[혁신을 말한다] ESS 강국 도약, 시험검증이 맡는다

안성일 한국기계전기전자시험연구원(KTC)원장

전 세계적으로 지구온난화와 기후변화에 대한 우려가 커지면서 신재생에너지의 중요성이 부각되고 있다. 이에 미국의 인플레이션 감축법(IRA), 인프라 투자 및 일자리 법(IIJA), 유럽의 '리파워EU(REPowerEU)' '유럽 풍력산업 액션 플랜' 등을 통해 각국 정부는 신재생에너지 투자를 확대하고 있다. 미국의 경우 전체 태양광 발전 용량을 2023년 153GW(기가와트)에서 2028년까지 375GW로 늘려나갈 예정이며, 유럽은 2022년 기준 204GW였던 풍력 발전 용량을 2030년까지 500GW 이상 달성해나갈 계획이다. 그러나 신재생에너지는 기후 요건에 따라 발전량이 변동하기 때문에 전력을 안정적으로 공급하는 데 한계가 있다. 이러한 문제점을 보완할 수 있는 것이 바로 에너지저장장치(ESS)이다. ESS는 생산된 전력을 저장해뒀다가 필요할 때 공급하는 배터리 시스템으로, 일정하지 않은 신재생에너지 전력을 안정적으로 공급할 수 있게 하는 핵심 기반 설비이다. ESS 글로벌 시장 규모는 2022년 152억 달러에서 2030년 395억 달러까지 200% 이상 성장할 것으로 전망된다.

또 중국과 미국은 공격적인 ESS 보급으로 2030년 전 세계 ESS 설치량의 약 73%를 차지할 것으로 예상된다. 한때 국내 기업이 세계 시장을 주도하며 2020년 글로벌 ESS 시장 점유율이 55%에 달하기도 하였으나, 2017년부터 현재까지 발생한 총 50건의 ESS 화재 사고, 촉진 요금제 일몰, 중국 제품의 확대 등에 따라 지난해 14.8%로 급감했다. 그러나 HD현대일렉트릭, LS일렉트릭, 효성중공업, 서진시스템 등 우리 기업들의 적극적인 노력으로 ESS 구축 프로젝트 수주액이 2021년부터 2023년 9월 현재까지 약 7800억 원에 이르는 등 가시적인 성과를 보이고 있다.

정부, 국회도 국내 기업의 해외 사업 수주를 지원하고 국내 ESS 산업생태계 회복을 위해 노력을 경주하고 있다. 우선 법률적으로 재생에너지 전기저장 판매 사업을 '전기신사업'에 포함하는 전기사업법 개정 법률안이 올해 10월 6일 통과됐다. 이를 통해 태양광 발전설비 등으로 생산한 전력을 ESS에 저장한 후 소비자에게 바로 판매할 수 있게 되어 ESS를 활용한 기업과 소비자 간 전력 거래(B2C)가 활성화 될 것으로 기대된다. 정책적인 면에서는 산업통상자원부가 금년 10월 31일 '에너지스토리지(ESS) 산업 발전전략'을 발표한 바 있는데, 이는 ESS 기반의 유연한 전력시스템을 구축함으로써 2036년까지 우리나라의 세계 ESS 시장 점유율을 35%까지 확대한다는 목표를 담고있다. 주요 추진전략으로는 △장기 스토리지 믹스 최적화 △시장기반 활성화·보급 확대 △시장 선점을 위한 핵심 에너지스토리지 기술개발 △산업기반 조성과 글로벌 진출 지원 △안전관리 체계 강화 등이 포함된다.

이 가운데 안전관리 체계 강화 전략은 국내 ESS 산업이 재도약할 수 있게 하는 시발점으로 정부는 ESS 화재 안전성의 안전기준을 보완, 점검해 안전관리 제도를 개선하고 관련 인프라를 구축, 활용해 실시간 ESS 안전관리를 강화해 나갈 계획이다. 이러한 정부, 국회, 기업의 노력이 결실을 이루기 위해서는 ESS 기술 신뢰성 확보와 안전성 검증이 필수적이다.

우리나라를 대표하는 국제 공인 시험인증기관인 한국기계전기전자시험연구원(KTC)은 그간 소형 휴대형 전지에서 중형 EV(전기차) 배터리, 대형 ESS용 배터리 등에 대한 안전·성능 시험을 수행하며 우리 기업의 성장과 국민 안전을 지원해오고 있다. 이를 바탕으로 KTC는 ESS 안전 강화를 위해 산업통상자원부 국가기술표준원, 강원특별자치도, 삼척시와 함께 2020년부터 2023년 9월까지 정부예산 288억 원을 포함, 총 698억 원의 사업비를 들여 삼척 소방·방재산업 특구에 ESS 화재 안전성 검증센터를 구축·운영하고 있다.

그동안 국내에는 ESS 대형 화재 시험 기준이 없고, ESS 설치 및 운영에 대한 기준도 미흡했다. 또한 국내 ESS 시험평가 인프라는 지역별로 분리되어 대용량 이차전지의 전기적 위해 시험과 화재 안전성 시험을 동시에 수행할 수 없었다. 그러나 검증센터 구축으로 국내에서 유일하게 이차전지 및 ESS 제품의 개발 전(全) 주기에 따른 화재 안전을 원스톱으로 시험·인증할 수 있게 되었다. 본 검증센터는 순간 최대 40MW(메가와트)까지 측정이 가능한 대용량 발열량 측정 장치 등 세계 최대 규모의 화재 안전성 검증 시설을 갖추고 있다. KTC는 국내 기업의 신속한 인증 취득 지원을 위해 이차전지 분야 시험 KOLAS 인증 획득, 국제공인시험기관(IECEE-CBTL) 지정과 더불어 글로벌 시험인증기관인 TUV 라인란드(TUV Rheinland)의 지정 시험소 등의 준비를 마쳤다. 이제 우리 기업은 해외에 시료를 송부하지 않고도, 우리나라에서 제품 시험, 평가 및 인증을 취득할 수 있게 되어 시간과 운송 비용을 대폭 절감할 수 있게 됐다.

ESS 화재 원인 규명을 위한 전기적 위해 환경 실증과 화재 사고 재현·실증을 수행하는 본 검증센터는 앞으로 글로벌 인증 표준을 기반으로 국내 실정에 맞는 대형 화재 시험평가 기준 개발 등으로 ESS 산업 생태계 활성화에 기여할 것이다. 이와 더불어 이제는 정부, 기업, 관련 연구기관 등 모든 주체가 힘을 합쳐 기술개발과 수출증진에 매진함으로써 우리나라가 다시금 ESS 강국으로 도약하기 위한 공동 노력이 필요한 때이다.