전기차 캐즘으로 떠오른 ESS시장을 잡아라

전기차 캐즘으로 떠오른 ESS시장을 잡아라

대학생신재생에너지기자단 25기 남궁성
 

[전기차 시대 종말?]

"-28.4%" vs "27.9%" 정반대의 성장률을 나타내는 이 수치는 연초 이후 5월 기준 테슬라와 도요타의 물가 상승률이다. 수소를 극구 거부하며 전기차에 사활을 걸었던 테슬라가 하이브리드 자동차 기업에 밀리는 난항에 빠진 것이다. 테슬라의 주가는 2019년 이후 2021년까지 약 14배 급등할 정도로 모빌리티 시장의 패러다임을 바꾼 기업으로 평가받아 왔었다. 테슬라는 자동차에 AI 시스템을 비롯한 다양한 기술을 도입해 오면서 사실상 IT 기업으로 여겨졌다. 그리고 이런 테슬라의 IT 가능성을 높이 평가한 사람들이 막대한 투자를 해왔던 것이다.

 [자료1. 랭키파이 미국 주식 인기종목 차트]

출처: 리서치페이퍼

하지만 테슬라를 신뢰하던 투자자들조차 전망에 대해 회의적이라는 반응이 많아졌고, 결국 테슬라의 주가는 2021년 하반기에 정점을 찍은 이후 지금까지 약 50% 떨어졌다. 시가총액 기준으로는 6천억 달러가량이 사라진 셈이다. 많은 충전소를 비롯한 플랫폼 구축을 통해 타 기업들 대비 힘을 발휘해 왔던 테슬라지만 가격 및 인프라 부족 등의 문제들에 의해 난항을 겪고 있고, 테슬라뿐만 아니라 전기차 시장 전체가 주춤한 상황이라고 볼 수 있다. 

 
[비싼 전기차 살 바엔 중고 수입 세단]

전기차는 화석연료로 운행하는 모빌리티를 대체하기 위한 친환경 운송수단으로써 등장했다. 단순히 친환경적일 뿐 아니라 승차감도 좋아지고, 소음도 줄어드는 등 나름의 장점이 있다. 하지만 신기술이라는 명분을 가진 친환경 관련 기술들은 항상 '가격'이라는 문제에 직면한다. 그리고 이것이 전기차 시장을 주춤하게 만든 큰 요인 중 하나다. 

 [자료2. 테슬라 모델3 세단]

출처: 디지털투데이

네이버 포털사이트에 기아 레이 EV의 가격을 검색하면 2,700만~3,000만 원 사이의 값이 나온다. 다양한 정책을 통해 보조금을 받는다고 해도 최소 2,000만 원 이상을 지불해야 한다는 얘기다. 위의 사진에 해당하는 테슬라의 모델3 세단은 가격 인상이 지속적으로 이루어져 현재는 기준값이 6,000만 원이다. 레이 가솔린 모델의 값이 1,300만~1,850만 원 사이인 것을 감안하면 얼마나 비싼 편인지 감이 잡힐 것이다. 
전기차가 비싼 이유는 무엇일까? 바로 배터리 때문이다. 전기차의 배터리는 차량 가격의 30% 이상을 차지하며 심지어 주기적으로 교체해 줘야 한다. 잔고장이 자주 일어나는 전자기기이기 때문이다. 배터리 교체 값에 1,000만 원 이상을 썼다는 후기들은 커뮤니티에서 쉽게 찾을 수 있다. 
이에 대한 임시 해결책으로 중국산 저가 배터리를 탑재한 차량들을 출시하는 경우가 늘어나고 있다. 최근 테슬라를 비롯해 볼보, 현대차 등이 기존보다 훨씬 저렴한 값에 전기차를 출시할 수 있었던 것도 저렴한 중국산 배터리를 탑재했기 때문이다. 

 
[충전하고 싶어]

결국 배터리를 비롯한 전기차의 비싼 가격은 시간이 지나면서 발생하는 규모의 경제를 노려야 하는 상황이다. 그렇다면 가격 문제만 해결되면 전기차 시장이 다시금 호황을 누릴까? 그것은 아니다. 가격 말고도 전기차 사용을 가로막는 또 다른 문제가 있는데 바로 충전 인프라의 부족이다.

