ESS(에너지 저장 시스템)의 전망과 미래

 

에너지 스토리지 환경은 지속적으로 발전하고 있으며, 보다 깨끗하고 효율적이며 신뢰할 수 있는 에너지 스토리지 시스템으로의 전환은 지속 가능한 에너지 미래를 위해 필수적입니다.

 

우리나라에서 ESS가 특히 더 중요한 이유는 우리의 전력시스템이 중앙집중형 구조에 기반하고 있나는 점과 이를 타개할 수 있는 분산형 전력망 요소들중에 문제가 되는 재생에너지의 간헐성을 보완하는데 꼭 필요하기 때문입니다.

 

전기차와 충전기에 관심이 많은 입장에서 ESS는 전기차의 또 다른 축이 될 것으로 보기에 현재의 문제점과 이를 극복할 만한 전망과 미래가 있는지 찾아보았습니다.

에너지 저장 시스템의 문제점

 

비용: 특히 대규모 설치의 경우 에너지 저장 시스템의 초기 비용이 상당할 수 있습니다. 비용은 감소하고 있지만 광범위한 채택을 가로막는 중요한 장벽으로 남아 있습니다. 또한 유지 관리 및 교체를 포함한 총 소유 비용을 고려해야 합니다.

 

에너지 밀도: 현재 많은 에너지 저장 기술은 에너지 밀도 면에서 한계가 있습니다. 즉, 크기와 무게에 비해 제한된 양의 에너지를 저장할 수 있습니다. 에너지 밀도 향상은 에너지 저장 시스템을 보다 작고 실용적으로 만드는 데 필수적입니다.

 

주기 수명 및 내구성: 에너지 저장 시스템, 특히 배터리는 충전-방전 주기마다 시간이 지남에 따라 성능이 저하됩니다. 긴 사이클 수명과 내구성을 보장하는 것은 특히 빈번한 사이클이 필요한 응용 분야에서 이러한 시스템의 경제적 실행 가능성에 매우 중요합니다.

 

안전 문제: 에너지 저장 시스템, 특히 가연성 또는 반응성 물질을 포함하는 배터리의 경우 안전이 가장 중요한 문제입니다. 화재, 폭발 또는 기타 위험한 사건의 위험을 완화하려면 적절한 설계, 모니터링 및 봉쇄 전략이 필요합니다.

 

환경적 영향: 에너지 저장 시스템은 재생 가능 에너지원의 통합을 가능하게 하여 온실 가스 배출을 줄이는 데 도움이 될 수 있지만 특정 유형의 배터리와 같은 일부 기술은 생산, 사용 및 폐기 과정에서 환경적 영향을 미칠 수 있습니다. 보다 지속 가능하고 환경 친화적인 에너지 저장 솔루션을 개발하는 것이 필수적입니다.

 

그리드와의 통합: 에너지 저장 시스템을 기존 전기 그리드에 통합하는 것은 어려울 수 있습니다. 에너지 공급과 수요의 균형, 그리드 안정성 관리 및 과부하 방지를 포함하여 이점을 최적화하려면 적절한 그리드 계획 및 관리가 필요합니다.

 

충전 인프라: 전기 자동차(EV) 에너지 저장 시스템의 경우 강력하고 광범위한 충전 인프라의 가용성은 EV 채택을 장려하고 사용자에게 원활한 충전 경험을 보장하는 데 필수적입니다.

 

규제 및 정책 장애물: 불분명하거나 제한적인 규제 및 정책은 에너지 저장 시스템의 배치 및 운영을 방해할 수 있습니다. 지원 규제 프레임워크와 인센티브를 제공하면 채택과 통합을 가속화할 수 있습니다.

 

자원 가용성: 일부 에너지 저장 기술은 희소하거나 제한된 자원에 의존하므로 공급망 문제 또는 비용 증가로 이어질 수 있습니다. 대체 재료 및 기술에 대한 연구는 이 문제를 해결하는 데 도움이 될 수 있습니다.

 

간헐성 및 예측 가능성: 에너지 저장 시스템은 재생 가능 에너지원의 간헐성을 완화하는 데 도움이 될 수 있지만 에너지 수요를 예측하고 필요할 때 스토리지 시스템이 대응할 준비가 되도록 보장하는 데 여전히 어려움이 있습니다.

