※ 중앙첨단소재, 엔켐의 액상형 LiPF6 미국 현지생산
● 탈중국 리튬염의 중요성
국내 전해액 밸류체인에 있어 바틀넥은 리튬염(LiPF6)입니다.
리튬염은 대표적인 탈중국 핵심소재로, 약 90%이상의 LiPF6가 중국에서 생산되어 왔으며, 비중국 리튬염 업체는 한국의 후성, 일본 모리타, Ruixing, Kanto Denka, Central Glass 5개 업체뿐이었습니다. 이들 업체들의 2025년 탈중국 리튬염 예상 생산량은 21,000 – 25,000톤에 불과한 실정입니다.
통상 전해액 중 LiPF6가 차지하는 비중(중량기준)이 15%임을 감안할 때, 21,000톤의 리튬염은 전해액 150,00톤만을 생산할 수 있는 수량에 불과합니다.
엔켐은 관계회사인 중앙첨단소재를 통해 LiPF6 내재화를 진행 중에 있으며, 새만금에 5만톤(향후 10만톤), 미국 조지아에 3만톤 규모로 리튬염 생산시설을 증설할 예정에 있습니다.
● 파우더형과 액상형 LiPF6
기사에 따르면, 새만금에서는 기존 파우더 방식을, 미국에서는 액상형 LiPF6 생산시설 건설을 계획하고 있습니다.
덕산일렉테라의 김우연 고문의 인터뷰에서 나와 있듯이, 한국에서는 파우더 방식을 생산하고 미국에서는 액상형 방식을 사용하는 것이 큰 이점을 가지고 있는데 액상형은 LiPF6 제조 시 고체(파우더)를 다시 액체로 만드는 과정을 생략할 수 있고, 탄산리튬 사용량이 적어 파우더 방식 대비 이론적으로 약 30%정도 낮은 가격에 LiPF6를 제조할 수 있습니다.
하지만 LiPF6가 액체이기 때문에 부피가 커 운송이 어렵고, 변질의 우려가 있으며 장기간 보관이 어려운 단점을 지니고 있습니다.
때문에 국내에서 LiPF6를 생산하여 미국으로 수출할 경우는 파우더 형이, 미국 현지에서 LiPF6를 생산할 때는 액상형이 더 적합할 것으로 여겨집니다.
중앙첨단소재(이디엘)도 이러한 LiPF6 제조 특성에 맞게, 국내 새만금에서는 파우더형을 미국 조지아에서는 액상형 LiPF6를 생산하여 경쟁력을 높이고자 하는 것으로 보여집니다.
------
● 기사 주요 내용 요약.
미국 현지에서 전해액을 생산하려면 원재료 소싱이 어려움.
전해액의 소재인 첨가제와 용매는 해결 가능하지만, 리튬염은 수급에 어려움이 있어 적극적인 투자가 시급함.
배터리를 개발하고, 양산단계로 넘어가지 전 검증 과정을 거치는데, 이때 계획보다 성능이 부족하면 전해액 레시피를 조절하여 원하는 품질로 맞출 정도로 전해액은 배터리의 성능과 품질에 아주 큰 영향을 미치는 소재임.
리튬염(LiPF6)는 국내에서 후성 외에 생산을 하는 업체가 없으며, 생산물량도 많지 않아 대부분 중국으로부터 수입하고 있음.
중국의 Tinci, DFD, 일본의 모리타, 스텔라 같은 업체들이 LiPF6를 생산하고 있음.
도요타 관련 업체는 배터리 4대 소재 중 미국에서 가장 취약한 소재로 전해액을 꼽았음.
리튬염 공장을 미국에서 만들어 공급할 수 있다면 좋은 기회가 될 수 있음.
2년 전 조사에 따르면, 미국에서 LiPF6를 생산할 기초 원재료들이 없었음.
리튬염은 파우더형과 액상형 두 가지 형태가 있음.
파우더는 수명이나 운반에서 유리한 부분이 있고, 액상은 몇 가지 공정이 생략되어 있기 때문에 가격 측면에서는 유리하지만 운반비가 많이 들어가는 단점도 있음.
국내에서 생산물량을 확보함과 동시에 미국 진출도 병행하는 것이 좋음.
전해액은 가연성 물질이기 때문에 물과 접촉하면 위험하고 특히 리튬염이 수분과 접촉하면 황화수소가 발생함.
황화수소는 배터리 안에 있는 양극재를 손상시키고 전극의 SEI층을 훼손시켜 배터리의 수명을 단축시킴.
때문에 전해액 업체는 탈수 공정을 통해 수분 관리를 매우 엄격하게 진행하고 있음.
배터리 업체들이 원재료를 변경하려면 완성차 업체로부터 변경 승인을 받아야 하기 때문에 배터리 업체들이 전해액과 같은 소재를 변경하기 어려움.
한번 납품이 시작되면 계속해서 납품이 진행되는 구조임.
https://www.thelec.kr/news/articleView.html?idxno=29193
https://n.news.naver.com/mnews/article/215/0001166954?sid=101
● 탈중국 리튬염의 중요성
국내 전해액 밸류체인에 있어 바틀넥은 리튬염(LiPF6)입니다.
리튬염은 대표적인 탈중국 핵심소재로, 약 90%이상의 LiPF6가 중국에서 생산되어 왔으며, 비중국 리튬염 업체는 한국의 후성, 일본 모리타, Ruixing, Kanto Denka, Central Glass 5개 업체뿐이었습니다. 이들 업체들의 2025년 탈중국 리튬염 예상 생산량은 21,000 – 25,000톤에 불과한 실정입니다.
통상 전해액 중 LiPF6가 차지하는 비중(중량기준)이 15%임을 감안할 때, 21,000톤의 리튬염은 전해액 150,00톤만을 생산할 수 있는 수량에 불과합니다.
엔켐은 관계회사인 중앙첨단소재를 통해 LiPF6 내재화를 진행 중에 있으며, 새만금에 5만톤(향후 10만톤), 미국 조지아에 3만톤 규모로 리튬염 생산시설을 증설할 예정에 있습니다.
● 파우더형과 액상형 LiPF6
기사에 따르면, 새만금에서는 기존 파우더 방식을, 미국에서는 액상형 LiPF6 생산시설 건설을 계획하고 있습니다.
덕산일렉테라의 김우연 고문의 인터뷰에서 나와 있듯이, 한국에서는 파우더 방식을 생산하고 미국에서는 액상형 방식을 사용하는 것이 큰 이점을 가지고 있는데 액상형은 LiPF6 제조 시 고체(파우더)를 다시 액체로 만드는 과정을 생략할 수 있고, 탄산리튬 사용량이 적어 파우더 방식 대비 이론적으로 약 30%정도 낮은 가격에 LiPF6를 제조할 수 있습니다.
하지만 LiPF6가 액체이기 때문에 부피가 커 운송이 어렵고, 변질의 우려가 있으며 장기간 보관이 어려운 단점을 지니고 있습니다.
때문에 국내에서 LiPF6를 생산하여 미국으로 수출할 경우는 파우더 형이, 미국 현지에서 LiPF6를 생산할 때는 액상형이 더 적합할 것으로 여겨집니다.
중앙첨단소재(이디엘)도 이러한 LiPF6 제조 특성에 맞게, 국내 새만금에서는 파우더형을 미국 조지아에서는 액상형 LiPF6를 생산하여 경쟁력을 높이고자 하는 것으로 보여집니다.
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● 기사 주요 내용 요약.
미국 현지에서 전해액을 생산하려면 원재료 소싱이 어려움.
전해액의 소재인 첨가제와 용매는 해결 가능하지만, 리튬염은 수급에 어려움이 있어 적극적인 투자가 시급함.
배터리를 개발하고, 양산단계로 넘어가지 전 검증 과정을 거치는데, 이때 계획보다 성능이 부족하면 전해액 레시피를 조절하여 원하는 품질로 맞출 정도로 전해액은 배터리의 성능과 품질에 아주 큰 영향을 미치는 소재임.
리튬염(LiPF6)는 국내에서 후성 외에 생산을 하는 업체가 없으며, 생산물량도 많지 않아 대부분 중국으로부터 수입하고 있음.
