Nihil's view of data & information – Telegram
지구 온난화로 인한 탈탄소 정책과 전력수요의 급증(전기차의 확대, 전통 열에너지의 전기에너지 변환 등)으로 인하여 글로벌적으로 전력확보가 치열한 가운데, 태양광 및 풍력과 같은 신재생에너지의 설치가 크게 증가하고 있습니다.

신재생에너지의 급증은 그 간헐성으로 인하여 백업발전(가스발전, 석탄화력발전 등) 또는 ESS(수력발전, 양수발전 등은 백업 발전임과 동시에 ESS임)가 필수적인데, 최근 배터리를 이용한 ESS가 빠르게 성장하고 있습니다.

배티리를 이용한 ESS는 여러 종류의 배터리 중 LFP배터리와 좋은 궁합을 보여주는데, LFP배터리가 다른 타입의 배터리 대비, 수명, 낮은 생산비용, 낮은 열 폭주현상의 장점을 지니고 있으며, 단점인 낮은 에너지밀도와 큰 부피가 ESS용에서는 큰 문제가 되지 않기 때문입니다.

특히 유틸리티 시장은 LFP가 주류를 이룰 것으로 전망되며, 삼원계 배터리는 좀 더 고사양의 ESS를 원하는 가정용 시장으로 일부 침투할 수 있을 것으로 보여집니다.

최근 수력발전량 저하 및 전력수급의 문제로 중국에서 빠르게 태양광 설치가 늘어나고 있으며 이로 인해 ESS용 LFP배터리 시장도 빠르게 성장하고 있습니다.
그리고 중국의 태양광 및 ESS용 LFP 배터리 시장 확대는 글로벌 태양광/ESS 시장 확대로 연결되고 있는 상황입니다.

----------------------
ESS에 적합한 배터리는?

1. 수명(충방전 회수)이 길어야 함.
배터리는 충방전 사이클 수에 따라 수명이 달라지는데, 일반적으로 전기차용 배터리의 보증기간은 8년 또는 10만mile(16만 km)이지만, ESS용 배터리는 전기차 배터리보다 더 긴 수명을 요구함.

ESS용 배터리는 지속적으로 작동하고 지속적으로 충전 및 방전을 해야 하기 때문에 높은 사이클의 수명이 필요함. 일반적으로 배터리의 용량이 70 – 80%로 하락하면 배터리의 수명이 끝났다고 보고 있으며, 리튬 이온 배터리는 각 종류에 따라 500사이클에서 10,000사이클까지 수명이 천차만별임.

2. 높은 피크 전력
BESS는 전력망 수요가 가장 많은 시기에 에너지 수요를 충족시켜줘야 하기 때문에 전력 피크타임에 급증한 전력 수요에 대응할 수 있어야 함.

ESS는 전력 수요가 적은 시간에 에너지를 저장했다가, 전력 수요가 높은 시기에 필요한 만큼의 전력을 방출함으로써 전력비용을 크게 낮출 수 있어야 함.

3. 낮은 생산비용
ESS는 에너지 수요를 충족시키기 위해서 엄청난 양의 셀이 필요함.
예를 들어, ESS에서 시간당 사용되는 에너지 양은 MWh로 측정되는데, 이는 전기차 배터리가 Kwh로 측정되는 것 보다 1,000배가 더 큰 용량임.

ESS는 필요한 배터리 셀의 양이 너무 많기 때문에, 비싼 배터리 기술은 경제적이지 못함.

4. 열폭주 현상 최소화 (화재위험성)
리튬이온배터리는 발열 상태를 제어하지 못하면, 화재, 연기 및 가스, 파편 방출 등이 발생할 수 있음.

리튬이온 배터리는 종류에 따라 다른 온도에서 열 유출이 발생하는데, NCA, NCM 및 LCO는 낮은 온도에서 열폭주 현상이 발생할 위험이 높음.
현재 LFP배터리가 가장 안전함.

5. 무게와 크기는 중요하지 않음.
무게와 크기가 중요한 전기차용 배터리와는 달리, ESS는 작동 시 배터리의 무게와 부피는 크게 중요하지 않음.
ESS가 설치된 땅은 비교적 저렴하기 때문에 배터리의 크기는 비용에 거의 영향을 미치지 않음.
무게는 전기차처럼 배터리 성능에 영향을 주지 않기 때문에 중요하지 않음.


