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시장분석

[마켓] 유틸리티 에너지저장장치용 차세대 배터리 시장 전망

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내비건트 리서치(Navigant Research)에 따르면 유틸리티 규모 에너지 저장(Energy Storage)용 차세대 배터리의 전세계 시장 규모는 2014년 1억 6,400만 달러에서 2023년 25억 달러까지 늘어날 전망이다. 같은 시기 에너지 저장용량도 248.1MWh에서 8.5GW로 확대될 것으로 분석됐다.

내비건트는 “그 동안 배터리는 비용, 안정성, 내구성 및 효율 문제로 인해 유틸리티 그리드에 통합되지 못해 왔다.”고 분석하고, “그러나 전기화학 분야의 기술발전으로 인해 새로운 차세대 배터리는 그리드 운영에 있어 중요한 역할을 담당할 수 있게 되었다.”고 밝혔다.

리튬이온 배터리는 충전과 방전을 위해 음극과 양극 사이를 이동하는 리튬이온의 흐름을 이용한다. 지난 10년간 리튬이온 전지는 가전제품 배터리 적용에 있어 최우선적으로 선택을 받았지만 그리드 분야에서는 차세대 배터리와 새로운 제조 공정들이 등장하고 있다. 흐름전지(Flow Battery)는 활성화된 전해질(Activated Electrolyte)로부터의 전자흐름을 전류로 변환한다. 그리고 사용된 전해질은 외부전기를 이용하여 재충전한 후 다시 사용 가능하다.

내비건트는 흐름 전지가 단순히 액상 전해질 탱크를 추가함으로써 장기간 에너지 저장이 가능하다는 분석이다. 나트륨 기반의 배터리(Sodium-based Battery)에는 저온 액상 나트륨 배터리 뿐만 아니라 고온 소듐 황 에너지 저장 장치가 포함되어 있다. 대부분의 나트륨 전지는 저가 생산이 가능하다는 장점을 가진다. 또한 차세대 납축전지(Lead-acid Batteries)는 일반 납축전지와 비교했을 때 더 효율적이면서 내구성있는 배터리를 제조하기 위해 전극에 탄소 도핑(Doping)을 이용하고 있다.

샘 자페(Sam Jaffe) 내비건트 수석애널리스트는 “리튬 이온 배터리가 현재 시장에서 가장 확실한 선두주자”라고 밝히고, “그러나 다른 화학 배터리들이 여전히 잠재적으로 다양한 애플리케이션을 위한 솔루션을 점차 확장해 나가고 있다.”고 진단했다.

현재 유틸리티 규모 배터리 시장에 있어 확실한 선두는 리튬 이온 배터리라는데 이의가 없는 것이다. 이들은 대부분의 에너지 저장과 관련하여 에너지 밀도(Energy Density), 부피 밀도(Volumetric Density), 사이클 수명, 캘린더 수명, 안전성, 비용 등을 최적으로 조합한 성능을 제공한다.

그러나 새로운 배터리들이 새롭게 부상하고 있는 것도 주목할 가치가 있다. 내비건트는 “리튬이온 배터리 계열 중에서 리튬 망간 스피넬(Lithium Manganese Spinel), 리튬철인산염(Lithium Iron Phosphate), 리튬니켈망간코발트, 리튬 티타네이트(Lithium Titanate) 사이에 높은 성장이 기대될 것”이라는 전망을 내놨다. 또한 “리튬이온 제조사들은 제조설비 건설에 있어 앞서고 있기 때문에 대규모 수주를 충족시키면서 규모의 경제(Economies of Scale)를 통해 가격도 낮출 수 있는 장점을 갖고 있다.”고 밝혔다. 리튬이온 이외에 다른 배터리 기술들도 실현 가능한 옵션으로 남아있다. 흐름 전지는 장기 에너지 저장 분야에서 우수한 성능을 보여주고 있으며, 차세대 납축전지는 집중적으로 전력을 공급해야 하는 분야에서 적합할 것으로 나타났다.