중국의 Tinci, DFD, 일본의 모리타, 스텔라 같은 업체들이 LiPF6를 생산하고 있음.
도요타 관련 업체는 배터리 4대 소재 중 미국에서 가장 취약한 소재로 전해액을 꼽았음.
리튬염 공장을 미국에서 만들어 공급할 수 있다면 좋은 기회가 될 수 있음.
2년 전 조사에 따르면, 미국에서 LiPF6를 생산할 기초 원재료들이 없었음.
리튬염은 파우더형과 액상형 두 가지 형태가 있음.
파우더는 수명이나 운반에서 유리한 부분이 있고, 액상은 몇 가지 공정이 생략되어 있기 때문에 가격 측면에서는 유리하지만 운반비가 많이 들어가는 단점도 있음.
국내에서 생산물량을 확보함과 동시에 미국 진출도 병행하는 것이 좋음.
전해액은 가연성 물질이기 때문에 물과 접촉하면 위험하고 특히 리튬염이 수분과 접촉하면 황화수소가 발생함.
황화수소는 배터리 안에 있는 양극재를 손상시키고 전극의 SEI층을 훼손시켜 배터리의 수명을 단축시킴.
때문에 전해액 업체는 탈수 공정을 통해 수분 관리를 매우 엄격하게 진행하고 있음.
배터리 업체들이 원재료를 변경하려면 완성차 업체로부터 변경 승인을 받아야 하기 때문에 배터리 업체들이 전해액과 같은 소재를 변경하기 어려움.
한번 납품이 시작되면 계속해서 납품이 진행되는 구조임.
https://www.thelec.kr/news/articleView.html?idxno=29193
https://n.news.naver.com/mnews/article/215/0001166954?sid=101
www.thelec.kr
[Y인사이트] 배터리 성능 핵심, 전해액이 재조명 받는 이유 - 전자부품 전문 미디어 디일렉
전해액은 리튬이온 배터리를 구성하는 4대 구성요소 중 하나다. 리튬이온이 이동하는 통로 역할을 한다. 쉽게 말해서 우리 몸을 2차 전지에 비유하자면 심장은 양극재이고, 이온을 움직이는 전해액은 혈액이라고 ...
※ 배터리 폼팩터 비교
1. (셀) 무게 : 파우치 > 원통형 > 각형
2. (모듈/팩) 무게 : 파우치 = 원통형 = 각형
3. (모듈/팩) 에너지밀도 : 파우치 = 각형 > 원통형
→ 원통형 최대 약점
4. 냉각효율 : 각형 > 원통형 > 파우치
→ 각형 최대 장점
5. 공간활용도 : 파우치 > 원통형 > 각형
→ 각형 최대 약점
6. 내구성 : 각형 > 원통형 > 파우치
7. 생산성 : 원통형 > 각형 > 파우치
→ 원통형 최대 장점
8. 화재 안전성 : 각형 = 원통형 > 파우치
→ 파우치 최대 약점
9. 배터리 관리/수명 : 각형 = 원통형 > 파우치
10. CTP/CTC 적용 : 각형 = 원통형 > 파우치
→ 파우치 최대 약점
------
● 기사 주요 내용 요약
파우치형 배터리를 주로 제조하였던 LG에너지솔루션과 SK온이 폼팩터 다변화에 집중하고 있음.
파우치형 배터리의 안정성과 가격이 걸림돌이 되면서 새로운 포트폴리오 확보가 필요해지고 있음.
또한 46파이 등 차세대 원통형 배터리의 대량양산 및 적용 시기가 더딜 것으로 예상되어 각형에 대한 수요가 높아질 거라는 관측도 나오고 있음.
LG에너지솔루션과 SK온은 각형 배터리 개발에 집중하고 있으며, 고객사와의 논의도 함께 진행되고 있음.
원통형, 각형과 달리 파우치형은 가스 배출구(Vent)가 없어 배터리가 부풀어 오르는 Swelling 현상에 취약함.
각형은 사각형 캔에 배터리 전극을 담는 구조로 외관이 단단해 화재 위험성과 가스배출 등에서 유리하다는 평가를 받고 있으며, 스태킹 방식 적용으로 에너지 밀도도 높아지는 추세임.
또한 CTP, CTC, CTB 등을 적용하기도 유리함.
최근 배터리의 안정성에 대한 요구가 자동차 업계에서 많아지고 있어 배터리 업계가 각형 개발 비중을 높이고 요인임.
SK온은 각형으로 인력을 대거 배치한 상황임.
고전압 미드니켈과 46파이 원통형 배터리의 개발도 지속될 것임.
LG에너지솔루션과 SK온은 2025년부터 미드니켈 파우치형 배터리를 고객사에 납품할 계획임.
LG에너지솔루션은 2024년 8월부터 오창에서 4680배터리를 양산할 계획이나 초기 생산수율 최적화, 용접 및 전극 안정화, 대량 생산능력 확보 등을 고려했을 때 본격적인 시장 개화는 2025년 말 정도로 예상
https://www.ddaily.co.kr/page/view/2024072315504367194
1. (셀) 무게 : 파우치 > 원통형 > 각형
2. (모듈/팩) 무게 : 파우치 = 원통형 = 각형
3. (모듈/팩) 에너지밀도 : 파우치 = 각형 > 원통형
→ 원통형 최대 약점
4. 냉각효율 : 각형 > 원통형 > 파우치
→ 각형 최대 장점
5. 공간활용도 : 파우치 > 원통형 > 각형
→ 각형 최대 약점
6. 내구성 : 각형 > 원통형 > 파우치
7. 생산성 : 원통형 > 각형 > 파우치
→ 원통형 최대 장점
8. 화재 안전성 : 각형 = 원통형 > 파우치
→ 파우치 최대 약점
9. 배터리 관리/수명 : 각형 = 원통형 > 파우치
10. CTP/CTC 적용 : 각형 = 원통형 > 파우치
→ 파우치 최대 약점
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● 기사 주요 내용 요약
파우치형 배터리를 주로 제조하였던 LG에너지솔루션과 SK온이 폼팩터 다변화에 집중하고 있음.
파우치형 배터리의 안정성과 가격이 걸림돌이 되면서 새로운 포트폴리오 확보가 필요해지고 있음.
또한 46파이 등 차세대 원통형 배터리의 대량양산 및 적용 시기가 더딜 것으로 예상되어 각형에 대한 수요가 높아질 거라는 관측도 나오고 있음.
LG에너지솔루션과 SK온은 각형 배터리 개발에 집중하고 있으며, 고객사와의 논의도 함께 진행되고 있음.
원통형, 각형과 달리 파우치형은 가스 배출구(Vent)가 없어 배터리가 부풀어 오르는 Swelling 현상에 취약함.
각형은 사각형 캔에 배터리 전극을 담는 구조로 외관이 단단해 화재 위험성과 가스배출 등에서 유리하다는 평가를 받고 있으며, 스태킹 방식 적용으로 에너지 밀도도 높아지는 추세임.
또한 CTP, CTC, CTB 등을 적용하기도 유리함.
최근 배터리의 안정성에 대한 요구가 자동차 업계에서 많아지고 있어 배터리 업계가 각형 개발 비중을 높이고 요인임.
SK온은 각형으로 인력을 대거 배치한 상황임.
고전압 미드니켈과 46파이 원통형 배터리의 개발도 지속될 것임.
LG에너지솔루션과 SK온은 2025년부터 미드니켈 파우치형 배터리를 고객사에 납품할 계획임.
LG에너지솔루션은 2024년 8월부터 오창에서 4680배터리를 양산할 계획이나 초기 생산수율 최적화, 용접 및 전극 안정화, 대량 생산능력 확보 등을 고려했을 때 본격적인 시장 개화는 2025년 말 정도로 예상
https://www.ddaily.co.kr/page/view/2024072315504367194
디지털데일리
'파우치 대안 찾기' 나선 LG엔솔·SK온, 각형이 해답될까 [소부장박대리]
LG에너지솔루션 오창사업장 [ⓒLG에너지솔루션]...
