[ESS기업이슈] 케스테크, 화재 걱정 없는 바나듐 레독스흐름전지로 ESS 활성화나선다
  • 정한교 기자
  • 승인 2020.04.17 14:03
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다양한 애플리케이션 보유한 ‘레드티(redT)’사 제품 국내 공급… 높은 안정성 및 긴 수명 등 장점 보유

[인더스트리뉴스 정한교 기자] 잇따른 에너지저장장치(ESS) 화재사고와 신재생에너지공급인증서(REC) 하락 등의 요인으로 침체기를 맞은 국내 ESS 시장에 새로운 ‘흐름’이 일렁이기 시작했다.

정부는 기존에 리튬이온 이차전지 ESS에만 적용된 REC 5.0 가중치를 바나듐 레독스흐름전지(VRFB, 이하 흐름전지) ESS까지 확대 적용하기로 결정, ESS 시장 활력 및 소비자 선택폭 확대라는 두 마리 토끼 잡기에 나선 것이다. 더욱이 흐름전지는 화재에서 완전히 자유로운 것으로 알려져 업계의 이목을 집중시키고 있는 상황이다.

케스테크 김태영 대표 [사진=인더스트리뉴스]
케스테크 김태영 대표는 “바나듐 레독스흐름전지의 가장 큰 강점은 충방전 사이클에 제약이 없다”며, “하루 몇 번 충방전을 하는지를 기준으로 ESS를 선택해야 한다”고 설명했다. [사진=인더스트리뉴스]

케스테크 김태형 대표는 “흐름전지의 가장 큰 강점은 충방전 사이클에 제약이 없어 충방전을 1일 다수 사이클로 운영할 수 있다는 점”이라며, “또한, 최근 국내 ESS 시장의 최대 이슈인 안정성과 관련해 폭발 및 화재의 위험이 전혀 없다”고 설명했다.

김태형 대표는 이어 “이전의 신재생에너지 시장은 워낙 작은 시장규모였기 때문에 리튬이온전지 ESS로도 그리드에 큰 문제가 없었다”며, “신재생에너지의 확산으로 국내는 현재 신재생에너지 발전량이 3~15%에 달하는 VRE 2단계에 진입했다. 이에 따라 에너지 보강용 니즈가 발생했고, 흐름전지 시장이 탄력을 받고 있는 시기”라고 덧붙였다.

케스테크(KESSTECH)는 최근 국내 ESS 시장에 흐름전지가 두각을 나타내면서 주목받고 있는 기업이다. 케스테크는 바나듐 레독스흐름전지 시장 형성 초기부터 영국 Oxkem과 함께 연구를 진행해 바나듐전해액을 개발해왔다. 바나듐전해액을 전기셀방식으로 세계 최초 상용화에 성공해 전세계 주요 흐름전지 제조기업에 공급하고 있다. 유럽 최초의 상용화 공장을 가동하며, 현재 6,000m3/year(약 100MWh/year 흐름전지 용량 기준)을 가동 중이다. 또한, 케스테크는 소비자들에게 양질의 흐름전지를 제공하고자 흐름전지 제조기업 중 성능이 우수한 레드티(redT)의 3세대 모델을 국내 및 아시아 시장에 공급 중이다.

흐름전지가 가진 리튬이온전지와의 차별성은 무엇인가?

쉽게 예를 들자면, 파워중심의 단주기형(30분~1시간 30분)인 리튬이온전지는 단거리 육상선수, 에너지 중심의 장주기형(4시간 이상)인 흐름전지는 장거리 육상선수라고 볼 수 있다. 서로 매력이 다르기에 각 애플리케이션별로 전지를 선택해 적용해야 한다. 규모, 용량을 중심으로 전지를 선택하는 것이 아닌, 하루 몇 번 충방전을 하는지를 기준으로 ESS를 선택해야 한다. 예를 들자면, 흐름전지는 화재에서 완전히 자유로운 안정성을 갖고 있기에 관공서, 병원 등 방문객이 많은 에너지 자립건물에 설치 시 아주 좋은 선택이 될 것이다.