그리드용 배터리와 관련한 지역적 시장에 대해 향후 10년 동안 차세대 배터리 판매와 관련하여 아시아 태평양(Asia Pacific) 지역이 가장 많은 양적 판매 및 높은 성장이 기대된다. 내비건트는 이러한 분석에 대해 2가지 요인을 제시한다. 첫번째는 아시아 태평양7 지역의 그리드가 아직은 초기 단계이기 때문에 인프라 구축에 많은 일들이 수행되어야 한다는 점이다. 또한 그리드가 비교적 성숙단계에 접어든 한국이나 일본같은 국가에서도 재생가능 에너지원의 중요성 부각으로 에너지 믹스(Energy Mix)를 새롭게 구축하려는 움직임이 있으며, 이는 주요 그리드 인프라의 변화를 가져오는 계기가 되고 있다. 두번째 요인은 아시아 태평양 지역의 가격이다. 대부분의 배터리가 아시아 태평양 지역에서 제조되고 있어 낮은 가격대가 가능해질 것이다.

다른 지역 또한 향후 몇 년간 차세대 배터리 분야의 높은 성장을 경험할 수 있을 것이다. 내비건트는 미국과 캐나다의 규제 변경으로 북미지역 배터리 사용이 확대될 것으로 보았다. 그리고 유럽에서도 더 많은 재생가능 에너지를 그리드에 적용하기 위한 정부의 보조금 정책으로 배터리 시스템과 관련한 많은 활동들이 이루어질 것으로 기대하였다.

샘 자페(Sam Jaffe) 수석애널리스트는 “다른 네트워크 시스템과 달리 대부분의 전기 그리드는 저장된 에너지원 없이 가동하고 있다. 따라서 혁신적인 배터리 기술은 에너지 저장과 관련한 본질적인 문제를 해결하는데 도움을 줄 것이다.”고 말했다.

한편, 경쟁 리서치업체인 IHS의 보고서에 따르면 2022년까지 그리드 연결형 에너지 저장 장치 시장은 전 세계적으로 40GW를 초과할 것으로 예상하고 있다. GTM 리서치는 2020 년까지 700MW 이상의 상업용 저장 장치가 미국에 배치될 것이라고 전망했다.

김홍덕 기자 hordon@icnweb.co.kr

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온세미컨덕터가 바라보는 2019년 반도체 시장 전망

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[아이씨엔매거진] 에너지 효율 혁신을 주도하는 온세미컨덕터(www.onsemi.com)가 2019년 반도체 시장 전망을 제시했다. 온세미컨덕터의 데이비드 소모(David Somo), 기업 전략, 마케팅 및 솔루션 엔지니어링 수석 부사장은 2018년도 반도체 시장을 뒤돌아보고 2019년 트렌드를 다음과 같이 내다봤다.

온세미컨덕터, 1.0 Mp CMOS 글로벌 셔터 이미지 센서

온세미컨덕터, 고성장 분야에 지속적으로 투자할 것

2018년 온세미컨덕터는 약 58억 달러 매출을 기록하며 5년 연속 두 자리 수 성장률에 근접했다. 지금까지 그래왔듯 앞으로도 혁신적이며 에너지 효율적인 주요 반도체 솔루션과 글로벌 메가 트렌드에 주목할 전망이다. 탄탄한 성장 모멘텀을 갖춘 온세미컨덕터는 2019년 세계 상위 20개 반도체 제조사 중 하나이자 양대 반도체, 디스크리트 및 모듈 제조사로서 입지를 공고히 하고 강화할 것이다.

온세미컨덕터는 최첨단 반도체 설계 및 제조 분야에 3만 5천여 직원을 보유하고 있으며, 정교한 지원 인프라와 공급망을 갖추고 있다. 자체 솔루션 엔지니어링 센터(Solutions Engineering Centers)와 같은 현지 역량과 자원은 전 세계 엔지니어들이 출시 시간과 총 소유 비용을 절감해 자체 설계에 혁신적이며 고도로 통합된 반도체 솔루션을 포함할 수 있도록 지원을 극대화한다.

2019년 온세미컨덕터의 주요 전략은 고성장 분야에 대한 투자를 지속하고 2018년 SensL 인수건과 같은 전략적 인수 및 자동차, 산업 및 클라우드 기반 최종 시장에 고도로 차별화된 제품을 공급하는 것이다.

전자 분야는 언제나 혁신과 진화 속도 측면에서 다른 시장 분야를 능가해 왔다. 온세미컨덕터는 자율 주행차와 자동차 파워트레인 전기화, 사물인터넷(IoT), 산업용 사물인터넷(IIoT)으로도 알려진 인더스트리 4.0, 빌딩 및 산업 자동화, 머신 비전, 분산형 인공 지능(AI) 등과 같은 메가 트렌드에 힘 입어 지속적으로 혁신하고 있다. 그 결과 더욱 흥미진진한 신제품과 신기술이 등장해 우리 일상의 일부로 자리매김할 것이다.

