[첨단 헬로티]

 

에너지저장장치(ESS)의 화재 원인 규명이 정확히 밝혀지지 못하고 있다. 확실한 원인 규명을 밝히는 데 시간이 길어지자 신성장동력으로 주목받던 ESS 산업의 위기에 몰리고 있다.

에너지전환 분위기에 맞춰 재생에너지가 발전하면서 ESS 산업 역시 가파른 성장세를 달렸다. 하지만 ESS 산업은 곧 거대한 벽을 마주쳤다. 바로 화재 문제다.

 

 

(사진 : 게티이미지뱅크)

2017년 8월부터 2019년 5월까지 발생한 ESS 화재는 총 23건에 달한다. 이에 정부는 1차 민관합동조사위원회를 조직해 사건 원인을 조사했다. 

조사위원회는 ESS 화재 원인을 ‘부실한 설치·운영 관리’라고 발표하며 배터리 업체의 문제는 아니라고 보았다. 이에 국내 배터리 업계는 다시금 희망의 빛을 보는 듯했다.

 

그러나 화재가 다시 발생했다. 2019년 8월 이후 추가로 발생한 ESS 화재는 총 5건이다. 이에 정부는 다시 원인조사위원회 위원 일부와 회·기업추천 인사 등 전문가로 구성된 조사단을 구성해 화재 원인을 조사했다. 

조사단은 조사 결과 5건의 화재사고 중 4건에서 배터리 이상이 발견됐다고 발표했다. 삼성SDI와 LG화학과 삼성SDI의 제품이었다.

 

이에 즉각 업체는 반발했다. 화재사고가 배터리 결함이라는 정확한 증거가 없고, 같은 제품을 사용하고 유사한 환경에 있는 해외에서는 ESS 화재 사고가 없었다는 이유다.

아직 조사 결과는 분명히 나오지는 않았지만, 확실한 건 국내 ESS 산업은 위기에 놓여있다는 것이다.

 

위기에 처한 국내 ESS 산업, 그 이유는?

 

국내 ESS 산업은 밸류체인 전반에 걸쳐 사업자의 손실 발생 및 신규 투자 위축으로 시장 규모가 축소됐다. 날로 성장하는 글로벌 ESS 시장의 성장세와는 대조되는 모습이다.

명확한 화재원인이 밝혀지지 않자 제조사들은 대내외적으로 위기를 맞이했다. 감축요청에 따른 보상금액을 지불해야 하고, 화재확산 방지를 위해 자체 소방 설비를 투자하는 등 의도치 않았던 비용이 지출됐고, 전 세계적으로 ESS용 배터리와 전기차용 배터리 시장이 빠르게 성장하는 와중에도 화재의 위험이 있어 수출에 제동이 걸렸다.

 

시공사 역시 시공인력 채용 등으로 부담이 증가한 상황에서 일감이 감소해 도산 위기에 직면했다. 소비자도 가동중지, 감축운전 등을 해야 함에 따라 손해를 보았다.

그렇다면, 이렇게 국내 ESS 산업 생태계에 문제가 발생하게 된 원인은 무엇일까? 현대경제연구원이 발표한 ‘국내 ESS 산업 생태계의 위기 – 원인과 대응 방안’ 보고서는 그 원인을 ▲단기 보급성과에 치우친 한시적 지원제도 ▲시스템 차원의 통합 관리체계 미비 ▲정체적 일관성 부족에 따른 불확실성 리스크로 보았다.

 

① 단기 보급성과에 치우친 한시적 지원제도

 

보고서는 정해진 기한 내에 ESS를 설치할 경우에만 한시적으로 인센티브를 제공하는 일몰 방식의 지원정책으로 단기간 내 보급이 확대된 것이 문제라고 보았다.

양적 성과 달성을 위한 정책을 추진한 결과, 기술개발과 충분한 테스트 등 안전 문제에 대한 준비가 부족한 상황에서 짧은 시간 내에 설치가 급증했다는 것이다. 또, ESS 운영사와 소비자는 인센티브 제도가 일몰되기 전까지 목표수익을 달성하기 위해 충전률(SOC) 허용 범위 내에서 최대한 가동을 한 것도 문제로 보았다.

 

② 시스템 차원의 통합 관리체계 미비

 

보고서는 시스템 차원의 통합 관리체계가 되지 않은 점도 문제라고 지적했다. 1차 사고조사위는 화재사고 분석 후 ESS가 하나의 통합된 시스템 차원에서 관리·보호되지 못한 점을 화재사고의 문제요인으로 지적했다.

