전 세계 기후 환경에 대한 문제가 대두되면서 각국 정부는 앞다퉈 '친환경 저탄소' 관련 정책들을 쏟아내고 있다. 이에 따라 석탄 연소 등 전통적인 발전 방식은 풍력, 태양광 발전 등의 신재생에너지 발전 방식으로 차츰 대체되고 있다.

그러나 여전히 청정에너지 발전은 다양한 지리적, 기상 조건에 따른 변동성이 큰바, 전력 자원의 안정적 공급과 에너지 확보가 더욱 중요해지고 있다. 이러한 배경 속에 ICT 네트워크를 기반으로 소규모 에너지 전력을 통합 관리하는 '가상 발전소'와 발전 에너지를 저장하여 필요할 때마다 에너지를 안정적으로 공급하는 에너지저장시스템(ESS)이 청정에너지의 불안정성을 해결하는 유력한 해법으로 각광받고 있다. 관련 산업 및 정책 동향을 살펴보고, 이와 맥을 같이 하는 '2024 상하이 국제 에너지저장시스템(ESS) 및 리튬배터리 기술 전시회(CBTC, 上海国际储能及锂电池技术展览会)‘를 소개하고자 한다.

ESS 산업 동향

최근 AI 산업, 신에너지 차 산업 발전 등에 따라 전력 사용량은 지속 증가하고 있으며, 이에 따라 ESS는 예비 전력 공급원으로 정전 등 예기치 못한 상황을 방지하는 데 중요한 역할을 하고 있다. ESS는 특히 데이터센터, 5G 통신 기지국, 전기차 충전소, 광 저장 충전소 등 다양한 신흥 사업에 활용되고 있다. 전력 피크타임에 폭발적으로 증가하는 전력 사용량을 탄력적으로 조절하고 전력 운용의 효율성을 높여 발전비용을 절감시키는 데 큰 역할을 한다.

<2020~2025년 중국 신흥 산업 전력 소비 현황>

(단위: 억 ㎾h)

[자료: iResearch]

2023년 말 기준, 중국 내 운영 중인 전체 신형 ESS 발전량은 2260만 ㎾에 이르렀으며, 평균 에너지 저장 시간은 약 2.1시간으로 2022년 말 대비 260% 이상 증가한 것으로 나타났다. 한편, 2023년 ESS 운용에 사용된 기술은 리튬이온 배터리가 97.4%로 압도적으로 많았으며, 그 외 압축 공기 저장, 납축전지, 흐름 전지 저장 기술이 각각 0.5%, 0.5%, 0.4%로 나타났다. 기타 플라이휠, 중력, 나트륨이온 등을 활용한 ESS 운용이 시범 단계에 진입한 상태다.

<2023년 신형 ESS 운용에 사용된 기술 현황>

(단위: %)

[자료: iResearch]

첨단산업연구에너지저장연구소(이하 GGII) 데이터에 따르면, 2024년 상반기 중국 에너지 저장용 리튬배터리 생산량은 116GWh로, 2023년 상반기 생산량(87GWh) 대비 41% 증가한 것으로 나타났다. GGII(Green Globe International Inc)에 따르면 2024년 연간 에너지 저장용 리튬배터리 생산량은 240GWh를 초과할 것으로 보인다.

<2017~2024년 중국 에너지 저장용 리튬배터리 생산량>

(단위: GWh)

[자료: 첨단산업연구에너지저장연구소(GGII, 高工产研储能研究所), 중상산업연구원(中商产业研究院)]

한편, 2024년 6월 말까지 에너지 저장용 리튬배터리 가격은 지속 하락했다. 배터리셀 가격은 Wh당 0.3~0.35위안, 4시간 DC(직률 전원으로 운영되는 부분)의 최저 가격은 Wh당 0.418위안으로 나타났다.

<2023년 4분기~2024년 2분기 에너지 저장용 리튬배터리 가격 추세>

(단위: 위안/Wh)

[자료: 첨단산업연구에너지저장연구소]

리튬배터리 산업 동향

중국의 ESS 기술이 성숙기에 접어들면서 중국 로컬 업체들의 ESS 운용에 가장 핵심 기술(요소)인 리튬배터리 전 세계 출하량 규모도 확대되고 있다. GGII가 발표한 ’2023년 중국 리튬배터리 출하량 상위 10개 기업‘ 자료에 따르면, CATL(宁德时代)의 2023년 배터리 글로벌 출하량은 185GWh로 전년 대비 53% 증가한 것으로 조사됐다. 이는 전체 글로벌 배터리 출하량의 40%를 차지한 것으로, 글로벌 시장에서도 3년 연속 최다 출하량으로 나타났다.

