새로운 에너지원의 대규모 개발과 활용으로 인해{0}}전기의 다양성과 신뢰성에 대한 요구가 높아지면서 생산부터 소비까지 전력 시스템의 모든 측면이 큰 변화를 겪고 있습니다. 에너지 저장 기술과 시스템은 기존 전력 시스템의 실시간 전력 균형 병목 현상을 해결하여 전력 시스템의 유연성을 크게 향상시켰습니다. 이는 결국 원래 화석 연료가 지배했던 전력 구조가 새로운 에너지원이 지배하는 전력 구조로 점진적인 변화를 직접적으로 주도하며, 이 과정은 지속적으로 심화되고 있습니다.
다른 형태의 것에 비해에너지 저장 기술, 배터리 에너지 저장 시스템(BESS)은 다양한 제어 특성과 광범위한 통합 방법을 보유하고 있습니다. 이를 통해 BESS는 전력 시스템과 소비자 모두의 요구를 다양한 방식으로 충족할 수 있어 폭넓은 관심을 받고 있습니다. 또한 BESS 통합 기술에 대한 연구는 BESS 개발에 직접적인 영향을 미치며 BESS의 대규모 적용 및 대중화를 위한 핵심 기술 중 하나가 되었습니다.-
에너지 저장 시장 개요
중관촌 에너지 저장 산업 기술 연합(CNESA)의 글로벌 에너지 저장 프로젝트 데이터베이스의 불완전한 통계에 따르면, 2019년 말 현재 전 세계 에너지 저장 프로젝트(양수 수력 저장, 배터리 에너지 저장, 용융염 열에너지 저장, 플라이휠 에너지 저장 및 기타 에너지 저장 방법 포함)의 누적 설치 용량은 184.6GW에 달해 전년 대비{2}}1.9% 증가했습니다. 이 중 양수발전은 누적 설치 용량이 171.0GW로 가장 많았으며, 이는 전년 대비-0.2% 증가한- 수치입니다. 배터리 에너지 저장 장치의 누적 설치 용량은 9520.5MW로 바짝 뒤따랐습니다. 다양한 배터리 에너지 저장 기술 중에서 리튬{11}}이온 배터리는 그림에서 볼 수 있듯이 8454.2MW로 누적 설치 용량이 가장 컸습니다.
글로벌 에너지 저장 프로젝트의 누적 설치 용량(MW)
2019년 말까지 중국의 에너지 저장 프로젝트 누적 설치 용량은 32.4GW에 달해 글로벌 시장의 17.6%를 차지했으며 전년 대비-3.6% 증가했습니다.- 이 중 양수발전은 누적 설치 용량이 30.3GW로 가장 많았으며, 이는 전년 대비-1.0% 증가한- 수치입니다. 배터리 에너지 저장 장치는 누적 설치 용량이 1709.6MW로 2위를 차지했으며, 이는 전년 대비-59.4% 증가한 것입니다.- 다양한 배터리 에너지 저장 기술 중에서 리튬{16}}이온 배터리는 아래 그림과 같이 1377.9MW로 누적 설치 용량이 가장 컸습니다.
중국 에너지저장 프로젝트 누적 설치용량 (단위: MW)
양수 저장으로 대표되는 물리적 에너지 저장 방법은 여전히 전 세계 에너지 저장 프로젝트의 92.6%를 차지하며 지배적이지만 초기 투자 비용이 높고 향후 비용 절감 여지가 제한적이며 지리적 위치에 대한 요구 사항이 높습니다. 전기 에너지 저장의 중요한 형태인 배터리 에너지 저장은 최근 몇 년간 급속히 발전했습니다. BESS(Battery Energy Storage Systems)는 유연한 적용, 낮은 변환 손실, 빠른 응답 속도, 높은 조절 정확도 등의 기술적 장점을 갖고 있으며 지리적 조건에 제한을 받지 않으므로 대량 생산 및 대규모-규모, 다중{4}}분야 애플리케이션에 적합합니다. 더욱 중요한 것은 다양한 배터리 에너지 저장 시스템의 가격이 50~60% 더 낮아질 것으로 예상된다는 점이다. 따라서 국제재생에너지기구(IRENA)에 따르면 전 세계 BESS 규모는 2030년까지 175GW로 급격하게 증가할 전망이다. CNESA의 전망에 따르면 2020~2024년 중국 배터리 에너지 저장 시장 규모는 연평균 55~65% 성장해 2024년에는 15~24GW 이상 규모로 지속적으로 성장할 것으로 전망된다.