※ 중국이 희토류 미사일을 발사대에 올렸습니다. (언더스탠딩)
지난 6월 29일 중국 국무원이 발표한 “희토류 관리 조례”를 발표하여, 중국에서 나오는 희토류는 중국 국가소유임을 명문화 하였음.
표면적 이유는 희토류의 효율적 관리를 내세우고는 있지만, 결국 희토류에 대한 통제력을 강화시켜 무기화할 목적을 가지고 있는 것이 아니냐는 우려가 나오고 있음.
희토류는 경희토류와 중희토류 나뉘는데, 경희토류에서는 네오디뮴이, 중희토류에서는 디스프로슘이 매우 중요함.
네오디뮴을 통해 영구자석을 만드는데, 네오디뮴 영구자석은 고열에서 자성을 잃는 특성을 지니고 있어 이를 보완하기 위해 디스프로슘을 함께 사용해야 함.
원전의 제어봉에도 디스프로슘이 사용됨.
영구자석에서 디스프로슘이 차지하는 비중은 중량기준으로 10% 이하이지만, 원가비중으로는 60 – 70%를 차지하고 있어 영구자석의 핵심은 디스프로슘임.
중국 정부는 희토류에 대한 국가통제권을 계속 강화해 왔음.
2010년도에 중국 내 희토류 업체들이 100여개 정도 되었으나, 이를 2021년에 4개까지 축소하였음.
2023년 기준 중국정부로부터 할당량을 받은 업체는, 중국희토그룹, 북방희토, 샤먼텅스텐, 광동희토 4개 업체임. 이 중 중국희토그룹이 샤먼텅스텐과 광동희토의 지분을 보유하고 있어 사실상 2개업체가 중국 희토류 생산을 장악하고 있음.
중국 정부는 이들 기업들에 외국 투자를 받지 못하게 하고 있으며, 공정기술(희토류 분리/정제)을 엄격하게 통제하고 있음.
희토류 영구자석 밸류체인은, 채굴 → 농축 → 분리 → 정제/제련 → 영구자석 제조로 되어 있음.
채굴은 중국(60%), 미국, 미얀마, 호주 등에서 행해지고 있지만, 분리, 정제, 영구자석용 합금(산화물)제조의 90%를 중국이 장악하고 있음.
디스프로슘은 1950년대에 들어서야 분리, 정제가 가능할 정도로 희토류의 분리, 정제/제련은 쉽지 않음. 디스프로슘은 거의 100% 중국에서만 생산되고 있음.
희토류를 분리, 정제하는 과정이 매우 복잡하며 미국 “방위고등연구계획국”에 따르면 희토류를 분리하는 공정이 최소 100단계는 필요하다고 함.
또한 이 과정에서 방사능(토륨)과 같은 여러 오염물질들이 발생함. 희토류 1톤을 생산하는데 총 2,000톤의 독성 폐기물이 발생.
● 중국 외 국가/업체들의 희토류 생산과 중국의 대응
미국 마운틴패스 광산에서 네오디뮴이 생산되고 있고, MP머티리얼스가 정제/제련 시설을 건설하고 있음. (상업생산 전임)
마운틴패스 광산은 경희토류 광산으로 중희토류가 없음.
일본은 호주 라이너스 광산을 통해 희토류를 채굴, 정제/제련 하여 영구자석을 생산 중에 있음.
미국은 알라스카를 비롯하여 미국 내 여러 곳에서 중희토류 광산 개발을 진행 중에 있음.
그 외 미국 업체가 그린란드 등에서도 중희토류 광산 개발권을 획득하기도 하였음.
중국 외 국가/업체들이 희토류 생산을 시작하면서 중국이 희토류 통제권을 강화하는 것은 중국이 글로벌 희토류 통제권을 더욱 더 강화하려는 일환으로 이해할 수 있음.
2022년부터 희토류 가격이 크게 하락하고 있는 이유는 중국정부가 희토류 공급을 조절하면서 경쟁국가/업체들의 시장진입을 막으려는 의도도 있는 것으로 분석되고 있음.
2021년부터 중국정부는 희토류업체들을 국유화하고 통제하기 시작한 시기와 희토류 가격하락이 맞물려 있음.
네오디뮴 영구자석은 풍력발전기와 전기차에서 많이 사용 되기 때문에 신재생에너지 분야와 전기차 분야에서의 중국의 장악력을 강화하려는 움직임과도 함께함.
https://www.youtube.com/watch?v=AU2shZZBdxw
지난 6월 29일 중국 국무원이 발표한 “희토류 관리 조례”를 발표하여, 중국에서 나오는 희토류는 중국 국가소유임을 명문화 하였음.
표면적 이유는 희토류의 효율적 관리를 내세우고는 있지만, 결국 희토류에 대한 통제력을 강화시켜 무기화할 목적을 가지고 있는 것이 아니냐는 우려가 나오고 있음.
희토류는 경희토류와 중희토류 나뉘는데, 경희토류에서는 네오디뮴이, 중희토류에서는 디스프로슘이 매우 중요함.
네오디뮴을 통해 영구자석을 만드는데, 네오디뮴 영구자석은 고열에서 자성을 잃는 특성을 지니고 있어 이를 보완하기 위해 디스프로슘을 함께 사용해야 함.
원전의 제어봉에도 디스프로슘이 사용됨.
영구자석에서 디스프로슘이 차지하는 비중은 중량기준으로 10% 이하이지만, 원가비중으로는 60 – 70%를 차지하고 있어 영구자석의 핵심은 디스프로슘임.
중국 정부는 희토류에 대한 국가통제권을 계속 강화해 왔음.
2010년도에 중국 내 희토류 업체들이 100여개 정도 되었으나, 이를 2021년에 4개까지 축소하였음.
2023년 기준 중국정부로부터 할당량을 받은 업체는, 중국희토그룹, 북방희토, 샤먼텅스텐, 광동희토 4개 업체임. 이 중 중국희토그룹이 샤먼텅스텐과 광동희토의 지분을 보유하고 있어 사실상 2개업체가 중국 희토류 생산을 장악하고 있음.
중국 정부는 이들 기업들에 외국 투자를 받지 못하게 하고 있으며, 공정기술(희토류 분리/정제)을 엄격하게 통제하고 있음.
희토류 영구자석 밸류체인은, 채굴 → 농축 → 분리 → 정제/제련 → 영구자석 제조로 되어 있음.
채굴은 중국(60%), 미국, 미얀마, 호주 등에서 행해지고 있지만, 분리, 정제, 영구자석용 합금(산화물)제조의 90%를 중국이 장악하고 있음.
디스프로슘은 1950년대에 들어서야 분리, 정제가 가능할 정도로 희토류의 분리, 정제/제련은 쉽지 않음. 디스프로슘은 거의 100% 중국에서만 생산되고 있음.
희토류를 분리, 정제하는 과정이 매우 복잡하며 미국 “방위고등연구계획국”에 따르면 희토류를 분리하는 공정이 최소 100단계는 필요하다고 함.
또한 이 과정에서 방사능(토륨)과 같은 여러 오염물질들이 발생함. 희토류 1톤을 생산하는데 총 2,000톤의 독성 폐기물이 발생.
● 중국 외 국가/업체들의 희토류 생산과 중국의 대응
미국 마운틴패스 광산에서 네오디뮴이 생산되고 있고, MP머티리얼스가 정제/제련 시설을 건설하고 있음. (상업생산 전임)
마운틴패스 광산은 경희토류 광산으로 중희토류가 없음.
일본은 호주 라이너스 광산을 통해 희토류를 채굴, 정제/제련 하여 영구자석을 생산 중에 있음.
미국은 알라스카를 비롯하여 미국 내 여러 곳에서 중희토류 광산 개발을 진행 중에 있음.
그 외 미국 업체가 그린란드 등에서도 중희토류 광산 개발권을 획득하기도 하였음.
중국 외 국가/업체들이 희토류 생산을 시작하면서 중국이 희토류 통제권을 강화하는 것은 중국이 글로벌 희토류 통제권을 더욱 더 강화하려는 일환으로 이해할 수 있음.
2022년부터 희토류 가격이 크게 하락하고 있는 이유는 중국정부가 희토류 공급을 조절하면서 경쟁국가/업체들의 시장진입을 막으려는 의도도 있는 것으로 분석되고 있음.