ESS와 LFP 배터리는 ‘신재생에너지’의 미래를 위해 필수적임.

맥킨지에 따르면 2050년까지 글로벌 전력 소비량은 3배 증가할 것으로 예상되는데, 우리가 사용하는 모든 것에 전력이 필요할 것이며, EV는 전력망에 더 많은 부담을 줄 것임.

원전, 수력, 석탄화력 발전소와 같은 전통적인 형태의 에너지는 앞으로 증가하는 전력 수요를 충적할 수 없으며, 많은 국가에서 규제와 건축 제한이 있을 것임. 또한 인프라를 구축하는데 10년 이상의 긴 시간이 걸림.

태양광 및 풍력과 같은 대체에너지원은 전통발전원 대비 빠르게 설비를 증가시킬 수 있으며, 대중적 지지 또한 우호적임.

대체에너지는 간헐성으로 인해 에너지를 저장할 수 있는 ESS가 필요함.
ESS는 전력 피크(첨두)를 평평하게 해줘 기존 전력발전소의 효율성을 높여줄 수 있으며, 전력을 보다 일관되게 운영하도록 하여 발전소의 수명을 연장시켜 줄 수 있음.

LFP배터리가 ESS로 최적화되어 있는데, LFP의 높은 수명주기, 낮은 생산비용, 낮은 열 폭주 위험은 ESS로 적합함.

https://www.energy-storage.news/comparing-six-types-of-lithium-ion-battery-and-their-potential-for-bess-applications/
LFP배터리(1Gwh 당 약 1,400톤 필요)에는 전해액이 3원계(1Gwh 당 약 800톤 필요) 대비 약 75%더 많이 사용되기 때문에, 전해액 및 그 밸류체인은 LFP배터리 시장 확대의 가장 큰 수혜주로 언급이 되어지고 있습니다.

최근 LFP배터리는 중국 EV용의 성장도 있지만 ESS 시장의 확대로 주목을 받고 있는데, ESS용 LFP배터리는 배터리 성능을 향상시키는 특수전해질염(LiFSI) 및 첨가제 보다 기존 LiPF6와 같은 전통 전해질염의 수혜 강도가 더욱 높습니다.

전기차용 배터리와 달리, ESS용 배터리는 에너지밀도나 출력 향상 보다, 안정성, 낮은 생산비용, 긴 수명에 더 많은 중점을 두고 있기 때문입니다.

예를 들어, LiFSI는 배터리의 이온전도도와 열관리의 목적으로 사용되어지는데, ESS용 배터리에서는 LiFSI의 이러한 장점이 중요하지 않기 때문입니다. 또한 LiFSI의 최대 단점 중 하나인 알루미늄박의 부식 문제는 긴 수명을 요구하는 ESS용 배터리에 치명적일 수밖에 없습니다.

첨가제도 이와 동일하여, VC와 같은 일반 첨가제 외에 고성능 배터리에서 사용되는 각종 첨가제들의 사용이 크지 않습니다.

ESS용 LFP배터리 시장이 향후 급속도로 커질 것으로 보여지는데, 배터리 별 특성을 잘 이해할 수 있어야 진짜 수혜를 보는 소재와 그렇지 않은 소재를 구별할 수 있습니다.
중국 배터리 시장에서 2023년 6월 인산철배터리의 출하량이 전월대비 18.64%, 전년동월 대비 약 2배 가까이 증가하였는데, 이는 EV자동차 시장의 성장보다 ESS 시장의 성장에 따른 요인으로 분석되고 있습니다.

특히 최근 엘니뇨 현상으로 중국 동부 지역의 폭염으로 전력수요가 급증하고 있어, 이에 따라 태양광, 풍력과 같은 신재생에너지의 설치가 크게 증가하였고, 이와 동시에 ESS용 인산철배터리의 출하도 크게 증가하였습니다.

최근 지구 온난화로 인한 신재생에너지 설치량 증가로 글로벌 ESS 시장 성장이 매우 빠르게 진행되고 있는데, 중국 ESS 시장이 매우 빠르게 성장하며 글로벌 ESS 시장을 이끌고 있습니다.

------------
신재생에너지 저장 수요 증가, 리튬인산철 출하량 2배 증가.

