선두주자: 에너지 저장이 B2B 고객을 위한 환경을 어떻게 변화시키고 있는가

에너지 저장 산업의 개발 및 응용에 대한 개요.

1. 에너지 저장 기술의 소개

에너지 저장은 에너지를 저장하는 것입니다. 한 형태의 에너지를 더 안정적인 형태로 변환하여 저장하는 기술을 말합니다. 이후 필요할 때 특정 형태로 방출합니다. 에너지 저장 원리에 따라 기계적, 전자기적, 전기화학적 에너지 저장의 세 가지 유형으로 나뉩니다. 각 에너지 저장 유형은 고유한 출력 범위, 특성 및 용도를 가지고 있습니다.

전기화학 에너지 저장에는 여러 장점이 있습니다. 지리적 영향이 적고, 건설 기간이 짧으며 에너지 밀도가 높습니다. 따라서 전기화학 에너지 저장은 유연하게 활용될 수 있습니다. 다양한 전력 저장 환경에서 활용 가능하며, 전력 저장 기술로서 가장 광범위한 용도와 개발 잠재력을 가지고 있습니다. 주요 에너지원으로는 리튬 이온 배터리가 있으며, 몇 분에서 몇 시간까지 다양한 용도로 사용됩니다.

2. 에너지 저장 응용 프로그램 시나리오

에너지 저장은 전력 시스템에서 다양한 응용 시나리오를 제공합니다. 에너지 저장의 주요 용도는 발전, 전력망, 그리고 사용자입니다. 에너지 저장은 다음과 같은 세 가지 주요 용도로 사용됩니다.

신에너지 발전은 기존 발전 방식과 다릅니다. 자연 조건(빛과 온도 등)의 영향을 받습니다. 발전량은 계절과 요일에 따라 변동하며, 수요에 맞춰 전력을 조절하는 것은 불가능합니다. 불안정한 전력원입니다. 설비 용량이나 발전량이 일정 수준에 도달하면 전력망의 안정성에 영향을 미칩니다. 전력 시스템의 안전과 안정성을 유지하기 위해 신에너지 시스템은 에너지 저장 장치를 사용합니다. 에너지 저장 장치는 전력망에 재연결되어 출력을 원활하게 합니다. 이를 통해 신에너지 발전의 영향을 줄일 수 있습니다. 태양광과 풍력 발전도 여기에 포함됩니다. 이러한 발전 방식은 간헐적이고 불안정합니다. 또한 풍력 발전이나 조명 설치 중단과 같은 전력 소비 문제도 해결할 수 있습니다.

기존 전력망 설계 및 시공은 최대 부하 방식을 따릅니다. 이는 전력망 측에서 이루어집니다. 신규 전력망을 구축하거나 용량을 추가할 때 이러한 방식이 적용됩니다. 장비는 최대 부하를 고려해야 하며, 이는 높은 비용과 낮은 자산 활용으로 이어집니다. 전력망 측 에너지 저장 장치의 증가는 기존 최대 부하 방식을 깨뜨릴 수 있습니다. 신규 전력망을 구축하거나 기존 전력망을 확장할 때 전력망 혼잡을 줄일 수 있습니다. 또한 장비 확장 및 업그레이드를 촉진하여 전력망 투자 비용을 절감하고 자산 활용도를 향상시킵니다. 에너지 저장 장치는 컨테이너를 주요 운반체로 사용하며, 발전 및 전력망 측에서 사용됩니다. 주로 30kW 이상의 전력을 사용하는 분야에 사용되며, 더 높은 제품 용량이 필요합니다.

사용자 측의 새로운 에너지 시스템은 주로 전력 생산 및 저장에 사용됩니다. 이를 통해 전기 요금을 절감하고 에너지 저장 장치를 활용하여 전력을 안정화할 수 있습니다. 동시에, 사용자는 가격이 낮을 때 에너지 저장 시스템을 사용하여 전기를 저장할 수 있습니다. 이를 통해 가격이 높을 때는 전력망 사용량을 줄일 수 있습니다. 또한, 저장 시스템에서 생산된 전기를 판매하여 피크 및 최저 가격에서 수익을 창출할 수도 있습니다. 사용자 측 에너지 저장 시스템은 캐비닛을 주요 에너지원으로 사용하며, 산업 및 상업 단지와 분산형 태양광 발전소에 적합합니다. 이러한 발전소는 1kW에서 10kW까지의 전력 범위를 가지며, 제품 용량은 상대적으로 낮습니다.

3. "소스-그리드-부하-저장" 시스템은 에너지 저장의 확장된 응용 시나리오입니다.

