LS산전이 자사 R&D캠퍼스와 청주사업장에 비상발전용 ESS(에너지저장장치; Energy Storage System)’와 ‘태양광 발전 ESS’ 구축을 각각 완료하고, 이를 비즈니스 모델로 삼아 ESS 시장 선점에 박차를 가하고 있다.

LS산전은 지난해 9월 안양 R&D캠퍼스에 민간기업 최초로 1MWh급 ESS를 비상발전기로대체 한데 이어, 지난 4월 청주사업장 내 구축된 기존 태양광 2MW 발전설비에 1MW급 ESS용 PCS(전력변환장치; Power Conditioning System)와 배터리(1MWh)를 연계, 발전 및 전력판매를 시작하는 등 ESS 시장 전 분야에 걸쳐 기술 상용화에 성공했다. LS산전은 이 사이트를 비즈니스 모델로 삼아 솔루션 판매는 물론 발전소 건설 및 운영, 유지보수(O&M)까지 신재생에너지 발전 전 영역으로 사업범위를 확대해 나갈 계획이다.

LS산전 관계자가 MW(메가와트)급 ESS(에너지저장장치)용 PCS(전력변환장치를 점검하고 있다.

▲ 안양 R&D캠퍼스에 민간기업 최초 ‘비상전원용 ESS’ 설치
LS산전은 민간기업 최초로 경기도 안양에 위치한 지상 9층, 지하 3층 규모의 R&D캠퍼스에 1MWh급 비상전원용 ESS를 설치했다. 이를 통해 비상상활 발생 시 기존의 디젤비상발전기를 가동하지 않고 ESS만으로 정전 시 최대 2시간 20분 동안 전기를 공급할 수 있어 피난이나 소방활동을 지원이 가능하다.

특히 비상전원용 ESS는 이산화탄소를 배출하지 않고 소음·진동이 없을 뿐만 아니라 정전 후 즉시 전기 공급이 가능해 위기상황 발생 시 빠른 대응이 가능한 장점이 있다. 또한 ESS는 디젤발전기에 비해 실시간으로 손쉽게 작동여부를 파악할 수 있어 정전 시 비상발전기가 작동하지 않는 상황도 방지 할 수 있다.

LS산전 관계자는 “지난 2011년 순환정전 당시 비상발전기의 60%가 작동하지 않아 피해를 더 키웠는데 ESS는 실시간으로 작동여부를 파악할 수 있어 이런 문제를 방지할 수 있다”고 설명했다.

정부는 지난해 2월 ESS를 비상전원용으로 활용할 수 있도록 관련 규정을 개정하는 등ESS 산업 육성 차원에서 비상전원용 ESS 설치를 적극 지원하고 있다. 올해 약 68억 원의 지원금 예산을 확보하는 한편 ESS를 적용 시 전기요금을 할인해주는 인센티브도 제공하고 있다.

LS산전 R&D캠퍼스 전경

▲ 청주사업장에 ‘태양광 연계 ESS’  테스트베드 구축 완료
LS산전은 지난 3월부터 약 2개월에 걸쳐 계통연계설비부터, 태양광 모듈과 인버터, ESS용 PCS, PMS(전력관리시스템; Power Management System) 및 EPC에 이르기까지 사업 전 분야에 걸쳐 자체 기술과 역량을 투입한 시스템 구축을 완료하고 충방전과 전력판매를 시작했다.

LS산전 청주사업장 기준으로 기존 태양광 발전의 경우 연간 전력판매 매출은 약 5.7억 원으로 추산되나 ESS로 충전된 에너지를 판매할 경우 약 2억 원 수준의 추가 매출이 발생할 것으로 기대하고 있다.

이는 산업통상자원부가 지난해 9월 RPS(신재생에너지 공급의무화제도) 제도 고시개정을 통해 태양광 발전소에 ESS를 설치해 생산한 전기에 대해 REC 가중치 5.0을 부여한다는 방침에 따른 것으로, LS산전 솔루션 기준으로 35%가 넘는 매출(전력판매) 확대 효과를 거둘 수 있을 것으로 전망된다.

