전기 에너지 저장 시스템은 신재생 에너지, 자동차, 그리드 안정화, 스마트 그리드, 예비 전원 및 휴대용 장치 등 다양한 분야들의 향후 발전과 변화에 매우 중요한 역할을 할 것으로 기대된다.
그 뿐만 아니라 규모가 크고 신뢰가 가는, 게다가 내구성이 강한 전기 에너지 저장 기술들은 풍력 및 태양열과 같은 간헐적 신재생 에너지 원천의 활용도를 높혀 줌으로써 이의 기술들은 상업적인 매력도 역시 높아질 것으로 기대된다.
프로스트 앤 설리번의 전기 에너지 저장 시스템 시장 침투 및 로드맵 조사 결과에 따르면, 간헐적 신재생 에너지 및 전기 자동차 개발사와 그리드 운영업체, 유틸리티 기업들의 개발 전략에 전기 에너지 저장 시스템이 포함되어 있는 것으로 나타났다.
프로스트 앤 설리번 Technical Insight 사업부의 한 연구원은 “전기 에너지 저장 시스템 개발을 이끌어낸 가장 중요한 요인들로는 그리드 안정성과 신뢰성, 간헐적 신재생 에너지 발전기의 대량 통합, 보다 더 효율적인 에너지 자원 활용, 화석 연료 부족 및 온실 가스 사용 제한 등을 꼽을 수 있다. 향후 스마트 그리드와 분산 에너지 발전 시스템에서 전기 에너지 저장 기술들은 절대 떼놓을 수 없는 부분이 될 것이다”고 말했다.
다양한 전기 에너지 저장 시스템들 중에서도 고급 배터리들이 가장 빨리 큰 관심을 끌 것으로 기대된다. 이는 고급 배터리들의 유연성 때문인 것으로, 이런 유연성이 그리드 밸런싱(grid balancing)에서의 구현과 주요 전기 그리드에 간헐적인 신재생 에너지 발전기 접속을 가능케 한다.
“앞으로 5년에서 7년까지는 리튬 이온 배터리가 전기 에너지 저장 시스템에서 가장 중요한 역할을 할 것으로 조사됐다. 또한 전기 자동차 분야가 리튬 이온 배터리에 있어 가장 큰 응용 분야로 떠오를 것이다.”고 연구원은 전했다.
다른 전기 에너지 저장 기술로는 플라이휠(flywheel)과 압축 공기 에너지 저장시스템(CAES)이 있다. 특히 고급 단열의 압축 공기 에너지 저장 시스템(CAES)은 경제적으로도 실행 가능한 방식으로, 주요 전기 그리드에 큰 풍력 기지들을 안전하게 연결할 수 있도록 한다.
“하지만 고급 배터리들은 아직 개발 단계에 있고, 압축 공기 에너지 저장 시스템들은 아직은 완벽한 상태에 못 미치고 있다. 현재 이용할 수 있고 경제적으로도 실행 가능한 저장 시스템으로는 Pumped Hydro가 유일하다. 하지만 이 시스템 역시 큰 저수지와 근접한 곳에서만 사용할 수 있다는 단점을 갖고 있다.”고 연구원은 말했다.
또한 전기 에너지 저장 기술이 규모가 큰 곳에 도입되기 앞서 특정 기술 문제들이 먼저 해결되어야 할 것이다. 해당 투자자들과 개발자들은 이미 배터리 충전 시간을 줄이려는 노력과 함께 배터리 내구성과 에너지 밀도를 최적화 시킬 수 있는 새로운 화학품 개발에 중점을 두고 있다. 이는 자동차 및 전기 그리드 산업에 광범위하게 도입시키기 위해서다.
또 다른 중요한 문제로는 저장 기술의 초기 비용을 들 수 있다. 향후 R&D에서는 에너지/전력밀도 증가와 대량 생산을 통한 초기 비용 감소에 초점을 맞춰야 한다. 이를 통해 초기 비용에 대한 우려가 해소된다면 전기 에너지 저장 시스템은 애플리케이션들 사이에서 더욱 매력있는 시스템으로 나설 수 있을 것이다.
“궁극적으로 각기 다른 애플리케이션들에서 발생되는 각기 다른 문제점들을 찾고 해결해 나가는 것이 핵심이다. 이는 다시 전기 에너지 저장 시스템 개발을 더욱 가속화 시킬 수 있는 기회가 될 것으로 기대된다.”고 연구원은 말했다.
아이씨엔 매거진 2012년 11월호
