구리 산업 관점에서 본 에너지 저장 기술의 미래

구리(Copper)는 우수한 신뢰성, 효율, 성능뿐만 아니라 전동기 및 변압기에 의존하는 에너지 구동 시스템에 있어 가장 견고하다는 이유로 오랫동안 전기시스템에 사용되어 왔다. 구리는 풍력터빈, 태양광발전 전지판 및 다른 재생가능 에너지(Renewable Energy)용 발전기에 사용되고 있다. 이러한 이유로 미국 내 구리 생산업체와 제조업체들은 지속적이면서 구리 자원에 대한 열정을 보여주었다.

미 환경보호청(EPA)은 최근 발전소의 온실가스배출 규제를 제안한 바 있으며, 미국 내 30개 주 이상이 이미 재생가능에너지의무할당제(Renewable Portfolio Standards, RPS)를 실행하고 있다. 따라서 발전관련 에너지 믹스(Energy Mix)에 있어 재생가능 에너지가 차지하는 부분은 점차 증대될 것으로 예상된다. 재생가능 에너지와 관련하여 구리 산업의 관심사는 그리드 에너지 저장(Grid Energy Storage)이다. 에너지 저장 기술은 아직 개발 단계에 있지만 재생가능 에너지의 간헐성 이슈와 송전 제약 문제를 해결하는데 중요한 역할을 할 것으로 예상되기 때문에 재생가능 발전의 성장에 중요한 부분을 차지하고 있다. 미 구리개발협회(Copper Development Association, CDA)는 지난 2011년 DNV GL에게 그리드 에너지 저장 관련 미국의 단기 시장에 대한 조사를 의뢰하였다.

CDA-DNV GL의 연구는 2016년까지 그리드 저장과 관련한 시장의 규모를 예측하였다. 이들은 미국 내 그리드 저장 활동과 관련하여 현재 및 계획된 정보, 그리드 저장 시장의 동향, 에너지 저장 인센티브를 서로 연계하였다. 보고서는 성장 및 다른 외부 요인을 조장하는 금융투자와 정부정책 등 더 장기적인 시장을 이끌 수 있는 구동력에 대한 정보를 활용하여 분석 데이터를 보완하였다. 분석 결과에 따르면 2~4GW의 에너지 저장 시스템이 향후 5년 이내에 개발될 수 있을 것으로 나타났다. 즉, 그리드 에너지 저장은 제한적이고 실험적인 단계에서 상업화 단계로 도약할 수 있다는 것이다. 이번 보고서는 많은 기술들이 현재 개발단계에 있으며, 상당수는 상업화가 준비되어 있다고 보았다. 성숙 기술의 대부분은 열에너지저장(Thermal Energy Storage), 양수발전(Pumped Hydropower)과 압축공기저장(Compressed Air Energy Storage, CAES)이었다. 그리고 배터리 기술과 열저장 기술은 가까운 기간 내에 가장 강력한 성장을 보여주는 분야가 될 것으로 예상되었다.

산업 성장과 관련하여 어려운 점은 비용을 절감하고 빠르게 규모를 조절할 수 있는 능력을 확보해야 한다는 점이다. 향후 5년간 개선된 시스템의 통합, 생산 증가, 개선된 분산능력 등을 통해 비용이 하락할 것으로 예상된다. 그리고 재정적 인센티브가 비용 하락과 시장 성장에 주는 영향력은 여전히 유효할 것으로 예측되었다. 재정적 인센티브가 보조를 맞춰준다면 에너지 저장 시장을 완전하게 개발할 수 있을 것이다. 신생기업 및 벤처에 투자하는 사람들이나 벤처캐피털 회사들의 지속적인 관심은 증대할 것이나 주 및 연방 정부의 지속적 지원도 필요하다.

지난 2011년 KEMA가 수행한 그리드 에너지 저장과 관련한 조사에 따르면 미 에너지부(Department of Energy)는 스마트그리드실증지원금으로 772 백만 달러를 그리드 저장 개발에 투자하여 537.3 MW의 저장 전력을 만들어냈다. 지난해 말 캘리포니아 공공시설위원회(California Public Utilities Commission)는 주요 유틸리티 회사들에게 2020년까지 1.3 GW규모의 에너지 저장 용량을 그리드에 의무적으로 추가하라는 내용의 신규 프로그램을 공개하였다. CDA-DNV LG 연구는 조세 감면이나 다른 의무 프로그램 등이 아직 실험 단계에 있는 저장 기술을 한 단계 끌어올리는데 중요한 역할을 한다는 것을 발견하였다. 조세감면을 실시하기 위해 연방법이 지속적으로 소개되겠지만 미 의회에서 광범위한 지지를 받지 못하는 상태이다. CDA-DNV LG 보고서에 따르면 이러한 정책들이 제위치를 찾지 못한다면 관련 산업이 성장하기에는 어려울 것이라 예상하였다.

그렇다면 왜 구리 산업은 그리드 에너지 저장을 지속적으로 벤치마크하고 성공을 뒤쫓는데 관심이 많은 것일까? 그 이유는 구리의 집중도가 크기 때문이다. 설치 환경, 전기설비 종류, 저장 형태에 따라 MW당 0~4톤의 구리가 필요하다. 그리고 그리드 에너지 저장과 연계된 구리 수요 증가는 약 900~3,000톤 사이에 달할 것으로 예상되었다.

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