[인더스트리뉴스 정한교 기자] 한때 전세계 2위의 에너지저장장치(ESS) 강국이었던 대한민국 ESS 시장이 다시 한번 세계 정상을 향한 도약에 나선다.

인지이솔루션은 삼성SDI·전기안전공사·에너지기술연구원 등과 함께 배터리 에너지저장장치(BESS) 안전기술 개발을 위한 ‘극한 환경 대응 차세대 BESS 고신뢰성 검증 및 안전 기술 개발’ 국가사업에 참여한다고 15일 밝혔다.

총 15개의 BESS 전문기업과 연구기관이 참여해 각자의 전문 기술을 융합하는 형태로 추진되는 이번 과제는 △인지이솔루션은 리튬팩 설계 및 제조 전문기업으로서, BESS 하드웨어(H/W) 개발 전반의 총괄을 담당하는 주관기관으로 C&I 시장대응용 AC BESS 시스템 개발을 이끌고 △삼성SDI는 유틸리티 시장대응용 AC BESS 시스템 개발을 담당한다.

△전기안전공사는 극한환경 모의 시험장 구성, 성능 검증, 시험 규격 제개정 및 BESS 관련 기업 지원 △KTL(한국산업기술시험원)은 성능 검증 및 국내외 BESS 안전 규격 제개정 △에너지기술연구원은 AI 운영 알고리즘 개발 △다츠에너지는 AC BESS용 PCS(전력변환장치) 개발 △레플러스는 통합 운영 EMS를 개발하며, 이외에도 주요 대학은 시장성 분석 및 BESS 모델 개발 등 다양한 역할을 분담해 고도화된 협업을 통해 과제를 진행한다.

화재 이후 붕괴된 BESS 생태계… 신뢰 회복 시급

2017년부터 본격적으로 상용화된 한국의 BESS 산업은 2020년까지 글로벌 2위의 점유율을 기록하며 빠르게 성장했다. 그러나 2018년부터 2020년까지 발생한 30여건의 ESS 화재 사고로 인해 산업은 급격한 침체기에 접어들었다.

이러한 화재의 주요 원인으로는 △배터리 셀 품질 문제 △설비간 간섭에 따른 내부 단락 △제어시스템의 미흡한 고장 진단 등이 복합적으로 지목됐다. 정부는 당시 전면적인 조사 및 원인 분석을 거쳐 각종 개선책을 내놨지만, 안전 확보를 우선시함에 따라 REC 보조금 폐지 등 관련 수익 창출 시장이 없어지며 기업의 투자 위축과 수요 감소로 이어졌다.

수익 창출 시장이 없어진 BESS 산업 생태계는 사실상 붕괴 상태에 이르렀고, 이 여파로 글로벌 BESS 시장에서 우리나라의 점유율은 10% 수준으로 급락했으며, 미국·중국에 비해 기술격차도 3년 이상 벌어진 것으로 평가받고 있다.

2036 비전 선포… “세계 3대 ESS 산업 강국 재건”

이러한 상황을 타개하기 위해 정부는 2023년 10월 ‘ESS 산업 발전 전략’을 발표하며, 2036년까지 대한민국을 다시금 세계 3대 ESS 산업 강국으로 도약시키겠다는 청사진을 제시했다.

정부는 세계 3대 ESS 산업 강국으로의 도약을 위해 우선 소재·부품·장비 국산화 확대, 중소기업 협력 생태계 강화 등을 통해 산업 생태계 복원을 추진하며, 고에너지밀도·고출력 기술, AI 기반 운영 최적화, 안전 설계 기술 확보 등의 기술 혁신에 나선다.

또한, 마이크로그리드, RE100 기업 수요 확대, 수출 지원 확대 등 시장 기반을 조성하고, 안전기준 강화, 실증 및 인증 체계 개편 등 정책 및 제도 정비를 추진한다.

금번 ‘극한환경 대응 차세대 BESS 시스템 개발’ 사업은 이러한 전략의 일환으로, 약 240억원을 투입해 기존 BESS 시스템이 가지고 있던 안전성과 운영 효율성의 한계를 뛰어넘는 기술 개발을 목표하고 있다.

ESS 운영 중 발생하는 20% 이상의 에너지 손실율을 15% 미만으로 감소시켜 최적화 및 자율 운전 통한 안전성을 강화하며, 기존 DC BESS에 PCS(전력변환장치)를 내재화해 설치 편의, 운용 최적화, 유지보수 및 AS 효율성 개선, 스케일 업/다운 용이, 원가절감을 유도한다.

고에너지밀도 셀 및 팩 설계로 저장 용량 극대화 및 설치 공간 대비 효율성 높이고, 고전압 기반 시스템 구조로 시스템 효율 향상 및 송배전 손실 감소를 유도한다. -40℃~80℃ 저온, 고온 다습, 고고도, 염수 환경 등에서도 안정적으로 작동하는 극한환경 대응 기술 확보에 총력을 다한다는 계획이다.

또한, 차세대 BESS 시스템은 AI 자율 진단 및 예측 유지보수가 가능한 지능형 AI BMS(Battery Management System)를 탑재하고, 각국 인증 요건을 만족시킬 수 있도록 모듈화 및 글로벌 규격 대응 설계도 병행된다.

전문가들은 이번 과제를 시작으로, 국내 BESS 산업이 기술 신뢰도를 회복하고 글로벌 경쟁력을 되찾을 수 있는 중대한 전환점이 될 것으로 평가하고 있다. 특히, 극한환경 대응 기술은 일반환경을 포함한 국방, 해양, 사막, 극지 등 특수 시장 공략에 핵심 경쟁력이 될 수 있을 것으로 보인다.

에너지정책연구원 관계자는 “ESS는 재생에너지 확대와 전력망 안정화에 있어 핵심 인프라”라며, “이번 국책과제는 단순한 기술 개발이 아닌, 국가 에너지 전략의 중심축으로 자리 잡을 것”이라고 설명했다.

인지이솔루션 권진근 대표는 “금번 정부 과제를 통해 차세대 AI BESS 시스템 개발을 성공적으로 마무리할 것”이라며, “중국 및 미국에 벌어진 3년의 기술격차를 좁히는 것을 넘어 다시금 BESS 기술 강국으로 우뚝 서는 모습 꼭 보여드리겠다”고 각오를 전했다.

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