2023년 6월 인산철배터리 생산은 EV 시장의 증가 속도가 빠르지 않음에도 불구하고 ESS용 인산철배터리 시장이 매우 좋았음.
에너지저장형 셀을 주요 제품으로 하는 공장들의 주문이 계속해서 늘어나고 있는데, 엘니뇨 등의 영향으로 중국 동부지역의 전력피크가 빨라지면서 풍력, 태양광과 같은 신재생에너지 시장이 활성화되며 인산철배터리 소재 가격을 안정화시키고 있음.

인산철배터리 제조사들이 박리다매 전략을 취하면서 주문량을 늘려가고 있는데, 리튬, 철과 같은 소재들은 7월부터 빠르게 성장할 것으로 예상되고 있음.

https://baijiahao.baidu.com/s?id=1771024524356590310
배터리를 사용한 에너지저장 시스템(BESS)는 배터리를 중심으로 배터리 팩, 배터리 관리 시스템, 에너지 관리 시스템, 에너지 저장 컨버터 및 기타 소프트웨어 및 하드웨어 시스템으로 구성되어 있습니다.

BESS의 원가 구성 중 배터리가 차지하는 비중은 60%로 가장 높으며, 그 다음으로 PCS, EMS, BMS 순으로 구성됩니다.

자료 인용 : Cinda Securities 2023년 6월 26일 발간, 鹏辉能源 보고서
SNE Research에 따르면, 2022년 기준 글로벌 배터리형 ESS 시장 점유율을 보면, 중국 기업들의 비중이 80% 이상을 차지하고 있습니다. 2023년에는 중국 업체들의 비중이 더 늘어났을 것으로 예상됩니다.

2021년 삼성SDI와 LG에너지솔루션의 비중이 약 35% 였으나, 2022년 약 15%로 크게 하락하였으며 그 자리를 중국 업체들이 빠르게 차지하고 있는 상황입니다.

이는 중국 ESS 시장이 글로벌에서 가장 빠르게 성장하는 가운데, 중국 업체들이 강점을 지닌 LFP배터리를 사용한 BESS 시장이 빠르게 성장하고 있기 때문입니다.

2022년 BESS 글로벌 점유율을 보면, 삼성SDI와 LG에너지솔루션을 제외한 나머지 업체들은 모두 중국 업체들입니다.
1위 : CATL (43.4%)
2위 : BYD (11.5%)
3위 : EVE Energy (7.8%)
4위 : LG에너지솔루션 (7.5%)
5위 : 삼성SDI (7.3%)
6위 : REPT BATTERO (6.1%)
7위 : Great Power (4.7%)
8위 : Guoxuan (4.5%)

자료 인용 : Cinda Securities 2023년 6월 26일 발간, 鹏辉能源 보고서
2022년 중국 ESS용 배터리 출하량(누적기준)은 130Gwh를 기록하여, 2021년 37Gwh 대비 약 250% 성장하였습니다.

이중, 유틸리티(발전소)용 BESS의 증가량이 매우 높았는데 이는 중국 정부의 태양광/풍력 등 신재생에너지 확대정책의 결과로 보입니다.
그 외 가정용 BESS의 증가속도도 빠른 편입니다.

중국은 에너지 전환과 전력부족을 위해 신재생에너지 설치량을 크게 늘려가고 있습니다. 이러한 중국의 전력 정책을 보조하기 위해 태양광 폴리실리콘의 Capa를 크게 증가시켰고 이를 통해 태양광 발전량을 늘려 나가고 있습니다.

동시에 태양광 에너지의 문제점이었던 간헐성을 중국이 강점을 지니고 있는 LFP배터리를 통해 보완하며 신재생에너지를 확대하고 있습니다.

중국은 신재생에너지 뿐 아니라, 석탄화력, 원전, 가스발전도 빠르게 증가시키고 있는데 이는 중국의 심해지는 전력부족과 향후 에너지 정책전환을 위한 것으로 보여집니다.
신재생에너지의 확대는 보조발전원의 확대로 이어지는데 중국에서는 석탄화력을 신재생에너지 보조전력원의 하나로 이용하고 있습니다.