그러나 배터리 에너지 저장 프로젝트의 지역적 분포는 여전히 매우 불균등합니다. 2019년 전 세계 49개 국가 또는 지역에서 신규 배터리 에너지 저장 프로젝트가 의뢰됐지만, 중국, 미국, 영국, 독일, 호주 등 상위 10개 국가가 2019년 전 세계 추가 용량의 91.6%를 차지했다. 중국과 미국의 배터리 에너지 저장 프로젝트 용량은 500MW를 넘었고, 특히 중국은 2017년 5위, 2018년 2위에서 1위로 올라섰다. 2019. 2017년 3위, 2018년 1위를 기록한 한국은 2019년 안전사고로 인해 신규 배터리 에너지저장장치 사업이 정체됐다.
2019년에 신규 설치된 배터리 에너지 저장 프로젝트가 가장 많은 중국 내 상위 10개 성(자치구, 직할시)은 광둥성, 장쑤성, 후난성, 신장성, 칭하이성, 베이징, 안후이성, 산시성, 저장성, 허난성이었습니다. 이들 10개 성(자치구, 직할시)의 총 신규 생산능력은 2019년 중국 전체 신규 생산능력의 88.9%를 차지했다.
에너지 저장 기술의 지속적인 발전과 미국의 잘 발달된 전력 시장 덕분에 배터리 에너지 저장은 미국에서 가장 빠르게 성장하는 에너지 저장 기술이 되었으며 발전, 송전, 배전, 소비 등 전력 시스템의 모든 측면에 널리 적용되어 상대적으로 명확한 기술 로드맵과 효과적인 비즈니스 모델을 형성하고 있습니다.
2019년은 미국 에너지 저장 산업의 획기적인 해로 불렸으며, 그 해에 배터리 에너지 저장의 총 설치 용량은 1600MW에 달했습니다. 에너지저장협회(ESA)가 발표한 '2019 에너지 저장 모니터링 연감' 최신 데이터에 따르면, 2019년 미국의 에너지 저장 장치 신규 설치 용량은 522.7MW/1113MWh에 달했으며, 4분기에만 186.4MW/264.2MWh를 기록했다. McKinsey & Company는 미국의 배터리 에너지 저장 배치 용량이 2020년에 2019년의 3배, 2021년까지 2배 이상, 2025년까지 7.3GW에 이를 것으로 예측합니다. 2019년 미국 에너지 저장 시장의 총 투자액은 7억 1,200만 달러였으며, 2020년에는 20억 달러로 급증할 것으로 예상됩니다.
국내외 전력 시스템 및 전력 수요의 차이로 인해 배터리 에너지 저장 기술의 주요 응용 분야도 다양합니다. 리튬{1}}이온 배터리 에너지 저장 시스템을 예로 들면 전 세계적으로 가장 일반적인 애플리케이션은 주파수 조절, 피크 저감, 보조 서비스 등 그리드 측에서 52.7%를 차지하며, 재생 에너지 통합 지원이 28.9%, 사용자 측 분산 및 마이크로그리드 애플리케이션이 18.4%를 차지합니다. 중국에서는 재생에너지 통합 지원이 가장 일반적인 애플리케이션으로 37.7%를 차지했으며, 그리드-측 애플리케이션과 사용자-측 애플리케이션이 각각 25%와 25.3%로 그 뒤를 이었습니다.
2018년 세계 에너지저장 시장 성장률 126%에 비해 2019년 성장률은 상대적으로 낮았지만, 주요 국가의 에너지 전환 심화와 전력 시스템 유연성에 대한 수요 증가로 인해 에너지저장은 계속해서 강한 성장세를 유지할 전망이다. 이는 이미 국가가 에너지 전략 목표를 달성하는 데 핵심 기술이 되었습니다. 따라서 2020년 6월 현재 전 세계적으로 운영 중인 전력 저장 프로젝트의 누적 설치 용량은 185.3GW에 달했고, 중국의 누적 설치 용량은 32.7GW에 달했습니다. 이 중 배터리 에너지 저장장치의 전 세계 누적 설치 용량은 10,112.3MW에 달해 10GW를 넘어 전년 대비-36.1% 증가했으며, 중국의 누적 설치 용량은 1,831.0MW로 전년 대비-53.9% 증가했습니다.