노대석 기술교육대 교수, ESS 기술개요 및 Biz 모델 분석
전국 평균 300kWh에선 이익분기점 오래 걸려…700kWh에선 가능할 듯

우리나라 가구당 평균 전력사용량인 300kWh를 쓰는 가정에서 ESS를 설치할 경우 정부의 융자·대출 등 비용 지원 없이는 경제성을 확보하기 어렵다는 전망이 나왔다. 다만, 대도시 평균인 700kWh 이상 가구에선 ESS를 설치하는 게 도움이 되는 것으로 나타났다.

노대석 한국기술교육대학교 전기·전자·통신공학부 교수는 지난 5월 30일부터 6월 1일까지 사흘간 서울 강남구 소재 코엑스에서 열린 ‘전기에너지저장장치(ESS)의 응용 및 상용화 기술 세미나’에서 ‘ESS의 기술개요 및 비즈니스 모델’을 소개하며 이같이 말했다.

이날 노 교수는 가정용 ESS 설치 시 월 300kWh의 전력을 사용하는 가구(전국 평균)는 정부의 지원이 없다면 경제성을 확보하기 어렵다고 결론 내렸다. ESS 설치비용을 회수하는 이익분기점이 최소 14.4년에서 최대 18.3년으로 오래 걸리기 때문이다. 반면 월 700kWh를 사용하는 가구(대도시)는 이익분기점이 3.5~4.9년으로 나타나 경제성이 있는 것으로 추산됐다.

이어 노 교수는 각 장치의 특성에 따라 전력회사용, 상업용(산업·교육·가정), 신재생에너지용 등으로 나눠 ESS의 경제성을 비교·분석했다.

전력회사용 ESS에 대해서는 부하 평준화와 주파수제어, 전압무효전력제어 등에 기여함으로써 운전비용 저감과 계통 안정에 효과가 있다고 예상했다. ESS가 부하를 평준화하고, 운용비가 저렴한 발전기의 가동률을 높여 전력계통 전체의 비용을 낮출 것이라는 설명이다. 부하 증가에 따른 송·변·배전 설비 신·증설공사를 늦춰 설비투자비를 줄이는 효과도 기대했다.

다만, 목표연도의 고정비·운용비 최소화, 최적의 전원믹스 결정 등의 문제는 고려해야 할 요인으로 지목했다.

고압수용가에 설치된 ESS를 평상시에는 부하평준화 기능으로 운전하고, 계통사고나 정전이 발생하면 비상용발전기로 활용해 정전지역의 공급신뢰도를 높이는 방안도 언급했다.

이를 근거로 노 교수는 부하평준화 부문에서 kW당 12억원, 전력계통설비 유효이용 효과 8억8150만원, 무정전전력공급 효과 1380만원 등 총 20억9530만원 상당의 비용절감이 가능하다고 분석했다.

이 밖에 산업용 ESS는 심야의 값싼 전기로 배터리를 충전했다가 요금이 비싼 시점에 이를 방전해 전기요금을 절약하는 구조와 피크시간대의 부하를 삭감해 기본요금을 경감하는 사업모델을 기준으로 경제성을 평가했다. 이를 통해 목표 피크전력에 따라 1500kWh는 연간 이익금 900만~1500만원에 이익분기점 4.4~4.8년, 1550kWh는 연간 500만원 정도의 이익금에 이익분기점은 3.2년 정도 소요될 것으로 예측했다.

교육용 ESS는 소용량을 필요로 하는 초등학교·중학교, 중용량을 쓰는 고등학교, 대용량이 들어가는 대학교 등으로 구분한 뒤, ESS 도입의 효과는 학생들이 학교에 머무는 시간이 가장 짧은 초등학교에서 가장 클 것으로 전망했다. 피크전력 시간대를 중심으로 하루에 1000kW를 적게 사용함으로써 연간 4500만원의 전기요금 절감이 가능하다고 봤다.

노 교수는 “경제성이란 게 예측하기가 참 어렵다. 들어간 비용과 수익 요소를 단편적으로 책정, 계산하기에는 변수가 너무 많기 때문”이라며 “여러 요인들을 종합적으로 검토해서 경제성과 최적의 비즈니스 모델을 고민해야 한다”고 말했다.