2021년부터 중국정부는 희토류업체들을 국유화하고 통제하기 시작한 시기와 희토류 가격하락이 맞물려 있음.
네오디뮴 영구자석은 풍력발전기와 전기차에서 많이 사용 되기 때문에 신재생에너지 분야와 전기차 분야에서의 중국의 장악력을 강화하려는 움직임과도 함께함.
https://www.youtube.com/watch?v=AU2shZZBdxw
YouTube
중국이 희토류 미사일을 발사대에 올렸습니다 (언더스탠딩 김상훈 기자)
👉언더스탠딩 문의: to.understanding.official@gmail.com
👉글로 읽는 "언더스탠딩 텍스트".
https://contents.premium.naver.com/backbriefing/news
👉언더스탠딩 멤버십 가입
https://www.youtube.com/channel/UCIUni4ScRp4mqPXsxy62L5w/join
👉글로 읽는 "언더스탠딩 텍스트".
https://contents.premium.naver.com/backbriefing/news
👉언더스탠딩 멤버십 가입
https://www.youtube.com/channel/UCIUni4ScRp4mqPXsxy62L5w/join
※ EV3 주행거리 (mediaAUTO & 김한용의 MOCAR)
여러 시승기에서 기아의 대중 전기차인 EV3에대한 호평이 쏟아지고 있습니다.
디자인과 같은 외적인 모습 외에도, 스마트회생제동, 공조시스템과 낮은 전력소모량, 전기차 특유의 넓은 공간 등 전기차에서만 나올 수 있는 여러 기능들이 기존 전기차보다 진일보한 모습을 보여주면서 전기차가 나가야 할 방향성을 제시해주고 있다는 평가를 받고 있습니다.
특히 전기차는 기존 내연기관과는 다르게 하나의 전자기기와 같은 모습을 보여주면서 세대가 거듭될 수록 매우 빠른속도로 진화해가고 있음을 EV3를 통해 경험할 수 있어 다음 전기차의 혁신이 어떠할지에 대한 궁금증을 자아내게 만들기 충분합니다.
과거 스마트폰이 세대를 거듭할수록 놀랄만한 하드웨어/소프트웨어의 발전을 빠르게 이룬 것과 같이 앞으로 전기차도 계속해서 진화를 거듭할 것입니다.
이번 EV3 시승기에서 특히 눈길을 끄는 것은, EV3의 전비였습니다.
시승회에 참여한 여러 단체에서 전비를 측정하였는데 kwh당 6대후반에서 많게는 7.8km까지 나오는 모습을 보여주었습니다.
Kwh당 7.8km의 전비는 EV3의 배터리 용량이 81.4kwh(롱레인지 기준)임을 감안할 때 이론상 635km의 주행거리가 가능하다는 것으로 이는 전기차의 최대 문제점으로 지적되었던 짧은 주행거리가 더 이상 큰 문제가 되지 않을 수 있음을 보여주었습니다.
특히 EV3는 고급전기차가 아닌 대중전기차임을 감안할 때 550 - 600km의 실주행거리는 매우 고무적이라 할 수 있습니다.
이번 EV3는 전기차가 대중차로 갈 수 있는 가능성을 보여주었다는 점에서 매우 의미 있는 차량이며 앞으로 나올 전기차들에 대한 기대를 높이는 계기가 될 것으로 보여집니다.
https://www.youtube.com/watch?v=jBXXWGlPPbQ
https://www.youtube.com/watch?v=cTS8UWSzPZc
여러 시승기에서 기아의 대중 전기차인 EV3에대한 호평이 쏟아지고 있습니다.
디자인과 같은 외적인 모습 외에도, 스마트회생제동, 공조시스템과 낮은 전력소모량, 전기차 특유의 넓은 공간 등 전기차에서만 나올 수 있는 여러 기능들이 기존 전기차보다 진일보한 모습을 보여주면서 전기차가 나가야 할 방향성을 제시해주고 있다는 평가를 받고 있습니다.
특히 전기차는 기존 내연기관과는 다르게 하나의 전자기기와 같은 모습을 보여주면서 세대가 거듭될 수록 매우 빠른속도로 진화해가고 있음을 EV3를 통해 경험할 수 있어 다음 전기차의 혁신이 어떠할지에 대한 궁금증을 자아내게 만들기 충분합니다.
과거 스마트폰이 세대를 거듭할수록 놀랄만한 하드웨어/소프트웨어의 발전을 빠르게 이룬 것과 같이 앞으로 전기차도 계속해서 진화를 거듭할 것입니다.
이번 EV3 시승기에서 특히 눈길을 끄는 것은, EV3의 전비였습니다.
시승회에 참여한 여러 단체에서 전비를 측정하였는데 kwh당 6대후반에서 많게는 7.8km까지 나오는 모습을 보여주었습니다.
Kwh당 7.8km의 전비는 EV3의 배터리 용량이 81.4kwh(롱레인지 기준)임을 감안할 때 이론상 635km의 주행거리가 가능하다는 것으로 이는 전기차의 최대 문제점으로 지적되었던 짧은 주행거리가 더 이상 큰 문제가 되지 않을 수 있음을 보여주었습니다.
특히 EV3는 고급전기차가 아닌 대중전기차임을 감안할 때 550 - 600km의 실주행거리는 매우 고무적이라 할 수 있습니다.
이번 EV3는 전기차가 대중차로 갈 수 있는 가능성을 보여주었다는 점에서 매우 의미 있는 차량이며 앞으로 나올 전기차들에 대한 기대를 높이는 계기가 될 것으로 보여집니다.
https://www.youtube.com/watch?v=jBXXWGlPPbQ
https://www.youtube.com/watch?v=cTS8UWSzPZc
※ 2024년 6월 중국 전기차 생산량 & 판매량
2024년 6월 중국 자동차 생산과 판매는 각각 2,507,000대와 2,552,000대로 전년동월대비 2.1%, 2.7% 감소하였으며, 전월대비로는 5.7%와 5.6%증가하였음.
이 중 6월 전기차 생산과 판매량은 각각 1,003,000대와 1,049,000대로 전년동월대비 28.1%, 30.1% 증가하였으며, 전월대비로는 6.7%, 9.84% 증가하였음.
6월 중국의 전기차 침투율은 41.1%였음.
2024년 중국의 자동차 산업은 중국정부의 소비 촉진 정책에 힘입어 2023안정적인 모습을 보여주고 있으며, 특히 전기차 시장의 성장세가 양호한 모습을 보여주고 있음.
자료인용 : Minsheng Securities 발간 “6월 중국 전기차시장 동향” (2024. 07. 26)
2024년 6월 중국 자동차 생산과 판매는 각각 2,507,000대와 2,552,000대로 전년동월대비 2.1%, 2.7% 감소하였으며, 전월대비로는 5.7%와 5.6%증가하였음.
이 중 6월 전기차 생산과 판매량은 각각 1,003,000대와 1,049,000대로 전년동월대비 28.1%, 30.1% 증가하였으며, 전월대비로는 6.7%, 9.84% 증가하였음.
6월 중국의 전기차 침투율은 41.1%였음.
2024년 중국의 자동차 산업은 중국정부의 소비 촉진 정책에 힘입어 2023안정적인 모습을 보여주고 있으며, 특히 전기차 시장의 성장세가 양호한 모습을 보여주고 있음.
자료인용 : Minsheng Securities 발간 “6월 중국 전기차시장 동향” (2024. 07. 26)
※ 2024년 6월 중국 배터리 탑재량 및 업체별 점유율
2024년 6월 배터리 탑재량은 42.10Gwh였음. 이 중 상위 15개 업체의 누적 점유율은 99.53%였으며, CATL과 BYD 두 업체의 시장점유율이 70.38%였음.
시장 점유율 순위를 보면, CATL이 45.06%로 1위였으며, BYD가 25.32%로 2위를 차지하였음.
3위는 CALB가 7.32%, 4위는 EVE 3.99%, 5위는 Guoxuan(Gotion Hitech) 3.46% 순이었음.
중국 배터리 시장은 CATL과 BYD와 같은 상위업체로의 집중이 점점 심해지고 있음.
