일본의 전력사정: '전력 안정성'과 '친환경 발전' 이라는 두가지 숙제

올해 여름, 일본 도쿄의 전력 수급이 위험할 수 있다는 전망이 나왔다. 일본 자원에너지청은 2025년 10월 31일 '올여름 전력 수급 실적 및 향후 수급 전망'이라는 보고서를 통해 올해 도쿄 지역의 전력 예비율이 최대 0.9%까지 하락할 것으로 내다봤다. 이는 안정적인 전력 공급을 위해 필요한 최저 예비율 기준 3퍼센트를 하회하는 수치이다. 일본에서 전력 공급 예비율이 5% 미만으로 떨어질 것으로 예상할 때 전력 핍박 주의보를 발령하면서 사회적 관심이 커지는 것을 감안하면, 전력 예비량의 부족 위험을 경고한 것이다.

<2026년도 일본 전력 수급량 전망>

* 전력수급량 기준: 10년에 한번 올 수 있는 무더위 기상조건(H1) 상정

[자료: 일본 경제산업성 자원에너지청]

일본 정부가 올해 수도권의 전력 위험을 예측한 배경에는, 수도권의 노후된 대형 화력발전소들의 보수 및 휴지기에 들어갈 예정인 반면, 인공지능 산업의 확장에 따른 대규모 데이터센터와 반도체 설비 증설로 수요가 날로 늘어나고 있기 때문이다.

위 수도권 전망은 2026년에 국한된 단기적 위험으로도 볼 수 있지만, 장기적인 관점에서 바라보면 화력발전이라는 과거의 발전방식을 재생에너지로 전환하는 과정에서 필연적으로 발생하는 진통으로도 볼 수 있다.

일본은 2040년 탄소중립 사회 실현을 위해 재생에너지 비중을 늘려 나갈 계획이다. 일본 정부가 2025년 발표한 제 7차 에너지 기본계획에 따르면, 일본은 2040년까지 국가 전체의 전력원 중 재생에너지와 원자력 비중을 각각 60%~70% 수준으로 늘릴 계획이다. 그러나, 재생에너지는 발전조건을 만족하는 장소가 제한되어 있고, 기후와 시점에 따라 발전량이 일정하지 않다는 문제점이 있다.

<일본의 전력 전원구성 계획>

[자료: 경제산업성 자원에너지청 제 7차 에너지기본계획]

전력 변동폭을 줄여주는 ‘전기 저수지’ ESS... 2050년 시장규모는 47조엔 확대 전망

이러한 장기적인 에너지 수급 과제와 전력망의 안정적인 운영을 양립하기 위해서 전력망의 완충지대 역할을 수행하는 에너지 저장장치(Energy Saving System, 이하 ESS)가 탄소 중립을 위한 핵심 전력 인프라로 주목받고 있다.

<ESS 시스템 개요>

[자료: 한국에너지공단]

ESS는 생산된 전력을 저장해 두었다가, 전력이 가장 필요한 시기에 공급하여 에너지 효율을 높이는 일종의 '전력용 대형 보조 배터리'다. ESS는 전력을 담는 배터리 외에도 전기를 관리하고 변환하는 여러 장치가 결합되어 있는데, 일본 경제산업성은 일본 국내 ESS 등 정치(定置)용 배터리 시장 규모를 2019년 1조엔에서 2030년 7조엔, 2050년 47조엔 까지 확대될 것으로 전망하였다.

<일본 배터리 시장 규모 향후 전망>

* 경제규모 산출기준: 차량용 축전지 팩 단가를 2019년 2만엔/kWh → 2030년 1만엔/kWh

→ 2050년 0.7만엔/kWh 시산. 정치용 축전지는 차량용의 2배 단가 적용

[자료: 일본 경제산업성]

이렇게 일본 정부가 향후 정치용 배터리 시장의 성장을 전망한 배경에는 재생에너지 비중 확대에 따른 전력 계통 유연성 확보 수요 증가, 배터리를 경제 안보 관점에서 중요 물자로 인식하게 된 점, AI 산업 확대에 따른 전력 수요 급증 등에 있다. 특히, 과거에는 배터리 설치 비용이 너무 비싸 민간기업의 참여가 적어 시장이 형성되지 않았으나, 최근 일본 정부는 제도적 지원을 통해 기업이 탈탄소 전력 인프라 시장에 참여할 수 있도록 다양한 제도로 지원하고 있다. 그 대표적인 제도가 ‘장기 탈탄소 전원 입찰제도’이다.