자료 인용 : Cinda Securities 2023년 6월 26일 발간, 鹏辉能源 보고서
배터리 종류별, BESS 설치 비율(2021년)을 보면 리튬이온배터리가 93.9%로 BESS의 대부분을 차지하고 있으며, 납축전지가 2.2%, 나트륨전지 2.1%, Flow Battery, 슈퍼캐퍼시터 등의 순으로 나타나고 있습니다.

자료 인용 : Cinda Securities 2023년 6월 26일 발간, 鹏辉能源 보고서
태양광과 풍력과 같은 신재생에너지는 간헐성으로 인하여 백업전력을 필요로 할 수 밖에 없습니다.
백업 전력은 크게 발전형과 저장형으로 나눌 수 있는데, 백업 발전은 수력발전, LNG/가스복합발전이 대표적으로 부하추종운전 능력이 우수한 발전원이 주로 이용됩니다. (경우에 따라서는 석탄화력이나 원전도 부하추종운전을 하면서 백업발전으로 사용되어질 수 있지만, 급격한 발전량 변동은 발전소에 큰 부담을 줘 수명을 단축시킬 수 있습니다.)

백업 발전 외에 전력을 저장하는 ESS는 가장 이상적인 신재생에너지의 백원전력원이 될 수 있는데, 지금까지 양수발전이 글로벌 적으로 많이 사용되어져 왔습니다.
때문에 수량이 풍부한 지역 (북유럽 같은)의 신재생에너지 보급비율이 높았던 이유도 수력, 양수발전과 같은 백업 전력 확보가 용이했기 때문입니다. 배터리는 양수발전에 비해 공간적 제약이 없으며, 건설 기간에 이점을 가지고 있습니다. 또한 최근 배터리가격이 낮아지면서 경제성 또한 올라가고 있습니다.

최근 배터리를 이용한 ESS(BESS)가 빠르게 성장하고 있으며, 2022년 기준 전체 ESS에 약 20%를 차지할 정도로 커졌습니다. 이 비율은 향후 계속해서 빠르게 올라갈 것으로 보여집니다.

자료 인용 : Cinda Securities 2023년 6월 26일 발간, 鹏辉能源 보고서
3분기부터 중국 전해액 시장이 빠르게 회복세를 보여줄 것이라는 중국 기사가 보도되었는데, 중국 전해액 시장은 지난 1분기의 침체에 이어 2분기 소폭 회복되는 모습을 보여주었는데, 3분기부터는 이전 생산량을 회복할 것으로 보고 있습니다.

중국 전해액 시장의 빠른 회복은 중국 전기차 시장 회복이 기대보다 더딤에도 불구하고, ESS용 배터리 시장이 빠르게 성장하면서 예상보다 빠른 전해액 시장 회복이 나타나고 있습니다.

중국 ESS용 배터리는 LFP를 주로 사용하고 있기 때문에, 배터리 소재 중 전해액의 수혜강도가 가장 강하다고 볼 수 있으며, 이는 실제 산업에서도 전해액이 가장 빠르게 회복되고 있는 것으로 증명되고 있습니다.

ESS 시장의 빠른 성장은 2차전지 산업의 또 다른 성장 모멘텀이 되고 있으며, 그 중 개인적으로 원소재에서는 리튬, 4대 소재 중에서는 전해액이 가장 큰 수혜를 볼 것이라고 보고 있습니다.

참고로 3분기부터 엔켐의 중국 공장 2곳(장가항 4만톤, 천륜 2공장 5만톤)이 신규 가동을 할 예정인데, 중국 전해액 시장의 회복은 엔켐의 신규공장 가동에도 큰 도움이 될 것으로 예상됩니다.

---------
중국 Chailianshe에 따르면 전해액이 1분기 가격 하락 이후, 2분기에 소폭 회복되었던 전해액 가격이 3분기에 본격적인 주문이 발생할 것으로 예상하였음.
5, 6월에 전해액 생산시설들이 가동을 재개하였으나, 가동률이 본격적으로 올라가지 않은 상태로 3분기 전해액 시장이 호전될 것으로 보임.
업계 관계자에 따르면 EV 시장의 회복이 빠르지는 않지만, 에너지 저장시설(ESS)이 빠르게 성장하고 있어 전체 생산량이 이전보다 개선되었고, 수요가 호전되고 있다고 말하였음.