자료인용 : Minsheng Securities 발간 “6월 중국 전기차시장 동향” (2024. 07. 26)
2024년 6월 배터리 탑재량은 42.10Gwh였음. 이 중 상위 15개 업체의 누적 점유율은 99.53%였으며, CATL과 BYD 두 업체의 시장점유율이 70.38%였음.
시장 점유율 순위를 보면, CATL이 45.06%로 1위였으며, BYD가 25.32%로 2위를 차지하였음.
3위는 CALB가 7.32%, 4위는 EVE 3.99%, 5위는 Guoxuan(Gotion Hitech) 3.46% 순이었음.
중국 배터리 시장은 CATL과 BYD와 같은 상위업체로의 집중이 점점 심해지고 있음.
자료인용 : Minsheng Securities 발간 “6월 중국 전기차시장 동향” (2024. 07. 26)
※ 리튬배터리 용량 및 성능 저하의 원인
리튬이온배터리의 용량 및 성능 저하는 일반적으로 다양한 부반응 과정이 함께 작용한 결과로 여러 물리적 화학적 매커니즘과 관련되어 있음.
리튬이온배터리의 용량 및 성능저하의 주요 원인은,
1. 음극에서 리튬이온이 분리될 때 리튬이온의 활성화로 인해 이온의 손실이 발생하게 됨.
리튬석출(결정화, 덴드라이트)은 리튬이온이 전극 표면에 리튬이온을 증착하는 과정에서 발생하며 리튬석출은 음극에서 리튬이온 저장량의 손실을 초래해 배터리 용량을 감소 시킴.
흑연 음극에 리튬이온이 삽입되는 속도가 너무 느리거나 너무 빠르면 리튬이온의 분리현상으로 인한 이온손실이 발생할 수 있음.
2. SEI 막의 성장은 활성 리튬이온 손실을 초래함.
SEI 막은 음극 표면에 형성된 패시베이션 막으로 이온전도성을 가지며 전자의 통과를 방지하고 전해질이 음극에 침투하는 것을 방지하는 역할을 함.
리튬배터리는 첫번째 충전(first formation)에서 전극과 전해액이 접촉하면서 전해액의 분해반응이 나타나면서 음극 표면에 SEI막이 형성됨.
이후 충방전 사이클 과정에서 SEI막의 분해와 재생이 반복적으로 발생함.
SEI막의 생성은 전해액 내 활성 리튬이온을 소비하기 때문에 SEI 막의 두께가 두꺼워지면 배터리 전극 반응의 활성화를 감소시켜 배터리 용량을 감소시킴.
SEI 막의 성장(증가)은 배터리 노화의 주요 원인 중 하나임.
3. 집전체의 부식은 배터리의 내부 저항을 증가시킴.
과방전은 구리 집전체가 음극활 물질 표면을 손상시켜 음극에서의 리튬이온의 삽입과 탈리를 방해하고, SEI막을 두껍게 만들어 배터리의 내부 저항을 증가시킴.
4. 전극활물질의 손실은 배터리 용량 감소를 초래함.
리튬이온배터리가 장시간 사용되는 과정에서 리튬이온이 양극과 음극에서 반복적으로 탈리 및 삽입을 하게 되는데, 이는 양극과 음극이 반복적으로 수축과 팽창을 하게 만듦.
이는 전극에 스트레스를 주어 전극활물질의 격자구조를 붕괴 또는 변형시켜 배터리의 용량을 감소시킴.
5. 전해액의 분해는 배터리 내부 저항을 증가시킴.
전해액은 충방전 사이클이 반복되고 시간이 지남에 따라 산화 및 분해 반응을 일으켜 리튬이온의 전달 능력을 약화시키고 배터리의 내부 저항을 증가 시킴.
6. 분리막의 열화는 단락 또는 배터리 용량 저하를 초래함.
분리막은 충방전 과정에서 다이어프램이 열화 됨. 다이어프램의 열화는 주로 리튬이온의 통로인 기공을 막히게 하여 출력의 감소 및 임피던스의 증가를 야기시킴.
분리막 열화의 원인은 전해액의 분해로 인해 생긴 부산물이나 활물질이 분리막의 기공을 막거나, 음극의 덴트라이트가 분리막을 손상키는 과정에서 발생함.
또한 고온 및 장시간의 사이클로 인해 분리막이 구조적으로 열화 되기도 함.
자료인용 : Minmetal Securities 발간 “ESS 산업의 관건은 무엇인가?” (2024. 07. 24)
리튬이온배터리의 용량 및 성능 저하는 일반적으로 다양한 부반응 과정이 함께 작용한 결과로 여러 물리적 화학적 매커니즘과 관련되어 있음.
리튬이온배터리의 용량 및 성능저하의 주요 원인은,
1. 음극에서 리튬이온이 분리될 때 리튬이온의 활성화로 인해 이온의 손실이 발생하게 됨.
리튬석출(결정화, 덴드라이트)은 리튬이온이 전극 표면에 리튬이온을 증착하는 과정에서 발생하며 리튬석출은 음극에서 리튬이온 저장량의 손실을 초래해 배터리 용량을 감소 시킴.
흑연 음극에 리튬이온이 삽입되는 속도가 너무 느리거나 너무 빠르면 리튬이온의 분리현상으로 인한 이온손실이 발생할 수 있음.
2. SEI 막의 성장은 활성 리튬이온 손실을 초래함.
SEI 막은 음극 표면에 형성된 패시베이션 막으로 이온전도성을 가지며 전자의 통과를 방지하고 전해질이 음극에 침투하는 것을 방지하는 역할을 함.
리튬배터리는 첫번째 충전(first formation)에서 전극과 전해액이 접촉하면서 전해액의 분해반응이 나타나면서 음극 표면에 SEI막이 형성됨.
이후 충방전 사이클 과정에서 SEI막의 분해와 재생이 반복적으로 발생함.
SEI막의 생성은 전해액 내 활성 리튬이온을 소비하기 때문에 SEI 막의 두께가 두꺼워지면 배터리 전극 반응의 활성화를 감소시켜 배터리 용량을 감소시킴.
SEI 막의 성장(증가)은 배터리 노화의 주요 원인 중 하나임.
3. 집전체의 부식은 배터리의 내부 저항을 증가시킴.
과방전은 구리 집전체가 음극활 물질 표면을 손상시켜 음극에서의 리튬이온의 삽입과 탈리를 방해하고, SEI막을 두껍게 만들어 배터리의 내부 저항을 증가시킴.
4. 전극활물질의 손실은 배터리 용량 감소를 초래함.
리튬이온배터리가 장시간 사용되는 과정에서 리튬이온이 양극과 음극에서 반복적으로 탈리 및 삽입을 하게 되는데, 이는 양극과 음극이 반복적으로 수축과 팽창을 하게 만듦.
이는 전극에 스트레스를 주어 전극활물질의 격자구조를 붕괴 또는 변형시켜 배터리의 용량을 감소시킴.
5. 전해액의 분해는 배터리 내부 저항을 증가시킴.
전해액은 충방전 사이클이 반복되고 시간이 지남에 따라 산화 및 분해 반응을 일으켜 리튬이온의 전달 능력을 약화시키고 배터리의 내부 저항을 증가 시킴.
6. 분리막의 열화는 단락 또는 배터리 용량 저하를 초래함.
분리막은 충방전 과정에서 다이어프램이 열화 됨. 다이어프램의 열화는 주로 리튬이온의 통로인 기공을 막히게 하여 출력의 감소 및 임피던스의 증가를 야기시킴.
분리막 열화의 원인은 전해액의 분해로 인해 생긴 부산물이나 활물질이 분리막의 기공을 막거나, 음극의 덴트라이트가 분리막을 손상키는 과정에서 발생함.
또한 고온 및 장시간의 사이클로 인해 분리막이 구조적으로 열화 되기도 함.
자료인용 : Minmetal Securities 발간 “ESS 산업의 관건은 무엇인가?” (2024. 07. 24)
※ 미국 캘리포니아 태양광 발전 순부하의 급격한 하락 (Duck Curve가 Canyon Curve로 변화)
최근 미국에서 AI 데이터센터로 인해 ESS가 크게 주목을 받고 있지만, 전체 전력시스템 측면에서 ESS는 필수불가결한 요소입니다.
