천쉐완 陳雪婉 루위퉁 盧羽桐 뤄궈핑 羅國平 <차이신주간> 기자

▲ 중국 배터리 업체 이브(EVE)에너지의 에너지저장장비. 이브에너지는 2022년 6월30일 윈난성 위시산업단지에서 10GWh 규모 배터리공장을 가동했다. EVE에너지 누리집

“2021년 중앙정부와 지방정부가 300건이 넘는 에너지저장시스템(ESS) 관련 정책을 발표했고 1조2천억위안이 넘는 투자계획을 수립했다. 전례를 찾아볼 수 없는 규모였다.” 2022년 7월11일 중관춘에너지저장산업기술연맹의 위전화 상임부이사장은 에너지저장기술 관련 포럼에서 이렇게 말했다.
신형 에너지저장 투자 열기가 뜨겁다. 2021년부터 중국의 신형 에너지저장 시장이 진정한 의미에서 대규모 발전 단계에 진입했다. 설비용량이 5.73GW로 전년 동기 대비 75% 늘었다. 그중 89.7%가 리튬이온배터리, 즉 전기화학적 에너지저장장치였다. 세계의 신형 에너지저장장치 규모도 빠르게 증가했다. 2021년 신규 설비용량은 117% 늘어난 10.2GW에 이른다. 전체 신규 설비용량의 80% 이상을 미국(34%), 중국(24%), 유럽(22%)이 차지했다.
중국은 2022년 더욱 빠른 속도로 성장기에 진입했다. 중국화학물리전력원산업협회 에너지저장응용분회가 7월4일 공개한 자료에 따르면 2022년 상반기 전국에서 54개 신형 에너지저장소가 전력계통에 연결해 가동을 시작했다. 2021년 같은 기간보다 15% 늘었다. 전기화학적 에너지저장소가 대부분으로 사업장 수가 8.5% 늘어난 51개였고, 설비용량은 391.7MW로 70% 증가했다.

성장률 50%
양수발전이 아닌 새로운 에너지저장기술에는 전기화학, 압축공기, 용융염 등이 있다. 누적 규모로 보면 전기화학적 방식으로 배터리를 통해 에너지를 저장·방출·관리하는 게 대부분이다. ‘2030년까지 탄소배출량의 정점을 찍고 2060년까지 탄소중립을 실현한다’는 목표에 따라 전력공급을 신에너지 중심으로 전환하면서 에너지저장은 전력원 조절에 주요한 분야가 됐다.
신규사업 입찰도 활발하다. 중신건설투자증권(中信建投) 통계를 보면 2022년 1~5월 중국 신형 에너지저장사업 입찰 건수가 50건이 넘었고 누적 설비용량은 6.8GW였다. 화넝(華能)국제전력과 국가전력투자그룹, 싼샤에너지(三峽能源), 핑가오그룹(平高集團) 등이 참여했다.
에너지저장소 건설이 시작되자 배터리 수요가 늘었고, 배터리 제조사는 생산능력을 확장했다. 잠정 집계 결과 2022년 들어 중국 배터리 제조사들이 에너지저장용 배터리 제조공장 건설을 위해 560억위안(약 11조1천억원)을 투자했다. 누적 생산 규모가 169GWh에 이른다. 이브(EVE)에너지(億緯能源)는 2022년 6월30일 윈난성 위시산업단지(玉溪產業園)에서 10GWh 규모 배터리공장을 가동했다. 이 회사는 318억위안을 투자해 규모를 108GWh까지 늘릴 계획이다.
2022년 3월 국가발전개혁위원회와 에너지국은 2025년까지 신형 에너지저장의 대규모 상업화 환경을 조성하겠다고 밝혔다. 전기화학적 에너지저장 원가를 2020년 말보다 30% 이상 낮춘다는 목표도 제시했다. 2030년까지 신형 에너지저장의 시장화를 실현해 새로운 전력계통 수요에 부응하고 에너지 분야 탄소배출 정점 목표를 지원한다는 방침이다. 중관춘에너지저장산업기술연맹은 2026년 신형 에너지저장 설비용량 규모가 48.5GW에 이르러, 2022~2026년 연복합성장률이 53.3%를 기록할 것으로 예상했다.
그러나 리펑 국가전력투자그룹 전략규획부 부주임은 “현재 에너지저장 분야의 투자가 활발하지만 주로 배터리 쪽이 추동력을 제공했다”며 “에너지저장장치를 전력계통에 적용한 사업모델이 성공하지 않으면 무용지물이 될 수 있다”고 지적했다. “전력계통에 적용하는 기술을 계속 개발해야 한다. 전기화학적 에너지저장에는 주파수 조정, 장시간 충전하고 방전하는 ‘장주기’ 기술 등의 개선과 안전문제가 있다.” 그는 과도한 낙관론을 경계했다. “비용을 따지지 않고 대규모 사업을 추진하면 전력계통의 비용이 크게 늘어 에너지 사용 비용이 증가한다. 이는 신에너지산업 육성 취지에 반하는 것이다.”
허양 국가에너지국 전력사 사장은 7월27일 브리핑에서 “신형 에너지저장 시범사업을 추진해 기술, 사업모델, 체제 혁신을 추진하겠다”고 밝혔다. 다양한 적용 환경에 따른 비용 회수 방법을 연구하고 현지 상황에 적합한 신형 에너지저장 사업을 추진할 계획이다.