ESS는 단전지, 모듈, 배터리관리시스템(BMS), 전력변환장치(PCS) 등 여러 기업이 제조한 부품들이 통합된 시스템으로 구성되어 있다. 보고서는 개별 부품 차원의 시험, 인증과는 별도로 통합된 시스템 차원의 시험, 인증을 통해 ESS 안전성을 검증할 필요가 있다고 조언했다.

 

③ 정책적 일관성 부족에 따른 불확실성 리스크

 

보고서는 1차 조사위 결과 발표로 인한 후속대책은 단편적이고 일관성이 부족해 시장 참여자들의 신뢰를 회복하기 미흡한 수준이라고 지적했다.

정부는 화재사고 억제를 위해 일시적 감발운전을 ‘권고’했으나, 감발운전에 따른 손실에 대한 명확한 보전대책이 없어 피해자 구제조치가 미흡하다는 지적이다. 

실제로 감축운전 권고를 따르지 않고, ESS를 100% 가동하는 기업들은 목표수익을 달성한 반면, 정부의 권고에 따라 70% 권고운전을 이행한 기업들은 손실을 떠안을 수 밖에 없는 모순적인 상황이 발생했다.

 

또, 산업부는 가동정지, 감축운전에 따른 요금제 연장 보전 방침을 진행했지만, 이와 달리 한전은 ESS 특례요금제도 폐지를 발표하는 등 정책의 불확실성도 가중됐다.

이러한 문제는 ESS가 민간의 자발적 생태계가 조성하지 못하고, 정부의 지원에 의존하는 구조가 만드는 원인이 됐다. 이에 보고서는 ▲보조서비스 시장 개방 등을 통한 사업모델 다변화 ▲전력 소비판매 시장에 민간 기업 진출 ▲수용가에 ESS를 무상 설치하는 대신 일정기간 운영하며 예비력을 제공하고, 전력업체에 송·배전 보조서비스까지 제공해 수익을 창출하는 모델 구성 등을 통해 민간 주도의 시장형성을 유도할 필요가 있다고 조언했다.

 

 

(사진 : 게티이미지뱅크)

 

ESS 산업 활성화를 위한 선진국의 사례

 

국내 ESS 산업은 위기에 처했지만, 세계 시장을 보았을 때 ESS 산업은 날로 발전하고 있다. 그렇다면 선진국들은 ESS 산업 활성화를 위해 어떤 노력을 하고 있을까?

현대경제연구원이 발행한 보고서에 따르면, 선진국을 중심으로 세계 각국은 ESS 생태계 활성화를 위해 전력보조서비스 시장을 ESS 사업자에게 개방하는 추세다.

 

전력보조서비스는 발전용량 중 일부분을 예비력으로 활용하여 안정적인 전력 수급 및 품질 유지를 위해 제공하는 서비스를 의미한다. 주파수조정, 전압제어, 예비력공급, 부하추종 등의 서비스 제공을 위해 일정용량의 예비력을 상시 대기시켜야하는 만큼, 사업자에게 기회비용이 발생하기 때문에 적정한 비용 정산제도가 요구된다.

실제로 ESS가 전력보조서비스 공급자원으로 주목을 받자 이를 활성화하기 위해 세계적으로 실증 프로젝트가 진행 중이다.

 

미국은 ESS를 전력보조서비스 공급 자원으로 활용하기 위해 다수의 실증프로젝트와 제도 개선을 실행했다. 한국은 2014년부터 2017년까지 한국전력 주도로 주파수조정용 ESS 실증사업을 진행해 ESS 산업 전변 확대에 일정 부분을 기여했다.

 

① 미국

미국은 ESS 보급을 통한 신재생에너지 보급 확대와 전력망 안전을 추진하고 있다. ESS를 활용한 전력보조서비스의 경제성을 인식하고, 시장 생태계를 활성화하기 위해 민간 사업자의 투자를 유도하는 것이다.

또, 미국은 제도적 개선을 통해 전력보조서비스 시장에 ESS 사업자가 참여할 수 있도록 조치했다. 전력시장을 총괄 관리하는 미국연방에너지규제위원회(FERC)는 행정명령을 통해 ESS의 주파수조정용 전력시장 참여를 허용했다. 전력보조서비스에 대한 비용적 보상이 실적과 시장가격에 의해 결정될 수 있게 조치해 ESS 사업자들이 전력보조서비스 시장에 참여할 이유를 제공했다.