 [자료3. SK E&S 전기차 파킹클라우드]

출처: FETV

전기차는 앞서 말했듯이 배터리로 움직이기에 충전이 반드시 필요하다. 그런데 충전 인프라가 아직 전국에 많지 않은 편이다. SK E&S가 '파킹클라우드'라는 이름으로 국내 최대 충전 인프라를 선보이고는 있지만 총체적으로 바라봤을 때 전기차 차량 수가 50만 대 정도인 데에 비해 충전소가 약 30만 대밖에 되지 않는다. 이는 그동안 예상을 뛰어넘는 속도의 전기차 개발 속도를 충전 인프라가 따라가지 못했기 때문이다. 이 문제 또한 시간이 해결해 줘야 한다. 정부가 2030년까지 충전기 수를 123만 대까지 확충하겠다는 정책을 발표하는 등 문제의식을 느끼고 있기 때문이다.

 
[전기차는 위험해?]

전기로 가동되는 기기들은 화재의 위험을 필수적으로 가지고 있다. 이는 전기차도 마찬가지다. 전기차의 배터리는 충격을 받을 경우 온도의 급상승으로 인해 '배터리 열폭주'가 발생할 수 있다. 게다가 배터리의 겉면이 금속으로 되어 있어서 진화도 힘들다.

 [자료4. 전기자동차 화재진압용 임시수조 설치 모습]

출처: 전기신문

이에 관해 대구 수성구의회의 의원이 "소방관들은 배터리 화재를 진압하기 위해서 공기 차단용 덮개를 씌운 후 주변에 수조를 설치해 진화하고 있다. 그러나 연소가 계속 이뤄지고 있는 현장에서 수조를 설치하고 진화하기에는 현실적으로 힘들다"며 "높은 점도의 소화약제가 들어있는 소화기를 사용하거나 2차 피해를 막기 위해 강한 냉각 작용이 가능한 소화기를 공공장소나 지하 주차장 등 전기차 충전소가 있는 곳에 도입해야 한다"고 말했다. 결국 충전소처럼 전용 인프라의 확충이 필요하다는 얘기다. 
물론 전기차에서 화재가 발생할 가능성이 내연기관차보다 낮은 것은 사실이다. 그러나 발생할 경우에 진압하는 것이 매우 힘들기 때문에 적절한 해결책 마련이 필요해 보이고, 충전의 어려움 및 화재의 위험성을 모두 가지고 있는 전기차 배터리의 앞날이 쉽지만은 않아 보인다.

 
[배터리 업계의 새로운 먹거리 ESS]

다양한 문제를 안고 있는 배터리 및 전지가 시장에서 잠시 밀리고 다크호스로 떠오르고 있는 것이 있는데 바로 ESS(에너지저장장치)다.

[자료5. 신재생에너지와 ESS를 접목하는 분산발전시스템]

출처: 가스신문

ESS는 신재생에너지의 저장 불가능성을 해결하기 위해 처음 등장했다. 저장 방식에 따라서 양수 발전, 압축 공기 저장 장치, 플라이 휠 등을 이용하는 물리적 저장과 리튬 이온 전지, 납축전지, 흐름 전지 등의 화학적 저장으로 분류된다. 또한 전기 에너지로 물을 전기 분하여 수소 형태로 저장하는 것도 일종의 에너지 저장이다. 
ESS도 결국 종류에 따라서는 배터리 및 이차전지를 활용해 전기를 저장한다는 것이고 실제로 가장 인기 있는 방식이 리튬이온전지를 활용한 방식이다. 전력 변환 효율이 96%로 다른 방식에 비해 우수하기 때문이다.

 [자료6. ESS 화재 대응 모델링 예시]

출처: 전기학회논문

ESS가 주춤했던 가장 큰 이유는 역시나 화재였다. 잦은 화재 사고로 인해 방화 기술의 개발이 전기차 배터리보다 먼저 시작되었고, 안전성 기술 개발 및 평가가 많이 이루어져 왔다. 위의 사진은 ESS 관련 화재가 발생한 사례들을 위험성, 안정성, 심각성, 검출도 등을 기준으로 위험도를 매겨 모델링으로 구현함으로써 안전성 평가를 진행한 예시다. 이런 식으로 ESS의 직접적 화재 방지 기술 연구뿐 아니라 안전성 평가에 관한 모델링 연구도 많이 수행되고 있다.
 