▲ 2021년 4월 중국 푸젠성 푸저우에서 열린 국제데이터산업박람회 행사장에 마련된 중국 배터리업계 3위 CALB 홍보관. CALB는 핑가오그룹과 전략적 협력 관계를 맺고 국가전망의 쿤산에너지저장소, 다칭에너지저장소 등을 설립했다. CALB 누리집

전국 다발적 추진
2022년 7월1일 산둥성은 에너지저장 2기 시범사업인 화뎬라이청(華電萊城) 101MW/206MWh(최대 충·방전 출력 101MW, 저장용량 206MWh) 에너지저장소 건설에 들어갔다. 총투자액은 4억5천만위안이다. 이 저장소가 가동되면 산둥성 전역에 전력시장 보조, 전력망 최대 부하 조절, 에너지저장장치 임대 등의 서비스를 제공한다.
산둥성은 2021년 신형 에너지저장 신규 설비용량이 가장 많은 지역이다. 2022년 4월 산둥성 에너지국은 에너지저장 2기 시범사업을 발표했다. 모두 29개 사업이 선정됐다. 3.1GW 규모로 전년보다 5배 가까이 늘었다. 사업 신청은 선정 건수보다 훨씬 많았다. 산둥성 전력공정자문원 스마트에너지사업부의 페이산펑 총공정사는 “사업 신청이 100건이 넘었다”고 밝혔다.
후난성의 에너지저장 시장도 가파르게 성장했다. 국가전망(State Grid, 국영전력회사) 후난종합에너지서비스공사 에너지저장사업부의 황보원 책임자는 “후난성에서 짓는 신형 에너지저장소 규모가 약 80만kW로 2021년의 10배가 넘는다”고 말했다. 이 밖에 신고된 사업의 규모가 200만kW에 이른다.
에너지저장사업은 주로 관련 기업의 협력 방식으로 진행된다. 2022년 5월12일 중앙국유기업인 싼샤그룹의 싼샤수리전력(三峽水利), 창장전력(長江電力), 창장녹색발전기금이 중국 리튬업계 선두기업인 간펑리튬(贛鋒鋰業)과 함께 20억위안을 출자해 배터리자산관리플랫폼을 설립하고 신형 에너지저장과 배터리 회수 사업을 시작했다. 이 플랫폼은 자본금을 50억위안까지 늘릴 계획이다. 창장전력과 싼샤그룹 허난성지사는 2022년 4월 허난성 정저우에 합자회사를 설립한 뒤 석탄공급업체 융타이에너지(永泰能源)와 공동 출자해 에너지저장과 다른 신에너지사업에 투자할 계획이라고 밝혔다.
중국 배터리업계 3위인 CALB(中創新航)는 핑가오그룹(平高集團)과 전략적 협력 관계를 맺고 국가전망의 쿤산에너지저장소, 다칭에너지저장소 등을 설립했다. 궈쉬안첨단기술(國軒高科, Gotion High-tech)은 안후이성에너지그룹의 전력관리회사 완넝과 전략적 협력 계약을 체결하고 2022년 1월 화이베이완넝(華北皖能)에너지저장소 1기 사업(103MW/206MWh 규모)을 낙찰받았다. 이 사업은 모두 1GWh 규모로 중국에서 가장 큰 전력망 리튬인산철(LFP) 에너지저장소다.
약 20개 성정부가 발표한 신형 에너지저장소 건설 계획을 보면 규모가 49GW로 2021년 목표(30GW)를 크게 웃돈다. 정부정책이 추진력을 제공했다. 2021년 7월 국가발전계획위원회와 에너지국은 2025년까지 신형 에너지저장 설비용량을 2020년의 8배가 넘는 30GW로 늘리기로 결정했다. 이후 나온 일련의 정책은 사용자 쪽 에너지저장 전력요금체제 정비, 수익성 보장, 전기화학적 에너지저장시스템의 원가절감을 통한 대규모 사업화, 전력시장 거래 참여 등을 독려했다.

