▲ ESS용 리튬 이차전지 출원 동향 (2007~2016).

신재생에너지 시장 성장과 함께 에너지저장장치(ESS) 시장규모도 함께 확대되고 있는 가운데 에너지저장장치(ESS)용 리튬 이차전지 분야에서 최근 괄목할만한 성과들을 올리고 있고, 관련 특허출원도 늘어나고 있는 것으로 나타났다.

특허청은 7일 2007년부터 2016년까지 지난 10년간 에너지저장장치(ESS)용 리튬이차전지의 특허출원이 꾸준하게 증가하고 있다고 밝혔다.

보고서에 따르면 지난 10년간의 ESS용 리튬이차전지의 특허출원은 총 279건이었으며, 연평균 출원건수가 2007년부터 2010년 사이에는 16.5건에 불과했으나, 2011~2013년에는 31건, 2014~2016년에는 40건으로 증가했다.

출원인 동향을 살펴보면, 국내 출원인이 53%로 국외 출원인보다 많았으며, 국내 출원인 중 기업체(78%)가 많은 비중을 차지하고 있었고, 다음으로 대학·연구소(17%), 개인(5%)의 순이었다. 출원건수는 엘지화학(59건), 바스프(BASF)(15건)가 많은 것으로 나타났다.

기존 전력체계는 피크타임 수요에 맞춰 발전용량을 확보하므로 전력 수요와 공급 간 불균형이 심하고, 태양력, 풍력 등의 신재생에너지는 자연에 의존하는 발전 원리 상 전력 생산량의 변화폭이 커 전력계 안정성에 문제가 있다.

하지만 에너지 저장장치(ESS)를 활용하면, 전력수요가 적은 시간에 생산된 전력을 저장해두고 수요가 높은 시간에 전력을 공급하는 ‘부하 평준화’를 통해, 전력시스템의 효율을 높여 이러한 문제를 해결할 수 있다.

▲ 에너지 저장장치(ESS) 주요 기술별 비교 (자료 :KDB 은행).

에너지 저장장치(ESS)로는 리튬 이차전지, NaS전지, 레독스 플로우 전지 등의 전지 방식, 위치에너지를 이용한 양수발전 방식, 플라이휠(Flywheel)을 이용한 기계식 방식이 있다.

이 중 리튬 이차전지가 높은 에너지 밀도, 높은 에너지 효율, 용량 변화 편의성 등의 장점을 갖고 있어 에너지 저장장치(ESS)용으로 가장 적합한 것으로 여겨지는데, 다른 전지 방식 대비 높은 가격이 시장 확대의 걸림돌이었으나, 최근 제조비용 하락으로 에너지 저장장치(ESS)용으로 활발히 도입되고 있다.

이에 따라 SNE리서치는 2016년 글로벌 ESS용 리튬이온전지 시장의 연평균 성장률을 52%로 보기도 했다.

우리나라의 에너지 저장장치(ESS)용 리튬 이차전지 수출은 최근 크게 증가했으며, 수출 증가와 더불어 내수시장 확대를 위해 정책적으로 에너지 저장장치(ESS)를 전년대비 20% 이상 증가한 270MW를 국내 보급할 계획이고, 이 중 상당부분을 리튬 이차전지가 차지할 수 있을 것으로 보인다.