[ESS의 구세주인 전기차 캐즘]

[자료7. 배터리 3사 영업이익]

출처: 포쓰저널

원래는 배터리 업계의 차세대 먹거리로 전기차 시장이 거론되어 왔으나, 캐즘으로 인해 쉽지 않은 형국에 놓여 있다. K-배터리 3사의 글로벌 전기차 배터리 시장 점유율이 전년 대비 1.6%포인트(p) 하락한 것을 통해 수치적으로도 확인 가능하다. LG에너지솔루션은 전년 동기 대비 7.1% 상승한 26GWh를 기록하며 2위를 유지했고, 삼성SDI가 33.1% 상승한 10.9GWh를 기록하며 3위에 올랐으며, SK온은 현대차그룹의 아이오닉5, EV6 판매 감소 영향으로 1.3% 역성장한 10.3GWh로 4위를 기록했다. 순위가 낮지 않아서 괜찮다고 생각할 수 있지만, 사실상 해외에서의 자동차 판매량 증대 덕분에 이만큼이라도 유지된 것이라 만족스러운 실정이라고 보기는 어렵다. 결국 떨어진 공장 가동률을 끌어올리기 위해서라도 배터리 업계들이 ESS로 눈을 돌릴 수밖에 없는 것이다.

 
[해외에서도 ESS를 주목한다]

[자료8. 미국 ESS 설치량 및 시장 점유율]

출처: 한국경제

단지 배터리 업계가 전반적으로 주춤하기 때문에 ESS가 떠오른 것이냐고 묻는다면 그건 아니다. 미국의 태양광 사용 증대를 비롯한 신재생에너지 사용률 증가가 ESS의 인기에 불을 붙이고 있다. 작년 1분기 1,781MWH였던 미국의 ESS 설치량이 4분기에 12,351MWH로 여덟 배 가까이 오르는 결과가 나타났고, 미국 유틸리티 태양광 업체인 퍼스트솔라는 최근 3개월 동안 주가가 72.55% 급등했으며, 데이터센터용 수소연료전지 업체인 블룸에너지는 44.65%, ESS 업체인 플루언스에너지는 46.68% 올랐다.
ESS의 해외 인기가 이렇게 높아진 이유는 무엇일까? 바로 설치비가 떨어져서다. 미국 캘리포니아 주의 태양광 패널 및 ESS 설치 자체의 비용이 20~30% 하락했고 인플레이션 감축법(IRA)에 따라 설치비의 30%를 환급받을 수 있다. 이를 합치면 5KW 설비를 통해 연간 2,000달러 상당의 전기를 생산할 수 있는 만큼 7~8년간 운영하면 설치비를 전부 뽑을 수 있다는 것을 의미한다. 결국 가격경쟁력이 친환경 관련 기술의 성장세에 막대한 영향을 미친다는 것을 알 수 있는 것이다. 

 
[ESS 시장을 공략하라]

최근 삼성이 비상경영에 돌입할 만큼 전세계 산업 추세가 안정하지 못하고, 우리나라의 기술력 확보의 중요성이 대두되고 있다. 이런 상황 속에서 ESS의 인기는 큰 기회다. 이에 전기차 캐즘으로 인해 먹거리를 잠시 잃었던 K-배터리 3사를 비롯해 다양한 기업들이 ESS개발 및 협약에 관해 많은 움직임을 가져가고 있다. 

[자료9. K-배터리 3사 시장 점유율]

