태양광과 ESS 조합 : 태양광 발전의 간헐성 극복과 경제성 확보

태양광과 ESS 조합 : 태양광 발전의 간헐성 극복과 경제성 확보

 

LCOE(균등화 발전비용) 기준 태양광 발전의 전력단가는 2010년 중반부터 화력발전 대비 낮아지면서 설치량이 빠르게 증가하기는 했지만, 2020년까지 신재생에너지를 주도하였던 것은 풍력발전(특히 육상풍력)이었습니다.

 

LCOE는 신재생에너지 특히 태양광의 간헐성을 발전단가에 반영하는 것이 쉽지 않은 문제점을 지니고 있습니다. 태양광은 밤에는 발전이 안 된다는 문제로 인해 천연가스/LNG 발전(유럽, 미국, 한국 등), 석탄발전(중국 등 개도국)과 같은 백업발전이 필요하였고 이러한 추가적인 비용으로 인해 생각보다 높은 경제성을 보여주기 어려웠습니다. LCOE는 단순 발전단가 만을 비교한 것으로, 간헐성, 기저발전/첨두발전 여부, 전력인프라 등 다양한 면을 고려해서 각 발전원들의 경제성을 따져야 합니다.

 

오히려 열돔현상과 같은 특수한 경우를 제외하고 지속적인 바람을 이용할 수 있는 풍력발전이 태양광보다 높은 경제성을 지니고 있었습니다. 2022년 기준으로도 육상풍력이 태양광발전보다 LCOE 기준으로 발전단가가 더 낮습니다.

 

참고로 중국이 태양광 등 신재생발전 규모를 급속히 늘리면서 석탄발전도 함께 증가시켰던 이유도 신재생에너지의 간헐성을 백업하기 방안이었습니다. 중국은 천연가스 대신 자국에 풍부한 매장량을 지닌 석탄발전을 신재생에너지의 백업발전으로 삼았습니다. 중국의 신재생에너지 산업육성은 탄소배출 절감의 목적도 있지만, 궁극적으로는 에너지 자립에 있었습니다.

 

하지만, ESS용 배터리의 가격이 빠르게 하락하면서 태양광 발전은 가장 큰 약점이었던 간헐성을 극복할 수 있는 가장 좋은 해결책이 나타났고, 2023년부터 중국을 중심으로 글로벌 태양광 시장이 급성장하기 시작하였습니다.

 

2023년 글로벌 태양광 신규설치량은 346GW로 전년(199GW) 대비 74%나 급증하였으며, 특히 중국의 경우 217GW로 전년(87GW) 대비 148%나 급증하였습니다. 태양광 패널의 가격 하락도 태양광 발전설치량 증가에 주요 원인 중 하나였지만, LFP를 사용한 ESS의 경제성 확보 또한 글로벌 태양광 시장 확대의 중요한 요소였습니다.

 

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이러한 흐름은 중국에서 타 지역으로 확대되고 있는데, 특히 미국의 경우 2024년 상반기 태양광 설치량이 전년동기대비 104% 증가하였습니다. 미국의 경우 동남아 4개국 관세부과에 따른 영향도 일부 있지만 ESS가격의 하락으로 인한 태양광발전의 경제성 상승도 주요 요인이었습니다.

 

태양광 + ESS 조합으로 태양광 발전은 기존 양수, 천연가스/LNG, 석탄 등의 값비싼 백업발전을 사용하지 않음으로써 타 발전원 대비 높은 경제성을 확보해가고 있습니다.

 

IEA의 자료에 따르면, 2023년부터 태양광 발전에 투자되는 돈이 다른 모든 발전원(석탄, 원자력, 천연가스, 풍력 등)을 합한 것보다 더 많아졌으며, 이러한 흐름은 시간이 흐를수록 가속화될 것으로 전망되고 있습니다.

 

앞으로 태양광 발전과 ESS는 가장 빠르게 성장하는 전력원이 될 것은 의심의 여지가 없어 보입니다.

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