캘리포니아의 시간별 순부하량을 나타내는 그래프는 2024년 3월 마이너스를 기록하는 모습을 보여주었으며, 이제 그래프곡선을 Duck Curve가 아닌 Canyon Curve라고 이를 지칭하게 되었습니다.
미국에서 신재생에너지의 발전단가가 빠르게 하락하였고, 특히 태양광 발전 설치 증가가 크게 늘어나면서 낮시간대 순부하가 마이너스를 기록하면서 더 이상 ESS는 전력시스템의 보조가 아닌 필수가 되고 있습니다.
순부하가 마이너스가 되면 기존 전력원(화력, 가스, 원전, 수력 등)은 가동을 중단하여야 하는데 현실적으로 기저전력원인 화력과 원전, 수력은 가동을 중단할 수가 없습니다.
이럴 경우 초과된 신재생 발전을 즉각적으로 전력계통으로부터 차단해야 하는데, 이는 현실적으로 쉽지 않습니다.
때문에 전체 전력시스템의 밸런스를 맞춰 줄 수 있는 ESS의 필요성은 이제는 선택이 아닌 필수가 되어가고 있는 상황입니다.
앞으로 태양광을 비롯한 신재생에너지 발전은 더욱 증가하게 될 것이고, 이에 따라 ESS의 필요량 또한 크게 증가할 수 밖에 없는 구조로 전력시스템이 변화하고 있습니다.
AI데이터 센터보다 근본적으로 변화하는 전력시스템의 구조가 ESS 수요의 핵심입니다.
-----
신재생에너지 발전(특히 태양광)의 간헐성으로 인해 전력 시스템은 전력의 수요와 공급 밸런스를 맞추기 위해 기존 전원의 출력을 신재생에너지의 출력에 맞춰 실시간으로 조정해야 하며, 이를 순부하(순부하 = 총부하 – 신재생에너지 출력)라고 함.
태양광 발전의 증가에 따라 낮 시간대 미국 캘리포니아 전력시스템의 순부하는 해마다 감소하였고, 이러한 순부하 곡선이 오리를 닮아 덕커브(Duck Curve)라고 지칭하였음.
2024년 3월 캘리포니아 지역의 정오 순부하가 마이너스를 나타내기도 함에 따라 이를 Canyon Curve라고 지칭되고 있으며 이제는 낮 시간대의 전력 시스템 운영에 중대한 도전을 가져오게 되었음.
순부하가 0보다 낮으면, 태양광 및 풍력 전력만으로도 모든 전력 수요를 충족할 수 있음을 의미하며 이를 ESS를 통해 저장하지 않는다면 잉여 태양광전력을 폐기해야 하고, 더 나아가 기존 전력시스템에 큰 무리를 줄 수 있음.
현재 캘리포니아의 에너지 소비는 천력망 차단과 같은 공간적 차원의 제한 뿐 아니라 에너지저장(ESS)의 부족과 같은 시간적 차원의 제한에 직면하고 있음.
자료인용 : Minmetal Securities 발간 “ESS 산업의 관건은 무엇인가?” (2024. 07. 24)
최근 미국에서 AI 데이터센터로 인해 ESS가 크게 주목을 받고 있지만, 전체 전력시스템 측면에서 ESS는 필수불가결한 요소입니다.
캘리포니아의 시간별 순부하량을 나타내는 그래프는 2024년 3월 마이너스를 기록하는 모습을 보여주었으며, 이제 그래프곡선을 Duck Curve가 아닌 Canyon Curve라고 이를 지칭하게 되었습니다.
미국에서 신재생에너지의 발전단가가 빠르게 하락하였고, 특히 태양광 발전 설치 증가가 크게 늘어나면서 낮시간대 순부하가 마이너스를 기록하면서 더 이상 ESS는 전력시스템의 보조가 아닌 필수가 되고 있습니다.
순부하가 마이너스가 되면 기존 전력원(화력, 가스, 원전, 수력 등)은 가동을 중단하여야 하는데 현실적으로 기저전력원인 화력과 원전, 수력은 가동을 중단할 수가 없습니다.
이럴 경우 초과된 신재생 발전을 즉각적으로 전력계통으로부터 차단해야 하는데, 이는 현실적으로 쉽지 않습니다.
때문에 전체 전력시스템의 밸런스를 맞춰 줄 수 있는 ESS의 필요성은 이제는 선택이 아닌 필수가 되어가고 있는 상황입니다.
앞으로 태양광을 비롯한 신재생에너지 발전은 더욱 증가하게 될 것이고, 이에 따라 ESS의 필요량 또한 크게 증가할 수 밖에 없는 구조로 전력시스템이 변화하고 있습니다.
AI데이터 센터보다 근본적으로 변화하는 전력시스템의 구조가 ESS 수요의 핵심입니다.
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신재생에너지 발전(특히 태양광)의 간헐성으로 인해 전력 시스템은 전력의 수요와 공급 밸런스를 맞추기 위해 기존 전원의 출력을 신재생에너지의 출력에 맞춰 실시간으로 조정해야 하며, 이를 순부하(순부하 = 총부하 – 신재생에너지 출력)라고 함.
태양광 발전의 증가에 따라 낮 시간대 미국 캘리포니아 전력시스템의 순부하는 해마다 감소하였고, 이러한 순부하 곡선이 오리를 닮아 덕커브(Duck Curve)라고 지칭하였음.
2024년 3월 캘리포니아 지역의 정오 순부하가 마이너스를 나타내기도 함에 따라 이를 Canyon Curve라고 지칭되고 있으며 이제는 낮 시간대의 전력 시스템 운영에 중대한 도전을 가져오게 되었음.
순부하가 0보다 낮으면, 태양광 및 풍력 전력만으로도 모든 전력 수요를 충족할 수 있음을 의미하며 이를 ESS를 통해 저장하지 않는다면 잉여 태양광전력을 폐기해야 하고, 더 나아가 기존 전력시스템에 큰 무리를 줄 수 있음.
현재 캘리포니아의 에너지 소비는 천력망 차단과 같은 공간적 차원의 제한 뿐 아니라 에너지저장(ESS)의 부족과 같은 시간적 차원의 제한에 직면하고 있음.
자료인용 : Minmetal Securities 발간 “ESS 산업의 관건은 무엇인가?” (2024. 07. 24)
※ ESS산업의 방향성 : 1. 신재생에너지와 전력소비에 대한 문제
2024년 버크셔 해서웨이 주총에서 워렌 버핏은 “아직 태양광이 주요 전력원이 되지 못한 이유는 에너지 저장 문제가 해결되지 않았기 때문”이라고 말하였음.
신재생에너지로의 전환에 있어 가장 큰 걸림돌은 실제로 에너지 저장문제 이기 때문에, 에너지 저장에 대한 해결책이 나온다면 신재생에너지로의 빠른 에너지 전환이 가능함.
2015년 파리기후변화협약 이후, 각 국가들의 탄소배출감소 정책과 더불어 신재생에너지의 LCOE의 감소로 인해 전세계의 에너지 전환 속도가 가속화되었음.
2023년 중국, 미국, EU의 태양광 및 풍력 발전 비율은 각각 15.6%, 15.6%, 26.5%였으며 이들 국가들은 신재생에너지 발전 비율의 증가와 함께 여러 전력소비에 대한 문제가 발생하고 있음.
현재 중국에서 발생하고 있는 상황을 예로 들어, 신재생에너지와 전력소비에 대한 문제가 크게 3가지 측면에서 심각하게 나타나고 있는데,
1) 태양광 및 풍력 발전의 증가속도가 예상보다 빠르며,
2) 태양광 및 풍력 이용률이 전력소비의 레드라인인 95%까지 하락하였으며,
3) 일부 성의 태양광 현물 전기가격이 2024년에 6센트까지 하락하였음.
미국 캘리포니아에서도 순부하곡선이 덕커브에서 캐니언커브(Canyon Curve)로 변화되면서 시간 단위에서의 신재생에너지 수용이 한계에 직면하고 있음. (낮시간대의 순부하가 0Mw이하로 하락하기도 함)
유럽의 경우 신재생에너지의 높은 침투율로 인해 2023년부터 전력시장에서 마이너스 전기요금이 급증하고 있음.
