신재생 운영보조로 미래 에너지 프로슈머 실현 ‘촉매제’
신규사업자 시장진입 규제·불합리한 요금구조 개선 ‘시급’
▲ESS 전력계통 활용 확대
전세계 ESS시장은 지난해 25억6000만 달러에서 2020년 150억 달러, 2025년에는 292억 달러로 급성장할 것으로 예상되고 있다.
국내 시장은 2016년 3000억원에서 2020년 4400억원 규모로 연평균 10% 성장이 예상되며 기업들의 ESS 수출은 2016년 4억 달러로 전년 대비 117% 급증했다.
ESS의 높은 성장성에 따라 글로벌 전기차 업계에서도 ESS 시장에 진입하고 있는 추세다. 테슬라는 지난해 11월 미국의 태양광 발전업체인 솔라시티를 인수하고 올해 가정용 ESS인 ‘파워월2’를 출시하는 등 종합에너지 기업으로 변모하고 있으며 향후 전기차보다 ESS 사업이 커질 수 있다고 전망하고 있다. 중국 전기차 업체인 BYD 역시 가정용 ESS 시장에 진출했다.
우리나라는 전력계통과 산업시설 등 대규모 ESS 설치에 있어서는 앞서 나가고 있지만 미래에는 신재생 운영 보조 및 에너지 프로슈머 활용 분야가 특히 유망할 것으로 전망되고 있다.
ESS 누적 설치 용량에서는 독일, 미국, 한국, 일본 등 4개국이 대부분을 차지하고 있으며 최근 급성장하는 화학적 배터리 설치 용량에서는 우리나라가 2위를 차지하고 있다.
전력계통 설비가 노후화되고 영토가 넓어 송·배전망 구축 비용이 높은 미국이 최근 화학적 배터리 도입에 가장 적극적이고 우리나라는 경쟁력을 갖춘 리튬이온 배터리 위주로 설치하고 있다.
우리 정부에서는 한전 주도로 실증사업을 진행 중이나 투자비용이 높아 일부 큰 규모의 민간기업 사업장이나 전력공기업에 국한돼 활용되고 있는 실정이다.
지난 4월 기준으로 국내에서 운영 중인 ESS 프로젝트 58개 중 200kW 이하 규모의 가정 및 상업용 프로젝트는 8개로 그 비중이 13.8%에 불과한 반면 미국과 독일에서는 가정 및 상업용 프로젝트 비중이 각각 49.9%와 40.4%에 달하고 있다.
1MW 규모 ESS 투자비는 총 8억원으로 현재 ESS를 설치한 업체의 평균 계약전력은 22MW 수준이다.
ESS의 전력계통 활용이 점진적으로 확대되는 가운데 신재생 비중 확대와 신산업 창출 가능성 등을 고려하면 신재생 운영보조와 에너지 프로슈머 분야의 성장 잠재력은 매우 높다.
ESS 기능의 대부분은 발전과 송·배전 설비 건설을 통해 대체가 가능하지만 신재생 운영보조는 ESS만이 수행 가능한 대체 불가능한 고유 기능으로 미래 에너지 프로슈머 실현에 있어 촉매제 역할을 담당할 것이다.
2016년 주거용 ESS는 신재생 발전이 경제성을 갖춘 호주, 독일, 일본, 미국 등 4개국에서 시장의 81.4%를 차지했고 연간 설치 용량은 2016년 94.9MW에서 2025년 3773.3MW까지 약 40배 성장이 예상되고 있다.
자가소비용 태양광발전 설비 등과 연계한 ESS는 외부 전기공급 의존도를 줄이고 비상용 전원으로 사용하는 것은 물론 잉여전력 판매까지 가능케 해 에너지 프로슈머 환경 구축의 필수조건이다.
신재생 전원으로 발전할 경우 자연조건에 따라 발전량과 발전 시점이 불규칙해 기존의 전력계통에 모두 수용되기 어려운 상황이 발생하는데 ESS를 통해 출력 변동성을 완화함으로써 안정적으로 전력을 공급하고 설비 이용률을 높일 수 있다.