출처: 디지털데일리

우선 K-배터리 3사의 움직임을 살펴보자.
삼성 SDI는 주력 ESS 제품인 'SBB(삼성배터리박스)'로 '인터배터리 2024'에서 최고 혁신상을 수상했다. 올해 안으로 해당 제품의 에너지밀도를 30% 높인 SBB도 선보일 계획이라고 하며, 에코프로이노베이션과 총 약 15만 4,000톤 규모의 수산화리튬 장기 공급 계약을 맺었다고 11일 밝혔다. 에코프로이노베이션은 이번 계약으로 2033년까지 삼성SDI 국내 사업장과 헝가리 사업장 등에 총 약 15만 4,000톤 규모의 수산화리튬을 공급할 예정이다.
LG에너지솔루션은 지난 4월 애리조나주 퀸크릭에서 원통형 및 에너지 저장장치 리튬인산철(LFP) 배터리 전용 생산공정 착공에 들어갔다. 또한 한화에너지가 애리조나주에 조성하는 ESS 프로젝트에 참여해 ESS를 공급하는 등 협업을 진행하고 있다. 
SK온은 2021년 북미 ESS 기업인 'IHI 테라선 솔루션'과 손잡고 미국 현지에서 재생에너지와 연계한 ESS 사업을 전개하고 있다.
K-배터리 3사에 해당하지는 않지만, SK E&S도 말레이시아 최대 전력 기업과 에너지솔루션 사업 협력을 통해 아세안 지역 에너지 전환 지원에 나선다. 25일 말레이시아 푸트라자야에서 TNB(Tenaga Nasional Berhad) 산하 연구소인 TNBR(TNB Research Sdn. Bhd.)과 ‘마이크로그리드 사업을 위한 전략적 파트너십’ 업무협약(MOU)을 체결했다고 밝혔다. 이번 업무협약을 통해 SK E&S와 TNBR은 배터리에너지저장장치(BESS·Battery Energy Storage System) 및 태양광 등 분산 전원을 통합 관리하기 위한 시스템을 공동 구축하게 된다.
 

[차세대 선두주자는?]

테슬라를 필두로 하는 전기차 시장의 캐즘 현상은 일시적이라는 평가가 많다. 모빌리티 시장의 굳건한 인프라로 자리잡히기 전의 성장통 시기인 것이라는 얘기다. 이에 대해 미 금융 매체 마켓워치는 국내에 '돈나무 언니'로 알려진 투자가 캐시 우드의 자산운용사 아크 인베스트먼트(이하 아크)가 테슬라의 새로운 목표주가를 제시하는 보고서를 냈다고 전했다. 아크는 "테슬라가 2029년에 주당 2천600달러의 가치에 도달할 것으로 예상한다"고 밝혔다. 이는 전날 종가(170.66달러) 기준으로 약 15배 수준에 도달한다는 것을 의미한다. 
전기차 시장이 다시금 과거의 명성을 되찾기 위해서는 중국의 저가 전기차를 막아야 하는데 미국, 유럽이 최근 강력한 관세로 통제를 진행하고 있으며, 테슬라의 최고경영자인 일론 머스크가 한화 수십조 원대의 성과 보상을 하기로 한 결정을 재승인하는 안건이 13일(현지 시) 테슬라 주주총회에서 가결됐다. 이 보상안은 머스크가 테슬라의 매출과 시가총액 등을 기준으로 단계별 성과를 달성하면 12회에 걸쳐 총 3억 300만 주의 스톡옵션을 지급하는 내용이다. 상당한 수준의 보상안에 대주주들이 대거 동의했고, 다시금 주가가 소폭 상승하고 있다. 

[자료10. 테슬라 및 도요타 등락률]

출처: 한경 BUSINESS

이렇듯 전기차 시장의 수요둔화 현상을 역전시키기 위해 관세부과, 주주 설득, 기술개발 등을 통해 다양한 노력이 이뤄지고 있으며 이와 동시에 현재의 전기차 시장 둔화를 발판 삼아 하이브리드 자동차, 수소엔진차 등이 일시적으로 떠오르고 있다. 하이브리드 자동차를 선보이고 있는 도요타의 아키오 회장은 "주가에 있어서 우리는 지고 있다. 하지만 제품에 관해서는 고객이 선택할 수 있는 풀메뉴가 있다."고 하며 미래지향적으로 내다봤을 때에 내연기관차가 강자가 될 것이라는 신뢰를 드러냈다. 그는 수소차에도 가능성이 있다며 다른 가능성에 지속 투자하며 위험을 분산하는 것이 종국에는 고객, 기업, 환경에 모두 올바른 방법이었음이 드러날 것이라고 자신했다. 
가격 경쟁력 및 친환경성을 주제로 치열하게 대립하는 모빌리티 시장의 다각화로 인해 다양한 업계가 지각변동을 맞이하고 있다. 이에 우리나라는 글로벌 경쟁력을 잃지 않기 위해 발 빠르게 대응하고 자국만의 기술력을 보유하기 위해 노력해야 한다고 보다. 우리나라는 원자재가 풍부하지 않기 때문이다. 모빌리티의 다각화가 이루어지고 있는 현시점에서 종국에는 어떤 모빌리티가 우리의 일상을 지배하게 될지, 혹은 다양한 모빌리티가 공존하는 시대가 될지 주목할 필요가 있어 보인다. 또한 우리나라가 글로벌 경쟁력 유지를 위해 앞으로 어떤 움직임을 선보이는지 지켜보자.