온세미컨덕터는 2019년 전망을 낙관적으로 바라본다. 우리의 전력 반도체 스펙트럼과 아날로그 솔루션, 지능형 센싱 포트폴리오와 업계 메가 트렌드를 구성하는 최종 제품의 모멘텀과 현실화를 견인하고 지원하는 핵심 기술이 한데 어우러져 이러한 낙관론에 더욱 힘을 실어주고 있다.

이러한 메가 트렌드와 온세미컨덱터 제품이 사용되는 방식과 분야를 살펴보면, 기술의 성장 기회와 비중을 파악하는데 도움이 된다. IoT 및 IIoT 확산 가속화는 계속되고 있으며, 2019년에는 그 비중과 중요성이 더욱 커질 것이다. 온세미컨덕터는 센싱, 전력 관리, 연결성, 보안 등을 망라하는 탄탄한 하드웨어 및 소프트웨어 솔루션으로 구성된 IoT용 엔드-투-엔드 제품을 갖추고 있다. 이러한 제품과 같은 개발 도구와 키트는 중요한 역할을 하며, 도입에 대한 지식과 자원 장벽을 낮추는데 꾸준한 도움이 될 것이다.

1. 전기차와 ADAS의 발전이 반도체 제조사에 중요한 기회를 제공할 것

자동차 업계에서는 파워트레인 전기화와 완전 자율주행으로 진화할 첨단운전자지원시스템(ADAS)이라는 양대 트렌드가 온세미컨덕터와 같은 반도체 제조사에 중요한 기회를 계속해서 제공할 것이다. 더 많은 국가에서 신속히 배기가스를 감축해야 하는 가운데, 자동차 제조사들은 하이브리드와 순수 전기차를 시장에 내놓기 위해 박차를 가하고 있다. 실리콘 카바이드(SiC)와 질화 갈륨(GaN) 등 까다로운 전기 및 환경 작동 여건을 견디며 고효율 전력 관리와 모터 제어를 제공하는 와이드 밴드 갭 기술과 e퓨즈와 스마트 릴레이 등의 디바이스를 포함하는 반도체 솔루션은 2019년 새로운 플랫폼 개발에 나서는 자동차 OEM에 중요한 역할을 할 것으로 보인다.

완전 자율 주행을 향해 나아가는 과정은 계속해서 모멘텀을 얻고 있으며, 현재까지 나온 파일럿 프로젝트의 증가세는 이를 입증한다. 온세미컨덕터의 완벽한 센싱 기술로 구현된 정교한 ADAS는 이제 이미징과 레이더까지 포괄하며, 2018년 SensL 인수로 업계 선도적 솔리드 스테이트 라이더(LiDAR)까지 갖추게 됐다. 이는 한층 더 높은 수준의 차량 자율성을 통해 발전하고 있다. 2019년 레벨 5 자율주행 구현이 기대되는 가운데, 기본 ADAS에서 완전한 무인 차량으로 진화해 나가는 과정에서 더욱 발전하고 있다.

한편, LED 조명은 차량 내외부 스타일링을 재정의 해 나가며 안전에도 중요한 역할을 할 것이다. 이는 계속해서 성장하는 자동차 분야에서 특화 설계된 반도체 솔루션에 대한 수요를 촉진할 것이다.

2. 차량 전기화를 위한 최신 전력 솔루션 개발에 집중할 것

온세미컨덕터는 차량 전기화를 위한 최신 전력 솔루션을 개발하기 위해 최근 메르세데스-AMG 페트로나스 모터스포츠(Mercedes-AMG Petronas Motorsport) 및 메르세데스 EQ 포뮬러 E 팀(Mercedes EQ Formula E Team)과 공급업체 관계를 맺었다. 이를 통해 올해 자동차 분야의 발전을 도모할 것이다. 앞으로 온세미컨덕터는 글로벌 레이싱 경기에서 두각을 나타내고, 첨단 전기차 파워트레인 기술 분야에 긴밀히 참여할 것이다. 온세미컨덕터의 기술은 현재 메르세데스-AMG 페트로나스 모터스포츠 경주용 자동차 점화와 분사 드라이버를 제어하는 에너지 회수 팩에 사용되고 있다.