ESS는 한번 설치하면 다용도로 활용할 수 있어 기존 전력계통 설비보다 경제성이 높다는 점이 특히 설치비 부담이 큰 소규모 상업용 및 주거용 수요자들에게 장점이 될 수 있다.
ESS 활용 시 운영자의 수익 증가와 에너지 비용 절감 외에도 신재생에너지의 계통 연계, 온실가스 감축 등과 같이 계산하기 어려운 사회적 편익이 발생하지만 이러한 외부효과 만으로는 민간 투자 및 일반 소비자의 ESS 설치를 유인하기는 어렵다.
현재의 비용 수준에서 ESS를 단일 용도로 사용하는 경우에는 내연 터빈 등 대체재에 비해 ESS의 비용편익이 높지 않을 수 있으나 다용도로 사용해 시너지를 창출한다면 한 번의 투자로 다양한 수익 구조 창출이 가능할 것으로 보인다.
▲전력산업 구조개혁 필요
우리나라는 지난해 ESS 법적 지위 확보와 지원 정책 등을 집중적으로 마련했다. ESS 비상전원 인정 가이드라인, ESS 활용촉진 요금제 도입, ESS 저장전력의 전력시장 거래 허용, 풍력발전소에 이어 태양광 발전소에 ESS 설치 시 신재생에너지공급인증서 가중치 부여, 2017년 공공기관 ESS 설치 의무화 등이 추진됐다.
하지만 수용가, 특히 소규모 상업용 및 주거용 ESS시장이 본격 확대되고 자생력을 갖추기 위해서는 에너지 프로슈머가 활성화 될 수 있도록 전력산업 구조개편이 필수적이라는 주장이 있다.
전력계통과 대규모 산업에서는 ESS 설치로 인한 규모의 경제를 달성할 수 있지만 소규모 상업 및 주거용 ESS가 경제성을 확보하기에는 아직 비용 대비 효용이 낮은 상황이다. ESS 설치비용은 지속 하락하고 있는 추세로 통신, 전자, 금융, 건설 등 다양한 분야와의 결합 상품을 만들어 추가적인 수익 모델이 도입된다면 경제성 향상이 가능하다.
주요 국가들은 전력 요금을 다양화해 소비자에게 선택권을 제공함으로써 수요 탄력성을 높이고 저장된 잉여 전력을 거래할 수 있도록 전력 소매판매 시장의 민간 진입을 허용하는 등 에너지 프로슈머 활성화를 위한 환경을 구축하고 있다.
독점적 판매 구조에서는 소규모 전력 거래에 따르는 수익이 크지 않기 때문에 에너지 프로슈머가 확산될 유인이 부족하다.
궁극적으로 ESS가 전력산업 밸류체인의 각 단계를 넘나드는 다양한 서비스를 제공하고 이에 대한 정당한 요금체계를 구성, 자유로이 거래할 수 있도록 산업 생태계를 조성하는 것이 민간 투자와 신규 비즈니스 모델의 도입을 촉진하는 데에 더 효과적이라는 것이다.
전력산업 구조개혁을 추진해 에너지 프로슈머 환경을 구축한 독일의 판매 시장 자율화 제도를 우리나라와 비교해 볼 필요가 있다는 주장도 있다.
ESS 관련 제도 개선에도 불구하고 주거용 및 소규모 상업용 ESS 설치와 민간 참여를 통한 신규사업 모델 개발은 아직 저조한 편이다. 이유는 기존 전력산업 구조 아래서 경제성 확보 가 어렵기 때문이다.
산업계에서는 수용가 입장에서 전력 요금이 낮아서 수요관리의 유인이 없고 신재생 발전 단가가 높아 신재생 연계 ESS에 대한 수요가 낮은 것을 가장 큰 이유로 꼽고 있다. 또한 소규모 전력의 소매판매 시장이 활성화되지 않아 수용가에서 절약하거나 발전한 전력으로 수익을 창출할 기회도 제한적이다.