ESS 연계 태양광 발전에 대한 REC(신재생공급인증서) 가중치 부여 제도에 따라 오는 2020년까지 약 4,400억 원(800MWh) 규모의 ESS 시장 창출이 기대되는 만큼 모듈, 인버터, ESS 전력변환장치, 전력기기 및 배전반, 제어 소프트웨어에 이르기까지 자체 개발한 기술 기반의 솔루션을 통해 시장 공략에 적극 나선다는 계획이다.

▲ 고객 대상 사업 설명회 개최 시장 공략 본격화
한편 LS산전은 청주사업장 태양광 발전 연계 ESS 설비 구축을 시작으로 신재생에너지 발전 사업 추진을 공식화 한 가운데, 고객 밀착형 설명회를 개최하는 등 본격 시장 공략에 나섰다.

LS산전은 지난 4월 전북 전주에서 고객사 관계자 200여 명이 참석한 가운데 ‘LS산전 태양광 발전 및 ESS 사업설명회’를 개최했다. LS산전은 이날 행사에서 ▲PCS(전력변환장치) ▲수상태양광 모듈 ▲태양광인버터 ▲DC 전력기기 등 스마트 에너지 분야 핵심 제품을 소개하는 한편, ‘태양광 연계 ESS 솔루션’ 일괄 패키지 공급 역량 및 향후 사업 추진 계획을 소개했다.

LS산전 관계자는 “태양광 등 신재생에너지 발전 연계 ESS 패키지 솔루션 공급은 물론 유지보수, 운영에 이르는 등 전 사업 영역에 집중할 예정”이라며 “향후 발전사업 지분 참여를 통해 중장기적으로 안정적인 수익구조를 확보하고 신재생에너지 확산에도 기여할 것”이라고 설명했다.

◆소용량에서 대용량에 이르는 ESS 제품 풀 라인업 확보
LS산전은 기존에 보유하고 있는 전력전자기반 자동화 인버터 및 태양광인버터 기술을 기반으로 그린비즈니스 핵심사업인 ESS용 PCS(전력변환장치; Power Conditioning System) 기술을 확보하고 글로벌 시장 공략에 박차를 가하고 있다.

LS산전은 3kW급부터 1MW급 ESS 자체 생산 기술을 확보하고 있다. LS산전은 일찌감치 ESS 시장 확대를 예상하고 기존 사업 분야인 자동화, 전력전자 핵심기술을 기반으로 ESS용 PCS개발에 역량을 집중했다.

LS산전은 지난 2009년 제주 스마트그리드 실증사업 Smart Renewable 분야에 한전 컨소시엄으로 참가해 신재생발전원(풍력발전기)과 연계한 EES를 성공적으로 구축함으로써 신재생에너지 발전원의 출력안정화 ESS 운영기술을 확보했다.

지난 2013년 8월에는 제주 스마트그리드 실증사업의 성공적 구축과 스마트그리드 분야 기술역량 등을 인정받아 ‘스마트그리드 보급지원사업’의 ESS 공급업체로 부산 동래시장, 부산산업용품유통단지 등 2곳에 1MWh급 ESS를 구축하고 피크부하 저감 및 전기요금 절감에 기여하고 있다.

지난 2015년에는 정부가 국내 ESS시장 창출을 위해 추진하고 있는 주파수조정용 ESS 시범사업에 참여, 신안성변전소에 52MW규모의 주파수조정용 ESS를 구축 완료하는 등 사업 성과가 가시화되고 있다.

◆북미 중심 ESS, 글로벌 시장 공략 잰걸음
LS산전 1MW급 ESS용 PCS가 지난해 4월 대용량(MW급) PCS로는 세계 최초로 UL 인증(UL 1741)을 획득에 성공했다. 미국 전력시장 진출을 위한 필수 제품안전 규격을 확보함으로써 세계 최대 규모로 평가 받는 미국 ESS 시장 진출에 속도가 날 전망이다.