 

이러한 과제를 해결하는 것은 지속적인 성장과 에너지 저장 시스템을 에너지 인프라에 성공적으로 통합하는 데 매우 중요합니다. 이러한 장애물을 극복하고 보다 지속 가능하고 탄력적인 에너지 미래를 만들기 위해서는 산업계, 정책 입안자 및 연구원 간의 연구, 혁신 및 협력이 필수적입니다.

에너지 저장 시스템의  동향 및 향후 발전 가능성

 

배터리 기술의 발전: 리튬이온 배터리는 에너지 저장 시장을 지배해 왔지만, 효율, 용량, 안전성을 향상시키기 위한 연구 개발이 진행 중입니다. 솔리드 스테이트 배터리, 플로우 배터리 및 리튬 황 배터리와 같은 새로운 기술은 더 높은 에너지 밀도와 비용 절감에 대한 가능성을 보여줍니다.

 

그리드 스케일 에너지 스토리지: 펌프식 하이드로 저장, 압축 공기 에너지 저장(CAS), 용융염 저장과 같은 대규모 에너지 저장 솔루션이 인기를 끌고 있습니다. 이러한 시스템은 방대한 양의 에너지를 저장하고 수요가 최고조에 달하거나 간헐적으로 재생 가능한 자원을 사용할 수 없을 때 방출할 수 있습니다.

 

분산형 에너지 스토리지: 그리드 규모의 스토리지와 함께, 분산형 또는 분산형 에너지 스토리지 시스템이 점점 더 보편화되고 있습니다. 여기에는 소비자가 태양 전지 패널 또는 비수기 시간에 과도한 에너지를 저장할 수 있도록 하여 그리드에 대한 의존도를 줄이고 잠재적으로 에너지 거래를 허용하는 가정용 및 상용 배터리 시스템이 포함됩니다.

 

하이브리드 에너지 스토리지 시스템: 다양한 에너지 스토리지 기술을 결합하면 시너지 효과를 얻을 수 있습니다. 예를 들어, 리튬 이온 배터리를 울트라 캐패시터와 결합하면 응답 시간이 빠르고 배터리 수명이 향상되어 전체 시스템 성능을 향상시킬 수 있습니다.

 

녹색 수소: 에너지 저장은 배터리에만 국한되지 않습니다. 재생 에너지로 구동되는 전기 분해를 통해 생산되는 녹색 수소는 깨끗하고 다용도의 에너지 운반체 역할을 할 수 있으며, 중공업 및 장거리 운송과 같이 직접적으로 전기화하기 어려운 부문을 장기 저장 및 촉진할 수 있습니다.

 

신소재 연구: 연구원들은 그래핀, 바나듐, 금속-유기 구조물과 같은 에너지 저장을 위한 새로운 물질들을 지속적으로 탐구하고 있습니다. 이러한 재료는 용량, 충전 속도 및 지속 가능성에서 획기적인 발전을 가져올 수 있습니다.

 

정책 및 시장 인센티브: 지원 정책과 시장 인센티브는 에너지 스토리지 시스템의 광범위한 채택을 위해 필수적입니다. 전 세계의 정부와 규제 기관들은 에너지 저장의 중요성을 점점 더 인식하고 있으며 투자와 배치를 장려하기 위한 조치를 시행하고 있습니다.

 

재활용 및 지속 가능성: 에너지 저장 시스템의 사용이 증가함에 따라 적절한 재활용 및 폐기 방법이 동시에 필요하게 되었습니다. 에너지 저장 장치의 수명이 다한 물질을 관리하기 위해서는 지속 가능한 관행이 더욱 중요해질 것입니다.

 

날이 갈수록 환경오염에 대한 대가를 치뤄야 할 일이 많아지고 있는 것 같습니다, 경제 및 산업

의 발전 덕분에 우리는 더 잘살게 되었지만 반대로 더 고통받게 되었습니다. 이를 기술로 극복하는 것에 얼마나 달성할 수 있을지 모르겠지만 미래를 위해서 꼭 기술로 탄소중립이든 대체에너지든 재생에너지든 극복하였으면 합니다.