BYD(比亚迪) 역시 글로벌 시장에 집중하며 전 세계 107개 지역에 자사 배터리 제품을 출하하고 있는데, 2023년 BYD의 글로벌 시장 배터리 출하량은 28.4GWh로 중국에선 CATL 다음으로 많은 것으로 조사됐다. 2023년 5월에는 블레이드 배터리 저장 시스템(Aegis Short Blade Battery)인 'BYD 매직 큐브'를 출시했다. 이는 ESS 산업이 직면하고 있는 배터리 안전성과 수명 및 충전 효율성 등의 문제를 해결할 수 있을 것으로 평가받고 있다.

<2023년 중국의 리튬배터리 출하량 TOP 10 기업>

* 주: 2023년 출하량 기준 순위

[자료: 첨단산업연구에너지저장연구소]

관련 정책

중국 정부는 가까운 2030년까지 신재생에너지 발전 확대 및 ESS 산업을 육성하기 위한 다양한 정책들을 발표하고 있다.

[자료: iResearch]

전시회 현장 스케치

한편, 지난 7월 24일부터 26일까지 총 3일간 상하이 국가회전중심에서는 '2024 상하이 국제 에너지저장시스템(ESS) 및 리튬배터리 기술 전시회(CBTC, 上海国际储能及锂电池技术展览会)‘가 개최됐다.

<2024 상하이 국제 에너지 저장시스템 및 리튬배터리 기술 전시회>

[자료: 전시회 홈페이지]

<전시 현장>

[자료: KOTRA 상하이 무역관 촬영]

<전시장 구성>

[자료: 전시회 홈페이지]

초광대역 배터리 제조사 A

중국과학원 지원으로 설립된 A사는 신형 초광대역 배터리 연구개발과 생산 판매 전반을 담당하는 하이테크 기업이다. 현장에서 만난 A사 관계자는 KOTRA 상하이무역관과의 인터뷰에서 자사 배터리가 -70℃에서 80℃까지의 극한 환경에서도 안정적으로 작동하며 긴 사용 시간과 신속한 충전으로 높은 가성비를 가지고 있다고 소개했다. 특히 극한의 저온 및 아열대 지역에서도 안정적인 성능을 발휘하여 항공우주, 극지 탐사 등 특수 분야에도 많이 활용되고 있다고 전했다.

<A사의 전시 품목>

[자료: KOTRA 상하이 무역관 촬영]

대용량 파워뱅크(휴대 전원) 제조사 B

B사는 중국 ESS 기술을 선도하고 있는 기업으로, 배터리 신소재, ESS용 배터리, 수소 에너지 및 연료전지, 프로톤 교환막 소재, 시스템 소프트웨어 개발 등 여러 방면에서 연구개발을 진행하며 정부의 ’이중탄소(双碳)‘ 정책 추진에 앞장서고 있었다. B사는 KOTRA 상하이무역관과의 인터뷰를 통해 자사의 제품이 고효율 에너지 저장 기술과 경량화된 디자인을 갖추고 있어 홍수, 태풍을 포함한 다양한 긴급 상황에 대응할 수 있도록 설계됐다고 전했다.

*주: ‘이중탄소’ 정책은 산업 및 생활 전반에서 친환경, 저탄소를 지향하며 관련 녹색기술 혁신을 통한 글로벌 시장 경쟁력 강화를 골자로 함

<B사의 전시 품목>

[자료: KOTRA 상하이 무역관 촬영]

시사점

KOTRA 상하이무역관 측이 전시회 현장에서 만난 전시 주최 측 관계자는 향후 ESS 산업은 중국 정부의 ‘이중탄소(双碳)’ 목표를 추진하는 데 가장 중요한 요소가 될 것이며, ESS 산업 육성을 위해선 정부 주도의 다양한 녹색 저탄소 정책 추진과 신형 ESS 기술 혁신을 위한 연구개발 투자가 확대돼야 한다고 강조했다. 아울러 민관, 산학의 긴밀한 공조와 협력이 필요할 것이라고 말했다.

자료: CBTC 전시회 사이트, iResearch, 첨단산업연구에너지저장연구소, 중상산업연구원, KOTRA 상하이무역관 자료 종합