탈탄소 전원 시장 키우는 ‘장기 탈탄소 전원 입찰’… 규제 강화가 한국 ESS엔 ‘성장 기회’ 가능성 

전력 시장이 민영화된 일본에서 민간 기업이 초기 비용이 막대한 탈탄소 전력 인프라를 구축하기에는 투자 리스크가 크다. 이에 일본 정부는 친환경 발전 전환을 돕기 위해 2023년도부터 거대 초기 투자비를 지원하고 20년간 수익성을 보장하는 ‘장기 탈탄소 전원 입찰제도’를 시행하며 민간 참여를 유도하고 있다.

지난 2024년 1월 실시된 1차 입찰은 민간 자본의 참여를 이끌어내며 정치용 배터리(BESS) 시장의 개막을 알리는 성과를 거두었다. 하지만 최소 방전 시간이 3시간으로 설정된 탓에, 재생에너지의 변동성을 장시간 수용하기보다는 단기 주파수 조정이나 가격 차익에 유리한 단주기 축전지에 참여가 집중되는 기술적 한계를 드러냈다. 이어 2025년 4월 진행된 2차 입찰은 6시간 이상 방전이 가능한 장주기 배터리 범주를 신설해 산업의 기술적 다변화를 도모했으나, 낙찰 용량의 상당 부분이 기존 원자력 발전소와 LNG 발전에 편중되면서 신규 유연성 자원 확보라는 본질적 취지가 퇴색되었다는 지적을 받기도 했다.

이러한 제도적 변화 속에서 한국 기업들의 진출 사례도 나타났다. LS일렉트릭에 따르면, 동사는 2025년 한 해 동안 일본 ESS 시장에서만 총 612억 원 규모의 누적 수주를 기록하며 현지 진출 국내 기업 중 최대 실적을 달성했다. 지난 4월 미야기현 와타리 지역에 구축하기로 한 360억 원 규모의 계통 연계 ESS 프로젝트는 단일 사업 기준 역대 최대 규모로, 한국 기업의 EPC 및 시스템 통합(SI) 역량이 일본 전력 시장 내 경쟁력을 갖추고 있음을 보여주는 사례다.

특히, 이번 제3차 입찰은 보안과 공급망 안보 요건이 강화됨에 따라 일본 내 공급망을 갖춘 한국 기업들에 기회가 될 수 있다. 특정 국가에 편중된 셀 공급망 리스크를 제어하기 위해 제조국별 모집 상한을 30% 미만으로 설정하고, 사이버 보안 등급(JC-STAR 레벨 1) 취득을 의무화하는 조치가 진행된다. 이는 그동안 저가 수주가 주를 이룬 과거 입찰 사례와는 다른 양상을 보일 것으로 전망된다.

시사점

일본의 전력 계통 연계형 ESS 사업은 단순히 전력 시스템과 기기를 판매하는 것을 넘어, 수십 년간 전기를 생산하고 매매해야 하는 '발전 사업'의 성격을 띈다. 이에 한국 기업들은 국내 제조 후 수출이라는 유형을 넘어 직접 현지에 투자를 하거나 법인을 설립해 일본 현지에서의 운영과 협력을 강화하는 전략으로 전환하고 있다.

제3차 입찰부터 도입되는 제조국별 상한제와 사이버 보안 등급 의무화는 그간 일부 특정 국가의 저가 공세에 기회를 잡을수 없었던 기업이나, 배터리 셀, EMS(에너지관리시스템), BMS(배터리관리시스템) 등을 공급하는 우리 중소기업들에게도 가치 사슬 편입의 기회가 될 수 있다.

또한, 일본의 이러한 공급망 다각화 전략은 한국에게도 중요한 정책적 시사점을 던져준다. 향후 배터리 핵심 소재의 공급망을 안정적으로 관리하고, 중소기업들이 리튬이온 외에도 다양한 차세대 저장 기술을 개발해 경쟁력을 강화할 수 있도록 제도적 뒷받침을 강화해야 할 것이다. 

자료: 일본 경제산업성, 자원에너지청, 전력광역적운영추진기관, 한국에너지공단, LS 일렉트릭,닛케이신문, 코트라 오사카무역관 자료 종합