▲ 전력 저장 시스템 용 이차 전지의 세계 시장 예측 (출처 : 후지 경제).

후지경제는 지난 23일 전력저장시스템에 사용되는 이차전지(축전지)의 세계 시장조사 결과를 정리했다. 조사대상인 배터리는 리튬이온전지(LiB), 납 배터리, NAS전지, 레독스 흐름전지, 니켈수소전지, 전기 이중층 캐패시터이다.

현재 신재생 에너지 소비확대와 새로운 전력시스템 개혁에 따른 새로운 에너지 관련 서비스의 활성화와 이러한 에너지 도입량 증가에 따른 계통 안정화의 요구에 맞춰 수요가 증가하고 있어 2015년 세계시장 규모는 1,313억엔이지만 2025년에는 7,423억엔으로 약 5.7배 확대될 것으로 예상하고 있다.

또한 이러한 시스템 시장의 성장에 따라 이차전지의 수요도 증가중이다. 특히 LiB는 저가격 화로 사용이 증가중인데, 앞으로도 신재생에너지 소비지원과 계통 안정화, 주파수 제어등의 전력 품질을 보장하는 안시라리서비스(Ancillary services,주파수안정화서비스), 네가와트거래등의 에너지 서비스등 다양한 용도로 수요가 증가하고 있으며 2025년에는 시장 정체의 80% 이상을 차지할 것으로 보인다.

또한 NAS 전지 및 레독스흐름(redox flow cell)전지는 신재생 에너지 도입 확대에 따른 계통 안정화 요구의 고조출력 4시간 이상의 장주기 용도을 중심으로 수요 증가가 기대된다.

보고서는 전력계통용, 주택용, 비주택용의 3개 분야에서 용도별 시장 규모를 분석했으며 2025년에 가장 규모가 큰 것은 전력계통용 저장 시스템 축전지 시장인 것으로 나타났다.

■신재생에너지 확대와 함께 성장하는 전력계통용 이차전지 시장

변전소·기존 발전소 등의 계통 설비, 발전 사업용 태양광 발전 시스템과 풍력 발전시스템에 병설되는 제품을 대상으로 하는 전력계통용 저장 시스템 이차전지의 세계시장은 2015년 652억엔에서 2025년에는 3,174억엔으로 확대가 예상되고 있다.

계통 설비 병설의 전력 저장 시스템은 현재 미국의 안시라리(주파수안정화)서비스용도 나 낙도지역의 마이크로그리드 등의 계통안정화를 목적으로 한 실증시험에서의 도입이 중심이며 그런 흐름은 당분간 계속 될 것으로 보이며 유럽에서도 안시라리(주파수안정화)서비스용도가 중심일 것을 보인다.

일본은 현재 실증 시험에 의한 도입이 대부분으로, 홋카이도, 큐슈, 오키나와, 기타 도서 지역의 재생 가능 에너지의 대량 도입을 위한 계통 안정화 용도, 낙도 마이크로 그리드 용도가 많다. 그러나 2016년 이후 전력 시스템 개혁의 진전에 따라 안시라리(주파수안정화)서비스 보급 환경이 정비되어 나갈 것으로 예상되며 그 수요가 확대가 기대된다.

또한 2018년이후 세계에서 재생에너지에 의한 발전비용이 기존의 전력비용과 같아지거나 비슷해지는 ‘그리드 패리티(grid parity)’를 맞이하면 태양광·풍력 발전 시스템의 보급이 가속되어 그것에 따른 전력 저장 시스템의 수요 확대가 전망된다.

■ 리튬이온배터리 약진

계통용 전력 저장 시스템에서는 LiB의 채용이 많다. 계통 안정화 등의 용도는 Pb와 NAS 전지의 도입이 선행됐지만 현재는 LiB가 주료로 향후 저가격화에 따른 안시라리(주파수안정화)서비스용을 중심으로 도입 확대가 기대된다.

NAS전지, 레독스흐름전지는 4시간 이상의 출력 시간이 요구하는 용도로 도입이 진행된다.
Pb는 안전성과 비용에 민감한 안건에, 특히 풍력 발전 시스템의 출력 안정화 용도을 중심으로 도입이 예상된다.

■ 주택 축전 시스템용 이차전지 시장 확대…LiB 채용 늘 것

북미·중남미, 아시아 등 기존 시스템 인프라가 불안정한 지역에서 비상전원의 용도가 중심이었던 주택 축전용 이차전지 시장은 최근 보조금제도의 정비와 독일, 호주, 미국과 같은 일부 국가에서의 태양광 발전 지원용도로 도입이 증가중이다.

보고서에 따르면 주택축전시스템용 이차전지 시장은 2015년 478억엔의 규모에서 2025년 2,407억엔의 규모로 성장할 것으로 보인다.

비상전원용도와 심야전력, 태양광 발전 전력을 충전하고 전기요금상승 시간대에 사용되는 주택용축전시스템은 피크 시프트(peak shift)용도로의 수요가 증가하고 있다.

또한 2015년에 발표된 예약 단계에서 대량의 주문을 받은 Tesla Motors의 ‘Power Wall’
의 시스템 실제 도입에 따른 시장 규모의 확대가 기대된다.

향후 독일, 호주, 미국에서 태양광 전력자 소비트렌드의 확대, 주택에서 창출된 전력을 사업자가 수요응답(DR) 및 가상발전소(VPP) 등의 서비스를 전개하는 에너지·자원·통합 시스템용도로 시장 확대를 견인 할 것으로 보인다. 또한 인도와 아프리카 등의 계통 인프라가 불안정 영역의 독립 전원 용도도 견조한 수요 증가가 예상된다.

일본에서는 2013년에 창설된 '정치용 리튬 이온 축전지 도입 지원 사업비 보조금‘으로 시장의 대폭성장이 지속되고 있었다. 해당 보조금은 쳬지되어 일시적으로 시장 정체가 예상되나, ZEH (제로 에너지 하우스)의 보급, 에너지 자원 통합 용 전원으로서의 확대도 있어 2020년 이후 시장은 대폭적인 확대가 예상된다.

주택용 축전 시스템에서는 Pb와 LiB가 사용된다. Pb는 북미·중남미와 아시아 외에서의 비상용 전원 용도와 피크 시프트(peak shift)용도의 수요가 크지만, LiB의 채용 확대에 따라 수요가 감소 할 것으로 보인다.

LiB는 태양광 전기힘이나 심야전력피크시프트 용도의 채용이 중심으로 2020년 이후는 저가격화의 다양한 용도로 시장이 크게 성장할 것으로 보인다.

■ 비 주택용 전력저장시스템 이차전지시장 10배 성장

현재 상업·공공·산업시설에 설치되고 있는 비 주택용 전력저장시스템 이차전지는 일본, 북미·중남미가 수요의 중심으로 북미·중남미에서도 전력수요피크에 따른 요금부과시의 충전 대책으로 도입이 증가중이다.

비 주택용 전력저장시스템 이차전지의 세계 시장은 2015년 184억엔 규모에서 2025년 1,842억엔으로 확대될 것으로 보인다.

100kWh미만의 중소규모시스템 용으로는 LiB의 채용이 중심으로 향후 북미·중남미·아시아
기타지역을 중심으로 한 수요 충전대책의 피크 컷용도나, 2020년 이후 일본에선 에너지·자원·통합 시스템에서 수요증가가 예상된다.

100kWh 이상의 시스템용은 LiB의 채용이 주류이나 일본을 중심으로 NAS전지 및 레독스흐름(redox flow cell)전지의 도입도 확대될 것으로 보인다.