 주요 참여기업 현황

 

자료: 동베이정주엔

 

중국 에너지저장 산업의 시장 쏠림현상은 높지 않은 편이다. 2020년 중국 내 에너지저장 시스템 출하량 상위 5개 제조사의 점유율은 전체 26% 수준에 머물렀으며, 2021년에 들어서도 각 기업들은 시장 확대와 구성에 집중하고 있어 에너지저장 시장의 경쟁 구도는 아직도 완성되지 않았다. 그 예로 양광띠엔웬(阳光电源)은 중국 내수 및 수출 시장에서 1위를 차지하고 있지만, 점유율은 각각 9%와 6%에 불과하다.

 

2020년 중국 에너지 기업 에너지저장 시스템 판매량 TOP 10

(단위: ㎿)

 

자료: 베이지싱춘넝왕

 

에너지저장 시장 및 신에너지 자동차 시장 규모가 지속적으로 확대됨에 따라 중국 동력 배터리 공급상이 신에너지 배터리와 빛에너지 일체화 충전소 등의 프로젝트를 앞다퉈 추진하여 에너지 저장 분야로 사업 영역을 확장하고 있다. 2019년부터 현재까지 최소 20개 동력 배터리 기업이 에너지저장 분야에 뛰어들었으며, 이 분야는 새로운 블루오션으로 부상하고 있다.

 

2020년 세계 최대 동력 배터리 기업 CATL은 에너지저장 시스템 판매 수익이 19억4000만 위안에 달했으며, 이 수치는 전년 동기 대비 219% 증가했다. 또한 에너지저장 시스템 판매 규모도 2.39GWh에 달했으며, 이 수치는 동기 대비 237%에 육박했다. 펑차오에너지(蜂巢能源)는 대련에서 시아옹펑티엔구(削峰填谷), 비상 전력, 동력 자동차 쾌속 충전 등의 기능을 지닌 유광 에너지 저장 프로젝트를 진행했다. 펑차오에너지(蜂巢能源)는 응용 분야인 셀에너지 저장, 중형 에너지저장, 일체형 액냉(液冷) 에너지 저장 시스템 공략을 발표하기도 했다. 2021년 루이푸에너지유한공사(瑞浦能源有限公司) 임원 인터뷰에 따르면 “최근 에너지저장 시장 수요가 급증해 수주를 받는 것조차 어려운 상황이다. 2021년 상반기 한국 기업은 이미 50%의 생산능력을 에너지 저장 분야로 돌려 동력 배터리를 상대적으로 적게 출하했다”라고 밝혔다.

 

시사점

 

현재 청정에너지 산업을 선도하고 있는 중국 에너지 저장 시장은 급속도로 성장하고 있다. '탄소배출정점(碳达峰)', '탄소중립(碳中和)' 및 2030년 화석을 제외한 에너지의 1차 소비 비중이 25% 안팎에 이를 것으로 예상되는 가운데, 재생에너지의 대규모 개발을 통한 에너지 사용 효율 상승이 신에너지 산업 발전의 기본 방향이 됐다. 이를 통해 신에너지 발전(发电) 부문, 전력 부문, 사용자 부문에서 에너지 저장 분야는 모두 대규모 수요와 성장 기회를 맞이할 것으로 전망된다.

 

중국 에너지국 에너지과학기술장비국장에 따르면, “<신형 에너지 발전 가속화를 위한 가이드라인>이 제시한 2030년 신형 에너지저장 장치 규모 목표인 30GW는 현재 신형 에너지 장치 규모의 10배이다. 신형 전력 시스템 건설이 가속화되는 가운데, 에너지저장 솔루션 업체, 배터리공급업체, PCS 공급업체, 배터리 소재 공급업체, 전문 엔지니어링 설계업체 등이 크게 성장을 할 것으로 기대된다.”라고 말했다.

 

2019년 중국은 자동차 동력 배터리 화이트리스트 정책을 중단하여 중국과 외국의 동력 배터리 업체를 같은 출발선에 설 수 있도록 했다. 2020년 중국 상무부가 공포한 <외국인 투자 장려 산업 목록(2020)>에 따르면, 에너지저장, 에너지저장용 충전기가 추가돼, 외자 기업이 해당 영역에 투자할 시 소득세, 땅값, 수입 설비 면세 등의 혜택을 받을 수 있다. 에너지저장 분야의 중국 정부의 친기업적인 정책은 외국계 신에너지 글로벌 기업에게 중대한 비즈니스 기회를 제공할 것으로 보인다.

 

그동안 미국, 한국의 에너지저장소에서 여러 건의 안전사고가 발생했고, 중국 역시 에너지저장소 프로젝트가 안전 문제로 인해 가동 중단하거나 보류된 사례가 있다. 하지만 업계에서는 단기 충격은 불가피하지만 장기적으로는 에너지 저장 분야의 투자와 성장은 뚜렷할 것이라는 의견이 지배적이다. 이 같은 사고는 오히려 업계를 규범화, 표준화된 발전으로 유도할 수 있고, 각 참여 주체의 책임감 역시 한층 더 강해질 수 있는 긍정적인 효과가 있다. 이 기간 중 업계 판도가 재편돼 시장 점유율이 선두 업체로 빠르게 집중될 수 있다고 예상했다.

 

리튬 이온 배터리는 현재 전기화학 에너지저장의 주류를 이루는 기술이지만, 리튬의 매장량이 한정돼 있어 대규모 에너지 저장 수요를 충족시키기는 어렵다. 따라서 미래에는 나트륨 이온 배터리가 규모화 생산을 구축하면서 시장 공간을 다수 창출할 것으로 전망된다. 한편 수소는 에너지 밀도가 높고, 운행 유지비용이 낮으며, 아주 짧거나 긴 시간 동안의 전기 공급이 가능한 에너지 비축에 동시에 적용할 수 있고, 100GWh 이상의 에너지를 저장할 수 있다는 특징을 지니고 있다. 이처럼 수소는 미래 에너지 발전에 큰 잠재력을 지닌 자원으로 주목받고 있다.

 

자료: 중관춘에너지저장산업기술연맹(CNESA), 동우증권, 중국타이양넝파띠엔왕, 중국춘넝왕, 베이지싱춘넝왕, KOTRA 우한 무역관 자체 정리자료 등