财联社7月9日电,财联社记者近日调研获悉,经历一季度跌价后,电解液行业二季度迎来小幅回暖,电解液价格环比微涨,5、6月份电解液大厂基本恢复开工,但整体产能利用率偏低,多位电解液行业人士将订单预期指向三季度。业内人士表示,目前虽然终端动力市场及新能源车行业复苏迟缓,但储能市场恢复较好,整体排产情况较前期有所改善,需求向好转化。

https://news.sohu.com/a/696095034_222256
전해액에 대한 시장의 또 다른 오해는 배터리 원가구성에서 차지하는 비중이 낮다는 것입니다.
국내 기관들이 발행한 2차전지 산업 레포트를 보면, 대부분 전해액의 원가비중이 8%이하로 나와있으며, 심지어는 동박 보다도 낮게 나와있는 경우도 있습니다.

이에 비해 분리막, 동박의 비중이 높게 표기되어 있는 경우가 많습니다.

포스코홀딩스와 같은 국내 업체나 중국측 최신자료를 보면, 전해액은 양극재 다음으로 비중이 크며(15%이상), 하이니켈로 올라갈수록 고가의 여러 첨가제들과 차세대용매, 특수전해질 등이 사용되기 때문에 전해액의 원가 비중은 계속 높아질 것입니다.

인산철배터리에서도 전해액의 사용량이 증가하여, 전해액의 비중이 높으며, 중국에서 적극적으로 추진하고 있는 나트륨배터리에서는 전해액이 양극재보다 더 높은 비중을 차지하고 있습니다.

전해액, 특히 Salt(전해질염)는 리튬이 원재료이기 때문에 리튬가격의 상승은 양극재와 전해액 비중의 상승으로 이어집니다.
이상고온이 계속되면서 중국 동부지역(화난, 화둥)을 중심으로 전력 비상사태가 발생하고 있습니다. 이에 따라 지난 7월 10일 중국 전체 일일 발전량도 역대 최고치를 기록하였습니다.

전력은 언제나 피크전력을 기반으로 발전설비를 구축해야 하기 때문에, 향후 중국의 발전설비 설치는 계속해서 급증할 것으로 보여집니다.

이상기후와 수력자원의 고갈 그리고 빠른 전기차 전환 등을 비롯한 전력 다소비 사회 진입은 중국으로 하여금 가용 발전원을 총동원하게 하고 있으며, 이에 따라 태양광, 풍력과 같은 신재생에너지 뿐 아니라 석탄화력, 원전, 가스발전 등이 빠르게 건설되어지고 있습니다.

동부에서는 이상고온이 계속 발생함과 동시에 쓰촨을 비롯한 서부내륙에서는 대규모 홍수가 예견되고 있는 상황입니다.

------
중국 국가에너지그룹에 따르면, 7월 10일 중국의 일일 발전량은 40.9억 Kwh로 사상 최고치를 기록하였음.
이는 전일보다 2억 1천만 Kwh 증가한 것으로 이전 사상 최고치를 0.4억 Kwh초과한 수치임.
화난(华南), 화둥(华东) 및 여러 성에서 최고 부하가 반복적으로 최고치를 경신하였으며, 일부 지역의 전력 수급 상황이 심각하다고 말하였음.

国家能源集团7月10日单日完成发电量40.9亿千瓦时,刷新历史最高纪录,较前一日增长2.1亿千瓦时,超历史峰值0.4亿千瓦时。国家能源集团表示,华南、华东等省区最高负荷屡创新高,部分地区电力供需形势严峻。

중국 국가방위총국은 7월 11일부터 장쑤, 산둥, 쓰촨, 간쑤 등 4개 성에 홍수방지 4단계 비상대응을 개시하고 2개의 작업반을 장쑤, 쓰촨 및 기타 성으로 파견하여 홍수 방지 업무를 하였음.

国家防总于7月11日15时起针对江苏、山东、四川、甘肃四省启动防汛四级应急响应,并派出两个工作组分赴江苏、四川等省协助指导防汛工作。

https://baijiahao.baidu.com/s?id=1771168059325243102
6월 중국 2차전지 생산량은 60.1Gwh로 전년대비 및 전월대비 모두 증가하는 모습을 보여주었습니다.