"소스-그리드-부하-저장" 시스템은 운영 모드입니다. 이 시스템은 "전력원, 전력망, 부하, 에너지 저장" 솔루션을 포함합니다. 에너지 사용 효율과 전력망 안전성을 향상시키고, 청정 에너지 사용에 따른 전력망 변동성과 같은 문제를 해결할 수 있습니다. 이 시스템에서 소스는 에너지 공급자를 의미하며, 태양광, 풍력, 수력과 같은 재생 에너지는 물론 석탄, 석유, 천연가스 같은 전통적인 에너지도 포함합니다. 그리드는 에너지 전송망을 의미하며, 송전선과 전력 시스템 장비를 포함합니다. 부하는 에너지의 최종 사용자이며, 주민, 기업, 공공시설을 포함합니다. 저장은 에너지 저장 기술을 의미하며, 저장 장비와 기술을 포함합니다.

기존 전력 시스템에서는 화력 발전소가 전력 공급원이었고, 가정과 산업체는 부하였습니다. 두 발전소는 멀리 떨어져 있었지만, 전력망이 이들을 연결했습니다. 전력망은 대규모 통합 제어 모드를 사용합니다. 전력 공급원이 부하에 따라 실시간으로 균형을 맞추는 방식입니다.

"신에너지 시스템(neue Leistungssystem)" 하에서, 신에너지 자동차의 충전 수요는 사용자에게 "부하"로 부과되었습니다. 이는 전력망에 가해지는 압력을 크게 증가시켰습니다. 태양광 발전과 같은 새로운 에너지 방식은 사용자가 "전력원"이 될 수 있도록 했습니다. 또한, 신에너지 자동차는 빠른 충전이 필요합니다. 또한, 신에너지 발전은 불안정합니다. 따라서 사용자는 전력 생산 및 사용이 전력망에 미치는 영향을 완화하기 위해 "에너지 저장"이 필요합니다. 이를 통해 최대 전력 사용 및 최저 전력 저장이 가능해집니다.

새로운 에너지 사용이 다각화되고 있습니다. 이제 사용자들은 지역 마이크로그리드 구축을 원합니다. 마이크로그리드는 "전력원"(빛), "에너지 저장"(저장), 그리고 "부하"(충전)를 연결합니다. 제어 및 통신 기술을 활용하여 다양한 에너지원을 관리합니다. 사용자는 마이크로그리드를 통해 새로운 에너지를 지역적으로 생산하고 사용할 수 있습니다. 또한, 두 가지 방식으로 대규모 전력망과 연결됩니다. 이를 통해 전력망에 미치는 영향을 줄이고 전력망의 균형을 유지하는 데 도움이 됩니다. 소규모 마이크로그리드와 에너지 저장 장치는 "태양광 저장 및 충전 시스템"으로 통합되어 있으며, 이는 "전력망 부하 저장"의 중요한 활용 사례입니다.

2. 에너지 저장 산업의 응용 전망 및 시장 규모

CNESA 보고서에 따르면 2023년 말까지 운영 중인 에너지 저장 프로젝트의 총 용량은 289.20GW였습니다. 이는 2022년 말 237.20GW 대비 21.92% 증가한 수치입니다. 신규 에너지 저장 시스템의 총 설치 용량은 91.33GW로 전년 대비 99.62% 증가했습니다.

2023년 말 기준 중국의 에너지 저장 프로젝트 총 용량은 86.50GW에 달했습니다. 이는 2022년 말 59.80GW 대비 44.65% 증가한 수치입니다. 이는 전 세계 에너지 저장 용량의 29.91%를 차지하며, 2022년 말 대비 4.70% 증가했습니다. 이 중 양수 발전 용량이 가장 크며, 59.40%를 차지합니다. 시장 성장은 주로 신규 에너지 저장 분야에서 비롯됩니다. 여기에는 리튬 이온 배터리, 납축전지, 압축 공기 배터리가 포함됩니다. 이들의 총 용량은 34.51GW로, 전년 대비 163.93% 증가했습니다. 2023년 중국의 신규 에너지 저장 용량은 21.44GW로 전년 대비 191.77% 증가할 것으로 예상됩니다. 신규 에너지 저장에는 리튬 이온 배터리와 압축 공기 배터리가 포함됩니다. 두 분야 모두 수백 개의 메가와트급 그리드 연결 프로젝트가 진행 중입니다.

신에너지 저장 프로젝트의 기획 및 건설 현황을 살펴보면, 중국의 신에너지 저장은 이미 대규모화되어 있습니다. 2022년에는 1,799개의 프로젝트가 계획, 건설 중 또는 운영 중이며, 총 용량은 약 104.50GW입니다. 현재 운영 중인 신에너지 저장 프로젝트는 대부분 10MW 미만의 중소 규모로, 전체의 약 61.98%를 차지합니다. 기획 및 건설 중인 에너지 저장 프로젝트는 대부분 10MW 이상의 대형 프로젝트로, 전체의 75.73%를 차지합니다. 100MW급 프로젝트는 402개 이상이 진행 중이며, 전력망에 필요한 에너지를 저장할 수 있는 기반과 조건을 갖추고 있습니다.