근본적 문제는 전기사업법이 신기술인 ESS의 특성을 반영하지 못하고, 신규 사업자의 진입 규제로 작용하고 있고 불합리한 요금 구조로 인해 수익을 창출하기 어려워 에너지 프로슈머가 확산될 환경이 마련돼 있지 않다는 것이다.
현재의 에너지 시장 구조에서는 민간의 전력 소매시장 참여가 사실상 어렵고 민간기업이 에너지 신사업에 부분적으로 참여하더라도 에너지 가격의 차별화 전략 또는 시간대별 차등가격에 따른 소비자 행동 변화를 통한 수익모델을 개발할 수 없기 때문에 수익 창출 가능성이 낮은 실정이다.
전력 판매시장을 실제적으로는 한전이 독점하다보니 민간 전력중개업자의 시장 진입에 한계가 있어 주거용·상업용 소규모 ESS 저장 전력의 전력시장 판매가 어려운 상황이다.
전기요금체계의 경직성 때문에 소비자 선택권이 제한적이고 소비자에게 가격 정보가 전달되지 않아 수요 탄력성이 낮으며 전력 직접구매 제도가 도입됐지만 한전에서 구입하는 것이 더 저렴해 제도가 유명무실화됐다.
▲다양한 신규사업 모델 창출
정부는 최근 다양한 ESS 지원 정책을 적극 시행 중이지만 근본적으로 전력산업의 폐쇄적 조에 따른 진입 규제와 가격 규제가 ESS를 활용한 신산업 활성화에 제약이 되고 있다.
ESS는 배터리, PCS와 같은 하드웨어 뿐 아니라 에너지관리시스템, 전력업체, 건축, 금융, ICT 등 다양한 분야가 관련된 융합산업으로 기술과 기업의 자유로운 융합과 서비스 창출이 가능할 때 산업이 활성화 될 수 있다.
판매시장 규제와 한전 독점구조로 인해 가정이나 상업시설에서 소규모로 발전한 전력을 모아 전력시장에 파는 민간 중개업자가 진입하기 어려워 에너지 프로슈머 시장 활성화도 지연되고 있다.
독일과 미국처럼 그리드 패리티에 도달한 경우에는 신재생발전 사업자가 자가 발전량을 먼저 소비하는 것이 이익이지만 우리나라와 같은 경우는 신재생 발전량은 판매하고 기존 전력계통의 판매사업자로부터 저렴하게 전력을 구입해 소비하는 것이 더 이익이기 때문에 ESS 보급이 확산되고 민간 중개업자와 새로운 사업모델이 늘어난다면 수요자원 시장의 성장은 가능하다.
근본적으로 원가가 전력 생산비용을 반영하지 않아 판매가격이 너무 낮은 현재의 전력 가격 수준에서는 ESS 활용과 프로슈머 시장 확대에는 한계가 있다. 또한 시간대별 수요와 전력 요금 등에 대한 정보가 공개되지 않아 소비자로서는 수요관리의 유인이 없는 상황이다.
ESS의 주요 수요처인 에너지 프로슈머 시장에 기업들이 자율적으로 참여하고 가격을 조정할 수 있도록 제도개선이 필요하다. 소매판매 시장에 민간 진입을 허용하는 방향으로 전기사업법을 개정해 민간 투자를 통한 다양한 신규사업 모델이 창출되는 신산업생태계를 조성해야 한다는 목소리가 나오고 있다.
장기적으로 요금규제를 완화함으로써 에너지신산업의 경제성을 향상하고 자생적 성장 기반을 마련해야 한다. 현재 전력 요금 수준에서는 ESS를 활용할 유인이 없고 이는 전력 과소비를 야기하고 있어 그로 인한 부담은 결국 국민들이 세금으로 부담하고 있다는 것이다.
전력요금이 비용을 정확하게 반영하도록 하고 전력업체가 비용을 절감하면 이윤을 얻을 수 있도록 가격제도를 유연화함으로써 전력시장의 효율성을 높이는 근본적 구조 개혁이 필요하다는 것이다.
