에너지 저장 장치

Energy storage system (ESS).

말 그대로 에너지 그 중에서도 주로 전기에너지를 저장하는 장치다. 전기에너지는 만들어지고 나서 바로 쓰여야 하며, 사용되지 않은 에너지는 날아가 버린다. 이러한 에너지를 장기 저장할 수 있는 형태로 바꾸어서 저장했다가 필요할 때 다시 전기에너지로 바꾸어서 내보내는 장치를 뜻한다. 즉 일종의 전기 저수지인 셈.

ESS가 특히 주목 받게 된 것은 재생에너지가 각광을 받으면서부터다. 태양광이나 풍력과 같은 재생에너지의 단점이라면 임의로 조절하기가 어렵다는 점이다. 태양광은 밤에는 발전량이 0에 수렴하며, 풍력도 바람의 세기는 자연의 영역이므로 임의로 조절할 수 없다. 어떤 때는 필요이상으로 과잉 에너지가 만들어지며, 어떤 때는 에너지가 만들어지지 않는 불균형이 발생하는데, 이를 완충시켜 줄 수 있는 게 ESS다. 즉 과잉 발전이 될 때에는 ESS에 에너지를 저장했다가, 발전량이 부족할 때에는 ESS가 전기를 만들어 내는 식이다.

가정용 ESS도 있다. 재생에너지의 특징 중 하나는 가정이나 일반 업무공간에서도 태양광발전 패널만 설치하면 전력을 만들어낼 수 있다는 것인데, 이렇게 생산된 전력이 남아돌 때는 저장하고 필요할 때는 꺼내쓸 수 있도록 하는 소용량 ESS다. 테슬라도 파워월(Powerwall)이라는 제품을 만들어서 열심히 팔고 있다. 또한 전기자동차를 ESS로 활용하는 방안도 있다. 예를 들어 전력 사용량이 많은 낮에는 차량의 배터리로부터 전기를 꺼내 썼다가 심야에 전깃값이 쌀 때 충전시키는 식이다. 도시에서 출퇴근과 같은 용도로 자동차를 사용한다면 하루 주행거리가 전기차의 최대 주행거리에는 한참 못미치는 경우가 많을 것이므로 전깃값을 아낄 수 있고 피크타임 때의 전력 과부하를 완충시킬 수 있는 대안이기도 하다.

현재는 ESS라면 배터리를 대규모로 사용하는 방식이 대세다. 전기자동차와 함께 2차전지의 주요 수요처로 각광을 받고 있다. 현재 급속도로 시장이 커지고 있는 전기자동차의 배터리가 나중에 수명을 다하면 어떻게 할 건가를 두고 말이 많은데, 대부분은 ESS에서 재활용될 것이다. 자동차는 아주 한정된 공간에서 에너지 효율을 극대화 해야 하기 때문에 배터리의 용량이 초기 대비 80% 이하로 떨어지면 수명이 다했다고 보지만, 공간 제약이 훨씬 적은 ESS에서는 이 정도로도 충분히 사용할 수 있다. 일각에서는 전기차 배터리가 수명을 다하는 시점이 오면 엄청난 폐배터리 대란이 올 것처럼 얘기하는데 그 중 상당수는 ESS가 흡수하고, ESS로 쓰기 어려운 경우에도 폐배터리로부터 각종 금속들을 회수해서 재활용할 수 있다.

ESS의 문제로 가장 많이 거론되는 것은 화재인데, 실제로 국내에서 여러 차례 ESS 화재사고가 터지는 바람에 관련 산업이 상당한 타격을 입었고, 안전기준이 대폭 강화되었다. 전기자동차와는 비교도 안 될 정도로 대용량의 배터리를 거느리고 있기 때문에 한번 화재가 일어나면 걷잡을 수 없이 커진다.

에너지 저장 장치가 꼭 배터리여야 하는 법은 없다. 물리적인 ESS도 있다. 양수발전소도 일종의 ESS다. 거대한 플라이휠을 돌려서 에너지를 저장하는 방법도 있다. 또한 수소 역시 ESS로 주목 받는 수단 중 하나다. 즉 과잉 생산된 전기에너지로 물을 분해해서 수소를 만들어 저장했다가, 전기가 필요할 때 수소로 발전기를 돌리는 식이다. 친환경 자동차로 전기자동차가 대세가 되어 가고 있는 상황에서, 수소의 주요한 사용처로 일반 승용차보다는 대형 트럭, 열차, 선박이나 저장 수단으로서 가능성을 더 크게 보는 시각도 있다.