3. 스마트 시티와 스마트 홈, 머신 비전, 로봇, 모바일 헬스케어 분야에 집중할 것

자동차 분야 외에도 반도체 기술의 지속적인 혁신에 힘입어 온세미컨덕터는 스마트 시티와 스마트 홈, 머신 비전, 로봇, 모바일 헬스케어(mHealth) 분야에서 활약할 것이다. 온세미컨덕터는 이 분야에 집중하고 있으며, 완전한 애플리케이션 솔루션을 구현할 수 있는 디바이스와 기술을 제공한다.

4. 전력 효율 향상이 더욱 중요해질 것

마지막으로, 올해에도 높은 에너지 효율을 달성하는 것은 반도체 제조사와 고객들에 가장 중요한 우선 순위이자 지속적인 집중 분야일 것이다. 모든 종류의 디바이스의 반도체 단계에서 소실되거나 사용되는 전력이 낮다면 시스템과 제품 차원의 전반적 전력 요구량이 줄어든다. 배터리로 구동되는 휴대용 애플리케이션이 늘어나는 가운데, 전력 효율 향상은 실현 가능성과 비 실용성을 가르는 기준만큼이나 파급력을 지닐 수 있다. 특히 이러한 점은 5G 인프라와 스마트폰, 하이퍼스케일 데이터센터 등의 분야와 관련이 있다. 그러나 전력 절감과 효율 최적화는 전력이 필요한 곳이 수 백여 곳이고, 전력 범위가 곧 주행 성능을 좌우하는 전기차와 같은 다른 애플리케이션에서도 높은 우선 순위를 차지할 것이다.

우청 기자 news@icnweb.co.kr

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스마트공장

동아대 URP사업단, 서부산권 산업단지 “스마트팩토리 구축 수준 낮다”

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동아대 URP사업단, 서부산 지역 ‘스마트팩토리’ 실태조사 결과 발표

서부산 지역 제조기업들의 스마트팩토리 구축 수준과 향후 구축계획 수준이 낮은 단계를 벗어나지 못하고 있는 것으로 나타났다. 반면에 스마트팩토리에 대한 인식수준은 비교적 높은 것으로 나타났다.

동아대학교 URP(University Research Park, 대학 산학연 연구단지)사업단(단장 최형림)은 최근 서부산권 산업단지에 있는 제조기업 105곳을 대상으로 조사한 스마트팩토리 관련 실태 결과를 발표했다.

사업단 조사결과에 따르면, 현재 서부산권 산업단지의 스마트팩토리 구축 수준은 평균 1.52단계(5단계 척도 기준)로 낮은 편이며, 향후 스마트팩토리 구축 계획 수준은 평균 2.59단계로 현재에 비해 약 1단계 정도 높은 수준이었다. 또 노동자 수가 많을수록, 연 매출이 높을수록 스마트팩토리 구축 수준이 높은것으로 나타났다.

스마트팩토리에 대한 인지도는 평균 3.62점(5점 척도 기준)으로 비교적 높게 나타났으며, 응답 업체의 82.9%가 ‘들어본 적이 있거나 알고 있다’고 응답했다. 또 전체 응답 업체의 59.0%가 ‘스마트팩토리 구축 및 확산의 필요성에 동의(평균 3.61점)’ 했다.

스마트 제조, smart manufacturing

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스마트공장

IoT 솔루션 도입, 제조 산업이 이끈다… IDC 분석

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한국IDC, 전 세계 사물인터넷(IoT) 지출 규모 2019년 7,450억 달러 전망

글로벌 사물인터넷 시장규모가 지난해보다 15% 이상 성장해 2019년 7,450억 달러에 이를 것이라는 분석이다. 특히 조립 및 공정 등의 제조 산업에서 가장 큰 사물인터넷 솔루션 도입이 이루어질 전망이다.

IT 시장분석 및 컨설팅 기관인 한국IDC(International Data Corporation Korea Ltd., 대표 정민영)는 전 세계 IoT 지출가이드 보고서 (Worldwide Semiannual Internet of Things Spending Guide)에서 사물인터넷(Internet of Things, 이하 IoT) 시장규모가 2019년 7,450억 달러에 이를 것으로 전망했다. 이는 2018년 지출액 6,460억 달러보다 15.4% 증가한 수치다. 또한 전 세계 IoT 시장이 2017년부터 2022년까지 두 자릿수의 연간 성장률을 유지하며 2022년에는 1조 달러를 넘어설 것으로 내다봤다.