흐름전지는 비싸다는 인식이 강하다. 초기 설치비용만을 놓고 보면 맞는 이야기다. 그러나 운용방식을 놓고 비교하면, 이야기가 달라진다. 해외에서 진행한 ‘VRFB의 충방전 사이클 수에 따른 Lib와 LCOS 비교’를 살펴보면, 4시간 기준 하루 1회 충방전 시 리튬이온전지가 경제적이지만, 1.5회 충방전 시는 흐름전지가 더욱 경쟁력 있는 모습을 보였다. 또한, 흐름전지는 리튬이온전지에 비해 20~25년에 달하는 긴 수명성을 보유했다는 장점이 있다.

케스테크는 소비자들에게 양질의 흐름전지를 제공하고자 흐름전지 제조기업 중 성능이 우수한 레드티(redT)의 3세대 모델을 국내 및 아시아 시장에 공급하고 있다. [사진=케스테크]
케스테크는 소비자들에게 양질의 흐름전지를 제공하고자 흐름전지 제조기업 중 성능이 우수한 레드티(redT)의 3세대 모델을 국내 및 아시아 시장에 공급하고 있다. [사진=케스테크]

케스테크가 공급 중인 ESS 제품의 특징은?

레드티(redT)를 선택한 이유는 가장 좋은 애플리케이션을 많이 보유하고 있기 때문이다. 현재 케스테크가 공급 중인 레드티(redT)의 3세대 모델은 별다른 성능저하 없이 20년 이상 사용기간 동안 70% 이상의 효율(평균 75% 이상)을 보여준다. 초 미만의 빠른 응답으로 거래 및 전력계통 보조서비스로 적합한 제품이다. 또한, 50MWh까지 모듈화 및 확장이 가능하며, 기존 ESS와 달리 전력 및 에너지 요구사항을 별도로(고정 비율 없이) 확장할 수 있기에 프로젝트의 요구사항에 가장 정확하게 자산의 활용도를 극대화할 수 있다.

ESS 시장에서 케스테크가 최근 집중하고 있는 분야 및 성과는?

흐름전지 선택 시 가장 중요한 부분은 “제조기업이 수행능력을 확보했는가?”이다. 다양한 ESS 도입 프로젝트 입찰에 대응하기 위해선 적어도 폐발전소 부지와 같이 50MWh급 이상을 실증단지에서 흐름전지를 운영해 운영기술 및 사업의 경제성을 실증 검증해야 한다. 초대형 프로젝트 수행능력은 바나듐전해액, 멤브레인과 같이 핵심 소재 산업에 대한 인프라 확보가 필요하다고 생각된다.

이러한 계획의 일환으로 케스테크는 한국에너지기술연구원 및 한국화학연구원 등과 연계해 멤브레인의 상용화는 더블유스코프, 바나듐전해액은 케스테크가 공동으로 대규모 실증 프로젝트를 준비하고 있다.

이러한 실증은 ‘RE100’ 선언 기업들이 참여하는 산업단지의 산업용 및 상업용 ESS Pool을 흐름전지의 장점을 최대화하기 위해 하루 1.5 사이클 충방전을 태양광 자가소비와 더불어 심야전기 활용을 통해 경제성을 확보하는 방향으로 구성할 예정이다. 더불어 해외진출형 모델로 한국에너지공단에서 진행하는 해외진출지원사업으로 필리핀, 파푸아뉴기니, 베트남 등 3건의 ESS 수요와 관련해서도 진출 타당성 검토를 진행 중이다. 또한, 국내에 두 번째 바나듐전해액 상용화 공장을 설립할 예정이다.