PCS는 직류(DC) 방식으로 배터리에 저장된 전력에너지를 교류(AC)로 변환, 양방향 전력제어를 통해 ESS와 전력 계통이 안정적인 연계될 수 있도록 하는 솔루션으로 배터리와 함께 ESS를 구성하는 핵심 기술이다.

LS산전 1MW급 ESS는 신재생에너지 발전 단계, 전력계통의 변전 단계와 연계되어 최종 수요자가 전력을 공급 받기 전 주파수 조정 등을 통해 전력품질을 극대화하는 기능을 하는 솔루션이다

LS산전은 신재생에너지 확대와 노후 송전망에 대한 스마트그리드 도입 필요성이 날로 늘어나고 있는 북미시장을 적극 공략한다는 전략이다. 현지 전력계통용 ESS용 PCS 시장은 2016년 약 3,150억 원(2억 7,500만 달러) 수준에서 오는 2024년 약 5조 5,800억 원(48억 6,800만 달러) 규모로 빠른 성장세가 예상되는 만큼 시장 점유율을 높이기 위해 현지화 마케팅과 공격적 영업활동을 진행하고 있다.

※ 태양광+ESS REC 가중치 부여 제도
정부는 ESS와 신재생에너지 보급 확대를 위해 풍력, 태양광 발전과 ESS를 연계할 경우 REC 가중치를 부여하고 있다. 특히 태양광 분야도 지난해 9월부터 REC 가중치 5.0이 적용되면서 관련 산업도 활성화 될 것으로 보인다. 태양광 연계형 ESS 사업은 융합 산업의 대표적인 사례로 사물인터넷(IoT), 빅데이터, 인공지능 등 4차 산업혁명 기술과 분산자원인 태양광 발전, 신재생에너지 발전의 안정적 계통(Grid) 연결의 핵심인 ESS를 중심으로 융합되고 적용되면서 가파른 성장세를 보일 것으로 전망된다.

글로벌 시장조사 기관 네비건트리서치도 태양광시스템과 ESS 연계 시장은 2016년 1GW 시장에서 2024년 14GW시장으로 크게 성장할 것으로 전망하고 있고, 투자 규모도 231억달러에 달할 것으로 전망했다. 국내에서도 태양광 시장은 지난해 이미 3.6GW(누적기준)를 넘어섰으며, 이번 제도도입으로 2020년까지 4,400억원(800MWh)규모의 신규 ESS 시장이 창출될 것으로 예상된다.

※ LS산전 ESS 사업 현황
ESS는 전기요금이 싼 밤에 ESS에 전기를 충전한 뒤 전기 사용량이 많아 비교적 요금이 비싼 낮 피크시간에 저장된 전기를 사용하는 시스템이다. 이를 통해 전력수요 최대치를 낮춰 전력요금 절감과 함께 최적의 전력운용관리를 가능케 한다.

특히 ESS는 신재생에너지 적용 에너지 효율화 사업장에서 전력 생산의 간헐성을 보완해 전력 공급의 안정성을 확보하는데 필수적이다.

LS산전은 청주2사업장(FEMS)과 안양R&D캠퍼스에 각각 1MW급 ESS를 구축해 건물 내 피크에너지 절감 효과를 거두고 있다. 경부하(전력사용이 낮은 심야) 시간대에 전력을 저장했다가 생산설비, 냉·난방 사용으로 전력 수요가 증가하는 피크(Peak)시간대(10시~15시)에 이를 사용함으로써 에너지사용 효율을 높이고 있다. 이를 통해 청주2사업장은 연간 약 1.1억 원 이상의 전력요금 절감 및 6.5% 전력피크 저감효과를 거두고 있다.

ESS를 기반으로 하는 에너지 효율화 사업은 정부의 ‘에너지신산업 육성을 위한 8대 모델’중 하나로, ESS와 비상발전기를 활용한 분산형 전원 확산 및 친환경 에너지 보급은 물론 에너지 시장 창출과 일자리 확대를 기대하고 있다. 현재 국내외 주요 도시들이 경쟁적으로 이 사업을 추진하고 있어 시장확대가 예상된다.