중국 배터리 시장 업체별 점유율을 보면, CATL(45.13%), BYD(27.38%)로 두 업체가 대부분의 시장을 장악한 가운데, 국내 업체인 LG에너지솔루션은 9위(M/S 1.28%), SK온은 14위(M/S 0.15%)를 기록하였습니다.

배터리 종류별로 보면, 삼원계 배터리의 중국 내 생산량은 전년, 전월대비 모두 감소하였고, 인산철배터리는 증가하여 중국 시장이 인산철배터리 위주로 더욱 가속화되고 있는 것으로 보여집니다.

참고로 6월 중국의 ESS용 배터리 시장이 큰 폭으로 성장하였습니다.

----------
7월 11일 발표된 중국 배터리 6월 월간 데이터를 보면, 6월 배터리 총 생산량은 60.1Gwh로 전년 동기 대비 45.7%, 전월 대비 6.3% 증가하였음.
이 중 삼원계 배터리의 생산량은 17.7Gwh로 29.4%였으며, 전년 대비 4.2%, 전월 대비 4.9% 감소하였음.

인산철배터리의 생산량은 42.2Gwh로 전체 생산량의 70.3%를 차지하여 전년 동기 대비 86.3%, 전월 대비 11.7% 증가하였음.

7月11日,中国汽车动力电池产业创新联盟发布6月动力电池月度数据称,6月产量共计60.1GWh,同比增长45.7%,环比增长6.3%。其中三元电池产量17.7GWh,占总产量29.4%,同比下降4.2%,环比下降4.9%;磷酸铁锂电池产量42.2GWh,占总产量70.3%,同比增长86.3%,环比增长11.7%。
중국은 신재생에너지를 확대시키기에 최적의 조건을 지니고 있습니다.
국가 단위의 지구 온난화와 수력자원 고갈, 전기차 보급확대 등으로 인한 전력부족으로 국가차원의 발전원 확충 계획이 기존 발전원(석탄화력, 원전 등) 뿐 아니라 태양광, 풍력 등 신재생에너지 확대를 이끌고 있으며,

공격적인 태양광 관련 체인의 Capa 증설로 인하여 태양광 패널 가격을 크게 하락하였고, LFP를 중심으로 한 중국 전기차 산업 성장으로 신재생에너지의 간헐성을 보완해줄 수 있는 BESS 산업 인프라가 잘되어 있어,
신재생에너지 확대와 태양광 및 BESS 인프라가 시너지를 일으키고 있습니다.

이러한 선순환을 통해 중국 신재생에너지, BESS 산업이 급성장하고 있고, 이는 글로벌적으로 이전보다 더 저렴하고 손쉽게 중국산 BESS와 태양광 패널을 수입할 수 있게 만들어 주는 결과를 가져왔습니다.

특히 유럽과 미국에서도 신재생에너지로의 전환이 중요해진 가운데, 태양광 패널의 가격하락 및 BESS를 이전보다 싸고 쉽게 조달할 수 있게 되어, 유럽과 미국의 신재생에너지 전환이 가속화되고 있습니다.

이런 가운데 미국과 유럽의 신재생에너지 시장과 BESS 시장이 성장하고 있고 이를 통해 전선, 변압기, 인버터 등 전력기기들도 함께 성장하고 있습니다.

중국의 전력부족이 발전 시장의 확대로 이어지면서, 관련 산업체인(태양광 패널, ESS 등)이 성장하여 2차전지와 태양광 패널 및 관련 기자재들의 공급이 늘어나면서 미국/유럽 등의 설치단가가 하락하면서 신재생에너지 설치확대로 이어지고 있는 상황입니다.

기후변화로 인한 탈탄소 정책과 중국의 전력부족과 에너지 전환이 겹쳐지면서 관련 산업이 글로벌적 성장을 지속하고 있어, 경기침체 우려에도 불구하고 신재생에너지/발전/전력산업 분야의 성장은 계속 이어질 것으로 보여집니다.

이러한 글로벌적 전력산업의 변화의 중심에는 2차전지가 있으며, 비록 현재 중국 LFP를 중심으로 시장이 확대되고 있지만 향후 한국 업체들도 LFP배터리 시장에 진출할 예정이며, 리튬, 전해액, 분리막, 음극재와 같은 소재업체들은 시장확대로 인한 수혜를 직간접적으로 받을 것으로 보여집니다.