케스테크는 바나듐전해액을 전기셀방식으로 세계 최초 상용화에 성공해 전세계 주요 흐름전지 제조기업에 공급하고 있다. 유럽 최초의 상용화 공장을 가동, 현재 6,000m3/year(약 100MWh/year 흐름전지 용량 기준)을 가동 중이고, 국내에 두 번째 바나듐전해액 상용화 공장을 설립할 예정이다. [사진=케스테크]
케스테크는 바나듐전해액을 전기셀방식으로 세계 최초 상용화에 성공해 전세계 주요 흐름전지 제조기업에 공급하고 있다. 유럽 최초의 상용화 공장을 가동, 현재 6,000m3/year(약 100MWh/year 흐름전지 용량 기준)을 가동 중이고, 국내에 두 번째 바나듐전해액 상용화 공장을 설립할 예정이다. [사진=케스테크]

안전한 ESS 구축 및 운영을 위해 선행돼야 할 조건은?

ESS 안전성을 고려한 배터리의 선택과 올바른 운영법이 선행돼야 한다. 해외에서는 흐름전지와 리튬이온전지를 함께 운영하는 하이브리드 모델을 운용하는 사례도 많이 볼 수 있다. 수명 및 안전에 대한 문제가 없는 흐름전지는 중가동을 가혹하게 가동하고, 리튬이온전지는 파워 보강용으로 특정한 상황에서만 운영을 하는 것이다. 최근 국내 신재생에너지 연계 REC 제도는 매우 획일화된 가동체계에서 중가동이 강제된 운영체계였다.

ESS 시장 활성화 및 비즈니스 경쟁력 향상 전략은?

REC 가격 하락과 관련해선 RPS에서만 구매 가능한 현재의 REC 구매방식을 ‘RE100’ 기업도 구매할 수 있게 법제도 개선이 이뤄진다면, 회복될 수 있을 것이라고 예상한다. 이는 곧 ESS 시장이 활성화되는 촉매제 역할을 할 것이다.

그러나 현재 당장의 ESS 시장은 REC 가격 하락으로 배터리 종류와 상관없이 신재생연계발전은 경쟁력을 잃은 상황이다. 하지만 전기요금 절감을 위한 ESS 요금할인제도 및 신재생에너지 할인요금제도에서는 아직 충분한 경쟁력을 보여준다고 생각한다.

이에 지역에너지신사업, 피크절감용 ESS 설치비지원, 수요반응거래제도 등과 함께 신기술 적용에 따른 지원 등 제도를 활용할 필요가 있다. 또한, 최근 에너지공기업들의 흐름전지 관련 연구개발이 진행되고 있는 바, 앞서 설명했듯 지역에너지신사업 등과 연계된 대규모 실증 과제를 진행할 예정이다.

향후 바나듐 레독스흐름전지 시장의 전망과 계획은?

흐름전지는 동남아 시장부터 빠르게 개발, 확산될 예정이기에 산업인프라 구축이 최우선 과제이다. 이에 케스테크는 산업단지, 흐름전지 ESS Pool 조성 및 주요 소재부품 양산화 연계 실증 기획을 올해 과제로 계획하고 있다. 이와 함께 페발전소 부지를 이용한 해외진출형 SCR 실증 기획도 추진하고 있다. 여기서 나아가 매립가스와 PV, ESS Pool이 결합된 에너지슈퍼허브 사업을 추진하고자 한다.

VRE 2단계에 진입한 국내 신재생에너지 시장은 발전방향이 변화하고 있고, ESS는 앞으로 더욱 그 중요성이 강화될 것이다. 특히, 배터리는 최근 추진되는 스마트시티에서 핵심적인 요소이고, 장시간 안정적인 운용이 필요한 스마트시티에서 흐름전지는 효율적인 에너지 소비가 가능케 해주는 기술이다. 이러한 상황에 발맞춰 장기적인 관점에서 흐름전지 시장을 성장시킬 수 있는 방안이 필요한 시점이다.

이미 국내외에선 흐름전지 시장 형성을 위한 활발한 움직임이 일어나며, 흐름전지 시장이 성장하기 아주 좋은 시기에 진입한만큼 케스테크는 높은 기술력을 바탕으로 한 바나듐전해액 공급 등 흐름전지 시장이 성장하는데 최대한의 노력을 기울일 예정이다.


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