ESS의 대규모 증설은 신재생에너지의 발전을 확대시키는 열쇠임.
전력시스템에서 ESS에 대한 수요가 더욱 시급해지고 있는 상황임.
2023년 기준 글로벌 누적 ESS는 289.2Gw이고, 신규설치량은 2019년 7.6Gw에서 2023년 91.3Gw로 빠르게 성장하였지만, 전체 전력시스템에서 ESS가 차지하는 규모는 매우 적은 상황임.
에너지 소비문제를 해결하기 위해서 ESS를 더욱 빠르게 증가시켜야 함.
자료인용 : Minmetal Securities 발간 “ESS 산업의 관건은 무엇인가?” (2024. 07. 24)
2024년 버크셔 해서웨이 주총에서 워렌 버핏은 “아직 태양광이 주요 전력원이 되지 못한 이유는 에너지 저장 문제가 해결되지 않았기 때문”이라고 말하였음.
신재생에너지로의 전환에 있어 가장 큰 걸림돌은 실제로 에너지 저장문제 이기 때문에, 에너지 저장에 대한 해결책이 나온다면 신재생에너지로의 빠른 에너지 전환이 가능함.
2015년 파리기후변화협약 이후, 각 국가들의 탄소배출감소 정책과 더불어 신재생에너지의 LCOE의 감소로 인해 전세계의 에너지 전환 속도가 가속화되었음.
2023년 중국, 미국, EU의 태양광 및 풍력 발전 비율은 각각 15.6%, 15.6%, 26.5%였으며 이들 국가들은 신재생에너지 발전 비율의 증가와 함께 여러 전력소비에 대한 문제가 발생하고 있음.
현재 중국에서 발생하고 있는 상황을 예로 들어, 신재생에너지와 전력소비에 대한 문제가 크게 3가지 측면에서 심각하게 나타나고 있는데,
1) 태양광 및 풍력 발전의 증가속도가 예상보다 빠르며,
2) 태양광 및 풍력 이용률이 전력소비의 레드라인인 95%까지 하락하였으며,
3) 일부 성의 태양광 현물 전기가격이 2024년에 6센트까지 하락하였음.
미국 캘리포니아에서도 순부하곡선이 덕커브에서 캐니언커브(Canyon Curve)로 변화되면서 시간 단위에서의 신재생에너지 수용이 한계에 직면하고 있음. (낮시간대의 순부하가 0Mw이하로 하락하기도 함)
유럽의 경우 신재생에너지의 높은 침투율로 인해 2023년부터 전력시장에서 마이너스 전기요금이 급증하고 있음.
ESS의 대규모 증설은 신재생에너지의 발전을 확대시키는 열쇠임.
전력시스템에서 ESS에 대한 수요가 더욱 시급해지고 있는 상황임.
2023년 기준 글로벌 누적 ESS는 289.2Gw이고, 신규설치량은 2019년 7.6Gw에서 2023년 91.3Gw로 빠르게 성장하였지만, 전체 전력시스템에서 ESS가 차지하는 규모는 매우 적은 상황임.
에너지 소비문제를 해결하기 위해서 ESS를 더욱 빠르게 증가시켜야 함.
자료인용 : Minmetal Securities 발간 “ESS 산업의 관건은 무엇인가?” (2024. 07. 24)
※ ESS의 방향성 : 2. ESS의 균등화저장비용(LCOS)
균등화저장비용(LCOS, Levelized Cost of Storage)은 ESS에서 생산된 전력단위(kWh) 당 평균 실질 발전비용으로 총생산비용의 현재 가치를 총발전량의 현재가치로 나누어 계산
LCOS는 ESS의 전체 수명 주기에 걸친 종합비용으로 ESS의 경제성을 판단하는 핵심지표임.
ESS의 LCOS 모델 분석에 있어 리튬가격 외에도 연간 충방전횟수와 배터리의 수명이 중요한 변수임.
1. 배터리 경제성 (전력 현물시장)
이론적으로 전력생산비용과 전력현물시장의 가격차이는 ESS 경제성의 가장 중요한 원천임.
현물시장에서의 직접적인 판매 외에, 임대사업, 보조 서비스 수입, 용량보상, 보조금 등이 ESS의 또 다른 수입원이 되어주고 있음.
2. 배터리 수명
지난 2년간의 조사에 따르면, 중국에서 ESS의 실제 작동 수명은 8년 미만으로 조사되 배터리의 원래 설계수명보다 훨씬 낮았음.
배터리 수명을 향상시키려면 배터리의 소재 혁신과 시스템의 통합 관리 최적화가 필요함.
CATL과 Nio와 같은 기업들은 2024년 장수명 배터리 제품을 출시하는 등 배터리 수명 개선에 대해 더욱 더 큰 관심을 기울이고 있음.
자료인용 : Minmetal Securities 발간 “ESS 산업의 관건은 무엇인가?” (2024. 07. 24)
균등화저장비용(LCOS, Levelized Cost of Storage)은 ESS에서 생산된 전력단위(kWh) 당 평균 실질 발전비용으로 총생산비용의 현재 가치를 총발전량의 현재가치로 나누어 계산
LCOS는 ESS의 전체 수명 주기에 걸친 종합비용으로 ESS의 경제성을 판단하는 핵심지표임.
ESS의 LCOS 모델 분석에 있어 리튬가격 외에도 연간 충방전횟수와 배터리의 수명이 중요한 변수임.
1. 배터리 경제성 (전력 현물시장)
이론적으로 전력생산비용과 전력현물시장의 가격차이는 ESS 경제성의 가장 중요한 원천임.
현물시장에서의 직접적인 판매 외에, 임대사업, 보조 서비스 수입, 용량보상, 보조금 등이 ESS의 또 다른 수입원이 되어주고 있음.
2. 배터리 수명
지난 2년간의 조사에 따르면, 중국에서 ESS의 실제 작동 수명은 8년 미만으로 조사되 배터리의 원래 설계수명보다 훨씬 낮았음.
배터리 수명을 향상시키려면 배터리의 소재 혁신과 시스템의 통합 관리 최적화가 필요함.
CATL과 Nio와 같은 기업들은 2024년 장수명 배터리 제품을 출시하는 등 배터리 수명 개선에 대해 더욱 더 큰 관심을 기울이고 있음.
자료인용 : Minmetal Securities 발간 “ESS 산업의 관건은 무엇인가?” (2024. 07. 24)
※ ESS의 방향성 : 3. 신재생에너지의 LCOE
신재생에너지의 LCOE(Levelized Cost of Electricity)는 기술발전과 생산량 증가 및 비용 감소로 인해 매년 감소하였음.
2009년 글로벌 태양광 전력비용은 2.77위안/Kwh에서 2023년 0.32위안/kwh로 88.5%감소하였고, 글로벌 육상풍력 전력비용은 0.87위안/kwh에서 2023년 0.29위안/kwh로 66.5% 감소하였음.
해상풍력 전력비용도 1.49위안/kwh에서 0.55위안/kwh로 63.4%감소하였음.
신재생에너지의 전력비용은 석탄 및 가스발전보다 낮아졌으며, 이는 최근 수년간 에너지 산업이 기존 화석에너지에서 신재생에너지로 빠르게 대체되었던 원동력이기도 하였음.
2015년 글로벌 신재생에너지(태양광+풍력)의 신규 설치량 규모는 115.2GW에서 2023년 461.8GW로 대폭 증가하였음.
자료인용 : Minmetal Securities 발간 “ESS 산업의 관건은 무엇인가?” (2024. 07. 24)
신재생에너지의 LCOE(Levelized Cost of Electricity)는 기술발전과 생산량 증가 및 비용 감소로 인해 매년 감소하였음.
2009년 글로벌 태양광 전력비용은 2.77위안/Kwh에서 2023년 0.32위안/kwh로 88.5%감소하였고, 글로벌 육상풍력 전력비용은 0.87위안/kwh에서 2023년 0.29위안/kwh로 66.5% 감소하였음.
