배터리 가격 하락에 따라 에너지 저장 발전에서 성능이 중심이 됨

전 세계적으로 리튬 이온 배터리 소재, 특히 중국의 인산철리튬(LFP) 셀 공급 과잉으로 에너지 저장 시스템(BESS) 가격이 폭락했습니다. 2024년 한 해 동안 업계는 공격적인 비용 절감과 제조 용량 확대에 힘입어 330GWh의 배터리 에너지 저장 시스템(BESS)을 출하하며 사상 최대 실적을 기록했습니다.

CRU 에너지 저장 부문 책임자인 에드워드 래클리는 저렴한 가격이 성장을 촉진했지만 제조업체는 단순히 비용을 절감하는 것만으로는 경쟁력을 유지하기에 충분하지 않은 중요한 단계에 접어들었다고 강조했습니다.

비용에서 역량으로의 전환

BESS 산업은 급속한 비용 절감 단계에서 성능 향상에 중점을 둔 단계로 전환하는 것으로 보입니다. 이는 2015년에서 2019년 사이 태양광 산업이 다결정 PERC 기술에서 단결정 PERC 기술로 전환한 것과 유사합니다. 배터리의 경우, 니켈-망간-코발트(NMC) 화학 물질에서 LFP(저온 인산철)로 전환되고 있으며, 각 시스템에서 킬로와트시당 달러로 측정되는 더 많은 가치를 창출하는 데 중점을 두고 있습니다.

경쟁에서 앞서 나가기 위해 생산자는 에너지 밀도를 개선하고, 내구성을 강화하고, 제곱미터당 더 많은 킬로와트시를 공급해야 합니다. 이는 공간 제약이 있는 대규모 유틸리티 프로젝트에 필수적인 지표입니다.

비용 곡선의 종말?

리튬 이온 배터리 생산 비용은 1990년대 도입 이후 크게 감소했는데, 이는 주로 채굴, 재료 조달, 그리고 제조 과정에서 규모의 경제가 실현되었기 때문입니다. 전 세계 배터리 생산량이 이제 테라와트시(TWh) 수준에 도달함에 따라, 추가적인 비용 절감은 규모 자체보다는 기술 발전에 달려 있습니다.

이 시점부터는 공간이나 무게 단위당 에너지 용량을 개선하는 것이 경제성과 효율성을 지속적으로 향상시키는 데 필수적입니다.

더 높은 성과를 향한 추진

제조업체들은 시스템 수명을 연장하거나 충전당 에너지를 증가시키는 기술에 점점 더 집중하고 있습니다. 차세대 BESS 플랫폼은 더 높은 저장 용량과 향상된 운영 성능을 약속하지만, 핵심 과제는 혁신과 비용 효율성, 그리고 장기적인 신뢰성 간의 균형을 맞추는 것입니다.

향후 배터리 개발은 단순히 에너지 밀도보다는 사이클 수명과 성능 효율에 집중될 것으로 예상됩니다. 진정한 시험대는 자본 투자, 운영 비용, 배터리 수명, 시스템 효율 등의 요인에 영향을 받는 지표인 LCOS(균등화 저장 비용) 개선에 있습니다.

시장에서 성공하려면 새로운 저장 기술은 시스템의 전반적인 수명이나 안전성을 손상시키지 않으면서 성능을 향상시키거나 비용을 절감해야 합니다.

진보의 무게

LFP 화학은 거의 30년간의 개량을 거쳐 이론적인 용량 한계에 근접하고 있습니다. 그럼에도 불구하고, 전기차 중심의 셀에서 벗어나면서 유틸리티 규모의 배터리 시스템은 상당한 규모로 확장될 수 있었습니다. 지난 6년 동안 컨테이너형 시스템의 에너지 용량은 단위당 500kWh에서 최대 8MWh까지 증가했습니다.

에너지 밀도의 도약으로 더욱 컴팩트한 설비가 가능해져 토지 사용과 인프라 비용을 절감할 수 있지만, 열 관리와 시스템 안전 측면에서 복잡성이 더 커지게 됩니다.

그러나 물리적 제약으로 인해 향후 성장이 제한될 수 있습니다. 북미와 유럽과 같은 지역에서는 오늘날 대용량 20피트 컨테이너 시스템의 무게가 최대 운송 한계에 근접하고 있습니다. CRU는 이러한 물류적 제약으로 인해 단기적으로 컨테이너 용량이 8MWh에서 11MWh 사이로 제한될 수 있다고 예측합니다.

다음에는 무슨 일이 일어날까요?

고밀도 LFP와 같은 새로운 혁신 기술은 설계의 근본적인 변화 없이도 에너지 밀도를 높이고 있으며, 이로 인해 대체 화학 물질이 자리를 잡기가 더욱 어려워지고 있습니다. 나트륨 이온 배터리와 같은 기술은 LFP의 지배력에 도전하기 위해 합리적인 비용으로 경쟁력 있는 성능을 제공해야 하며, 향후 개선을 위한 명확한 경로도 제시해야 합니다.

현재 LFP는 성숙도, 신뢰성, 그리고 합리적인 가격으로 선두를 유지하고 있습니다. 이 시장을 과감히 개척하려는 경쟁사는 비용 경쟁력과 제조 확장성을 유지하면서도 LFP의 성과와 동등하거나 그 이상을 보여줘야 할 것입니다.