▲ 중국 신장웨이우얼자치구 하미에 있는 태양광발전소에서 직원이 태양광 패널을 청소하고 있다. 하미 광열 에너지저장 녹색전기 사업은 태양열 에너지저장 시범사업으로는 세계 최대 규모다. REUTERS

다양한 환경
에너지저장장치는 전력원·전력망·사용자의 세 가지 환경에서 도입할 수 있다. 전력원 쪽 저장소는 발전소와 연계해 생산한 전력의 주파수를 조정하고 신에너지 사용을 촉진한다. 전력망 쪽에서는 부하가 한꺼번에 몰리는 것을 막고 전력계통의 최대 부하를 조절하며 주파수를 조정하는 보조서비스에 사용된다. 사용자 쪽 사업 방식은 간단하다. 주로 전력 사용 부하에 따른 차등요금제로 이익을 얻는다.
전력원 쪽에서는 주로 화력발전, 태양광·풍력발전 등 신에너지 생산시설과 연계해 에너지저장장치를 도입한다. 전력망 쪽에는 독립된 에너지저장소와 변전소, 비상전력, 이동식 에너지저장장치 등이 있다. 사용자 쪽은 상업시설, 산업단지, 전기차 충전소, 항구 등에 저장장치를 설치한다. 허양 사장은 “신형 에너지저장장치를 도입하는 분야와 사업모델을 확장하고 있다”고 말했다. 신에너지발전소에 에너지저장장치를 함께 건설하는 것 외에 분산식 스마트그리드에 에너지저장장치를 연계하는 등 새로운 방식을 시도한다.
중관춘에너지저장산업기술연맹이 2022년 4월 발표한 ‘2022 에너지저장산업연구백서’를 보면 도입하는 위치 측면에선 전력원과 전력망이 시장의 대부분을 차지한다. 2021년 가동을 시작한 신형 에너지저장소에선 전력원 쪽이 1GW로 41%를 차지했고, 전력망이 854MW였다.
신에너지 설비용량이 늘면서 전력계통의 균형을 유지하는 것이 중요해졌다. 에너지저장장치는 신에너지 발전의 변동성을 해결하는 방법이다. 2019년부터 전국 22개 성급 정부가 신에너지발전소에 에너지저장장치를 연계하는 정책을 추진했다. 에너지저장장치를 설치한 발전소 비율이 5%에서 20%로 늘었다. 전력원 쪽 설비용량이 늘어나는 직접적인 동력을 제공했다.
2022년 7월4일 신장웨이우얼자치구 발전개혁위원회는 시장화 계통연계 신에너지 2기 사업 명단을 공개했다. 모두 67개 사업, 4783만2500kW 규모였다. 태양광발전이 2739만kW, 풍력발전이 1349만5천kW, 에너지저장장치 설비용량이 694만7500kW였다. 주로 태양열과 전기화학적 에너지저장장치였다.
중국에너지건설그룹투자공사가 추진하는 하미 광열 에너지저장 녹색전기 시범사업도 명단에 포함됐다. 이는 세계 최대 태양열 에너지저장 시범단지다. 설비용량이 150만kW로, 태양광발전이 135만kW, 연계된 에너지저장장치가 15만kW 규모다.
지방정부가 다양한 독려·강제성 정책을 동원해 신에너지 개발 기업이 에너지저장장치를 설치하도록 했지만, 이는 전력망 운영과 신에너지 보급률 상승 사이의 모순을 반영한다. 위전화 상임부이사장은 “신에너지발전이 전통 화력발전과 같은 가격으로 전기를 판매하는 상황에서 에너지저장장치 설치를 강제하면 신에너지발전의 고정비용이 늘고 투자 부담이 커진다”고 지적했다. 또 비용을 회수할 경로가 단조롭고 전력망 운용 능력이 부족해 신에너지를 충분히 이용하지 못하고 효율도 낮다.

정책 혼선
전력망업체는 전력망 쪽 신형 에너지저장장치의 주요 투자자다. 국가전망 장쑤전력은 2018년 장쑤성 전장에 출력 10만1천kW 규모의 에너지저장소를 전력계통에 연결해 운영했다. 2019년에는 40만kW 규모의 2기 에너지저장소를 건설했다. 그러나 2019년 발표된 송배전 이용요금 정책이 시장에 찬물을 끼얹었다. 이 정책은 양수발전과 전력저장시설 비용을 송배전망 이용요금에 합산하지 못하도록 해 신형 에너지저장장치 투자를 억제했다.
2021년 정책을 조정했다. 국가발전개혁위원회와 에너지국은 전력망 독립 에너지저장소의 용량요금제도를 수립하는 한편 전력망 에너지저장시설 비용을 송배전망 이용요금에 합산해 회수하는 방법을 모색할 것이라고 밝혔다. 위전화 상임부이사장은 2022년 다시 투자가 시작됐다고 말했다. 최근 여러 지역에서 에너지저장소 설립 계획을 발표한 것도 이런 흐름을 반영한다.
저장성은 5월25일 ‘제14차 5개년(2021~2025년)’ 신형 에너지저장 1기 시범사업을 발표했다. 여기에 포함된 전력망 쪽 독립 에너지저장장치 규모가 106만6천kW에 이른다. 허베이성도 제14차 5개년 기간에 전력망 독립 에너지저장소 수요가 1700만kW에 이를 것으로 예상했다. 그중 이베이전력(翼北電網)이 900만kW, 허베이남전력망(河北南網)이 800만kW를 차지한다.

ⓒ 財新週刊 2022년 제30호
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번역 유인영 위원