ESS의 전력보조서비스 시장 참여 허용과 보상체제 개편 이후 미국은 전역에 서비스 공급자가 증가하는 결과를 보였다. 펜실베니아, 뉴저지, 메릴랜드 지역을 시작으로 주파수조정용 ESS 도입이 확대됐다. 실제로 미국에서 진행 중인 ESS 사업 중 50% 이상이 주파수조정용으로 활용되고 있다.

일부 전력 시장에서는 주파수조정용 ESS 도입으로 안정성 저하 없이 주파수조정 예비력 확보량을 최대 수용의 1%에서 0.7%로 감축하는 등 긍정적인 효과도 발생했다.

 

② 유럽

유럽 각국은 빠른 속도로 증가하고 있는 신재생에너지의 불안정성을 해소하고, 비상 상황에 대응하기 위한 잉여전력 저장을 위해 ESS 보급을 확대하고 있다.

독일은 신재생에너지의 비중이 급격하게 증가함에 따라 발전출력 불안정성으로 인한 국가 송전망을 보호하기 위해 주파수조정 수단을 의무화했다. 이에 따라 2014년 주파수조정용 ESS인 독일의 WEMAG가 유럽 최초로 상업 운전을 시작했으며, 이후 대형발전사들은 규제 준수를 위해 기존 발전단지에 대규모 ESS 구축 프로젝트를 진행했다.

또, 유럽 내 다수의 ESS가 주파수조정용으로 활용되고 있고, 기타 전력보조서비스도 제공하고 있는 것으로 조사됐다. 보고서는 2009년부터 2016년까지 유럽 내 설치된 ESS는 다수가 주파수조정 서비스를 제공한다고 밝혔다. 또, 전압조정, 예비력 제공 등의 목적으로 설치된 ESS도 존재한다고 전했다.

 

 

(사진 : 게티이미지뱅크)

 

국내 ESS 산업 되살릴 앞으로의 방법은?

보고서는 국내 ESS 산업의 문제를 분석하고, 해외 사례를 비교해 위기를 극복할 방법을 단기적, 중장기적으로 제시했다.

단기적으로는 국민의 불안을 해소하고, 위축된 산업 현장의 활력을 회복해야한다고 조언했다.

보고서는 국민 불안을 해소하고, 시장 신뢰 회복을 위해서는 발화 원인을 명확히 규명하는 것이 중요하다고 주장했다. 또, 기존 ESS 사업장의 경우 화재 원인이 명확히 규명되고 해결책이 제시되기 전까지 감축운전 실시를 통해 화재사고를 억제하고 그 손실은 보전해 정책 실효성을 높여야한다고 전했다.

여기서는 감축운전의 사고예방 효과가 확인된 상황에서 충전률(SOC) 제한조치를 취하고 이에 따르는 손실을 보존하기 위해 일몰시점 연장 등의 대책이 필요하다고 했다. 또, 민간 사업자와 소비자에게 자발적인 감축운전을 ‘권고’하는 방식이 아닌, 감축 안전 규정에 따른 보전대책을 함께 제시할 필요가 있다고 보았다.

보고서는 신규 ESS 사업자가 시장에 진입해 산업 현장의 성장 활력을 복구할 수 있는 지원정책도 필요하다고 밝혔다. 할인제도 일몰 연장 및 재생에너지 공급인증서(REC) 가중치 확대 등올 신규 사업자에게 투자 유인을 제공하기 기존에 설치된 사업장과 신규 설치 사업장을 구분해 REC 특례 보상 기한 및 배수 확충 등의 정책을 배치함으로써 지속적은 투자를 유도하는 게 중요하다고 전했다.

끝으로 보고서는 ESS 산업 육성과 위기대응을 수행할 수 있는 컨트롤 타워 구성이 절실하다고 밝혔다. ESS 산업계를 대표할 수 있는 협회를 구성하고, 공공과 협력해 위기대응, 산업육성, 기술개발, 표준협력, 인력양성 등의 사업을 주도적으로 수행해야 한다는 게 보고서의 설명이다.

중장기적으로는 민간 주도의 ESS 산업 생태계를 조성하는 것이 필요하다고 보고서는 설명했다. 4차 산업혁명 시대의 규제혁신 방향에 맞도록 ‘포괄적인 네거티브 규제’, ‘민간 자율규제’로 전환하고, 민간의 기술력을 검증하기 위한 공공 테스트베드를 구축함으로써 민·관 협력 체계를 구축할 필요가 있다고 설명했다.

또, ESS 산업의 정책적 다양성을 추구하는 한편, 리튬이온 이차전지의 기술경쟁력을 고도화하기 위한 연구개발도 계속 주력해야한다고 조언했다.