해상풍력 전력비용도 1.49위안/kwh에서 0.55위안/kwh로 63.4%감소하였음.
신재생에너지의 전력비용은 석탄 및 가스발전보다 낮아졌으며, 이는 최근 수년간 에너지 산업이 기존 화석에너지에서 신재생에너지로 빠르게 대체되었던 원동력이기도 하였음.
2015년 글로벌 신재생에너지(태양광+풍력)의 신규 설치량 규모는 115.2GW에서 2023년 461.8GW로 대폭 증가하였음.
자료인용 : Minmetal Securities 발간 “ESS 산업의 관건은 무엇인가?” (2024. 07. 24)
※ ESS의 방향성 : 4. 미국, 유럽(EU), 중국의 에너지전환
미국, 유럽, 중국은 글로벌 에너지 전환의 주요 축임.
미국, 유럽, 중국의 2023년 기준 발전량은 각각 4.3조 kwh, 2.7조 kwh, 9.5조 kwh로, 글로벌 총 발전량의 14.5%, 9.2%, 32.1%를 차지하고 있음. 이들 세 지역의 발전량은 글로벌 발전량의 55.8%를 차지하고 있음.
미국의 주요 전력원은 천연가스, 석탄, 원자력 발전이며, 2023년 기준 미국의 신재생에너지(태양광+풍력)발전 설비비율은 23.5%, 발전비율은 15.6%임.
유럽의 주요 전력원은 천연가스, 석탄, 원자력 및 수력 발전이며, 2023년 기준 유럽(EU기준)의 신재생에너지(태양광+풍력)발전 설비비율은 44.1%, 발전비율은 26.5%임.
중국의 주요 전력원은 석탄, 원자력 및 수력 발전이며, 2023년 기준 중국의 신재생에너지(태양광+풍력)발전 설비비율은 36.0%, 발전비율은 15.6%임.
자료인용 : Minmetal Securities 발간 “ESS 산업의 관건은 무엇인가?” (2024. 07. 24)
미국, 유럽, 중국은 글로벌 에너지 전환의 주요 축임.
미국, 유럽, 중국의 2023년 기준 발전량은 각각 4.3조 kwh, 2.7조 kwh, 9.5조 kwh로, 글로벌 총 발전량의 14.5%, 9.2%, 32.1%를 차지하고 있음. 이들 세 지역의 발전량은 글로벌 발전량의 55.8%를 차지하고 있음.
미국의 주요 전력원은 천연가스, 석탄, 원자력 발전이며, 2023년 기준 미국의 신재생에너지(태양광+풍력)발전 설비비율은 23.5%, 발전비율은 15.6%임.
유럽의 주요 전력원은 천연가스, 석탄, 원자력 및 수력 발전이며, 2023년 기준 유럽(EU기준)의 신재생에너지(태양광+풍력)발전 설비비율은 44.1%, 발전비율은 26.5%임.
중국의 주요 전력원은 석탄, 원자력 및 수력 발전이며, 2023년 기준 중국의 신재생에너지(태양광+풍력)발전 설비비율은 36.0%, 발전비율은 15.6%임.
자료인용 : Minmetal Securities 발간 “ESS 산업의 관건은 무엇인가?” (2024. 07. 24)
※ ESS의 방향성 : 5. 에너지 전환의 관건은 ESS에 있음.
전력시스템에 있어 ESS에 대한 필요가 갈수록 시급해지고 있음.
글로벌 에너지 전환으로 인한 신재생에너지 발전비율이 지속적으로 증가함에 따라 미국, 유럽, 중국을 중심으로 신재생에너지 소비에 대한 문제가 급부상하고 있음.
태양광발전은 햇빛이 비치는 시기에만 발전할 수 있고, 출력피크가 주로 정오에 이뤄지기 때문에 이때 낮은 발전단가의 태양광으로 석탄과 같은 기존 발전원으로부터의 전기를 대체하는 것이 효율적임.
하지만 야간에는 기존 발전원으로 전기생산이 대체되어야 하며, 태양광에서 기존 발전원으로 전기생산이 대체되는 시기에 ESS를 통한 조정이 필요함.
또한 ESS가 야간에 기존 발전원을 좀 더 많이 대체하기 위해서는 방전시간을 좀 더 늘릴 필요가 있음.
CNESA 데이터에 따르면, 2023년 글로벌 누적 ESS 설비의 설치량은 289.2GW이며, 이 중 양수발전이 193.8GW, 용융염 열 저장이 4.0GW, BESS가 91.3GW임.
양수발전은 BESS 이전의 가장 보편적인 ESS였으나, 지리적 문제와 5년이 넘는 건설기간으로 인해 더 이상의 설치량 증가세가 뚜렷하지 않음.
최근 BESS가 새로운 ESS의 주요 설비로 자리잡고 있는데, 2018년 7.6GW에서 2023년 91.3GW로 5년 만에 10배 이상 설치량이 증가하였음.
신재생에너지의 설치증가와 비교하였을 때, ESS의 설치량은 현재 매우 부족한 상황인데 2023년 글로벌 ESS의 누적 설치량은 신재생에너지 누적설치량의 11.9%에 불과하여 향후 보다 빠른 ESS 설치량 증가가 필요함.
중국의 경우, 2060년 중국의 신재생에너지의 발전량 비중이 60%를 초과할 것으로 예측되는데, 이 때 중국에서만 필요한 ESS의 수요가 매년 수천 Gwh 수준에 도달할 것으로 예상되고 있음.
장기적 관점에서 규모의 제한이 없는 ESS의 설치야 말로 향후 발생될 신재생에너지의 효율적 소비에 대한 문제를 해결할 수 있는 답임.
자료인용 : Minmetal Securities 발간 “ESS 산업의 관건은 무엇인가?” (2024. 07. 24)
전력시스템에 있어 ESS에 대한 필요가 갈수록 시급해지고 있음.
글로벌 에너지 전환으로 인한 신재생에너지 발전비율이 지속적으로 증가함에 따라 미국, 유럽, 중국을 중심으로 신재생에너지 소비에 대한 문제가 급부상하고 있음.
태양광발전은 햇빛이 비치는 시기에만 발전할 수 있고, 출력피크가 주로 정오에 이뤄지기 때문에 이때 낮은 발전단가의 태양광으로 석탄과 같은 기존 발전원으로부터의 전기를 대체하는 것이 효율적임.
하지만 야간에는 기존 발전원으로 전기생산이 대체되어야 하며, 태양광에서 기존 발전원으로 전기생산이 대체되는 시기에 ESS를 통한 조정이 필요함.
또한 ESS가 야간에 기존 발전원을 좀 더 많이 대체하기 위해서는 방전시간을 좀 더 늘릴 필요가 있음.
CNESA 데이터에 따르면, 2023년 글로벌 누적 ESS 설비의 설치량은 289.2GW이며, 이 중 양수발전이 193.8GW, 용융염 열 저장이 4.0GW, BESS가 91.3GW임.
양수발전은 BESS 이전의 가장 보편적인 ESS였으나, 지리적 문제와 5년이 넘는 건설기간으로 인해 더 이상의 설치량 증가세가 뚜렷하지 않음.
최근 BESS가 새로운 ESS의 주요 설비로 자리잡고 있는데, 2018년 7.6GW에서 2023년 91.3GW로 5년 만에 10배 이상 설치량이 증가하였음.
신재생에너지의 설치증가와 비교하였을 때, ESS의 설치량은 현재 매우 부족한 상황인데 2023년 글로벌 ESS의 누적 설치량은 신재생에너지 누적설치량의 11.9%에 불과하여 향후 보다 빠른 ESS 설치량 증가가 필요함.
중국의 경우, 2060년 중국의 신재생에너지의 발전량 비중이 60%를 초과할 것으로 예측되는데, 이 때 중국에서만 필요한 ESS의 수요가 매년 수천 Gwh 수준에 도달할 것으로 예상되고 있음.
장기적 관점에서 규모의 제한이 없는 ESS의 설치야 말로 향후 발생될 신재생에너지의 효율적 소비에 대한 문제를 해결할 수 있는 답임.
자료인용 : Minmetal Securities 발간 “ESS 산업의 관건은 무엇인가?” (2024. 07. 24)