사물인터넷은 국내외를 막론하고 다양한 산업분야에서는 물론이고, 정부 및 소비자 일상에서도 적극적인 도입이 이뤄지고 있는 실정이다.

캐리 맥길리브레이(Carrie MacGilivray) IDC의 IoT 및 모빌리티 부문 리서치 담당 부사장은 “우리는 기업들이 연결된 장치들에서 생성된 데이터를 통해 보다 효율적으로 비즈니스를 운영하고, 비즈니스 프로세스에 대한 통찰력을 얻으며, 실시간 의사결정에 어떻게 도움을 받는지 계속해서 관찰하고 있다. 소비자들의 경우, 헬스 및 피트니스 정보 뿐만 아니라 가정, 자동차 및 가족 구성원들에 대한 정보를 얻는 방법이 변화되고 있다.”고 분석했다.

사물인터넷이 적용될 산업분야별로는 조립 및 공정 제조 분야가 단연 주목받고 있다.

IDC 보고서에 따르면, 2019년 올해 IoT 솔루션 지출이 가장 클 것으로 예상되는 산업은 조립 제조(1,190억 달러), 공정 제조(780억 달러), 운송(710억 달러), 유틸리티(610억 달러) 순으로 나타났다. 제조업은 제조 운영과 생산자재관리 지원 솔루션 투자에 집중할 전망이다. 운송업은 IoT 지출의 절반 이상을 화물 모니터링에, 유틸리티업은 주로 스마트 그리드에 투자가 예상된다. 5년간 연평균성장률(CAGR)이 가장 빠른 산업은 보험(17.1%), 연방/중앙정부(16.1%), 헬스케어(15.4%) 순으로 나타났다.

마커스 토치아(Marcus Torchia) IDC의 고객 인사이트 및 분석 담당 리서치 디렉터는 “소비자의 IoT 지출은 2019년에 1,080억 달러에 달해 두 번째로 큰 지출을 차지할 전망이다. 주요 소비자 사용 사례는 스마트 홈, 개인 건강 및 커넥티드카 인포테인먼트와 연관될 것”이라며, “예측기간 동안 스마트 홈에서는 가정 자동화와 스마트 가전이 5년간 연평균성장률 17.8%로 가장 빠른 소비 성장을 보인다.”라고 덧붙였다.

2019년 가장 큰 투자가 예상되는 IoT 활용사례는 제조 운영(1,000억 달러), 생산자재관리(442억 달러), 스마트 홈(441억 달러), 화물 모니터링(417억 달러)부문에서 주도할 것으로 전망된다. 예측기간동안 가장 빠른 소비 성장이 예상되는 IoT 활용 사례는 다른 산업에서 어떻게 IoT 투자를 하는지 보여 준다. 최고 활용 사례에는 공항 시설 자동화(운송), 전기차 충전(유틸리티), 농업 현장 모니터링(자원), 침상 원격측정(헬스케어) 등이 포함된다.

IoT 서비스는 비전통적 기기 및 운영 서비스 뿐만 아니라 기존 IT와 설치 서비스에도 2,580억 달러를 투자해 2019년 가장 큰 투자가 이루어질 기술 부문으로 전망된다. 모듈/센서 구매비용이 2,000억 달러를 넘어서며 하드웨어 투자가 2,500억 달러에 달할 전망이다. IoT 소프트웨어 지출은 2019년 총 1,540억 달러, 전망기간 연평균성장률 16.6%로 가장 빠른 성장세가 예상된다. 서비스 지출 역시 연평균성장률 14.2%로 평균 IoT 지출보다 빠르게 성장할 전망이다.

지역별로는 2019년 미국과 중국이 각각 1,940억 달러, 1,820억달러로 IoT 지출 규모가 가장 큰 시장이 될 전망이다. 이어 일본 654억 달러, 독일 355억 달러, 한국 257억 달러, 프랑스 256억 달러, 영국 255억 달러 규모가 예상된다. 가장 빠른 IoT 소비성장세를 보이는 국가는 멕시코(28.3%), 콜롬비아(24.9%), 칠레(23.3%)로 예상된다.

오승모 기자 oseam@icnweb.co.kr

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