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ESS, 배터리에 대한 대학생신재생에너지기자단 기사 더 알아보기
1. "24년 전고체 배터리 현주소", 25기 백선우, https://renewableenergyfollowers.org/4474

24년 전고체 배터리 현주소

2. 장수명 배터리를 위한 배터리 전용 항산화제, 25기 송현승, https://renewableenergyfollowers.org/4467

장수명 배터리를 위한 배터리 전용 항산화제

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참고문헌
[전기차 시대 종말?]
1) 김다연, "테슬라 주가·크록스 주가·나스닥 주가, 4월 1주차 랭키파이 미국 주식 인기 종목 트렌드지수 순위 발표", 리서치페이퍼, 2024.04.03, https://www.research-paper.co.kr/news/articleView.html?idxno=305704
[비싼 전기차 살 바엔 중고 수입 세단]
1) AI리포터, "테슬라, 3분기 실적 하회에 모델3·모델Y 가격 인하", 2023.10.06, Digital Today, https://www.digitaltoday.co.kr/news/articleView.html?idxno=489967
[충전하고 싶어]
1) 박제성, "SK E&S, ‘파킹클라우드’ 통해 전기차 충전사업 국내진출", 2023.01.18, FETV, https://www.fetv.co.kr/news/article.html?no=132456
[전기차는 위험해?]
1) 윤재현, "경남소방본부, 전기자동차 화재대응 특별교육 실시", 전기신문, 2021.10.30, https://www.electimes.com/news/articleView.html?idxno=224525

2) 이성덕, "박충배 수성구의원 "전기차 화재 대비한 맞춤형 소화기 필요"", 뉴스1, 2024.06.14, https://www.news1.kr/articles/5447742

[배터리 업계의 새로운 먹거리 ESS]
1) 이예빈 외 5명, "운용환경 및 용도를 고려한 ESS의 안전성 평가 방안에 관한 연구", 전기학회논문지, 제73권, 5호, 778쪽, 2024.05
2) 주병국, "SK E&S, 말레이시아 최대 전력기업과 에너지솔루션 사업 협력 나서" 가스신문, 2024.04.25, http://www.gasnews.com/news/articleView.html?idxno=115020
[ESS의 구세주인 전기차 캐즘]
1) 서영길, "역대 최대 매출 다시 쓴 K-배터리 3사…영업이익은 희비", 포쓰저널, 2024.02.06, https://www.4th.kr/news/articleView.html?idxno=2057052
[해외에서도 ESS를 주목한다]
1) 배태웅, "AI 타고 날아오르는 신재생에너지株…"해외 매출·유틸리티 2가지 꼭 보고 투자해야"", 한국경제, 2024.06.14, https://www.hankyung.com/article/202406117870i
2) 성상훈, "계륵 신세였던 ESS…美 신재생 훈풍 타고 효자로", 한국경제, 2024.05.10, https://www.hankyung.com/article/2024051019221
[ESS 시장을 공략하라]
1) 고성현, "ESS판 커진다…후방 생태계 꾸리는 배터리 업계", 디지털 데일리, 2024.06.15, https://www.ddaily.co.kr/page/view/2024061416014588435
2) 주병국, "SK E&S, 말레이시아 최대 전력기업과 에너지솔루션 사업 협력 나서" 가스신문, 2024.04.25, http://www.gasnews.com/news/articleView.html?idxno=115020
[차세대 선두주자는?]
1) 이영호, "돈나무 언니 "테슬라, 5년 후 15배 간다"", 한국경제 TV, 2024.06.13, https://www.wowtv.co.kr/NewsCenter/News/Read?articleId=A202406130005&t=NN
2) 임선우, "머스크 "성과 보상안 찬성표 압도적"…표결 앞두고 테슬라 주가 장중 4% 상승", sbsbiz, 2024.06.14, https://biz.sbs.co.kr/article/20000176237?division=NAVER
3) 정채희, " “도요타가 맞았다?”…‘전기차 열등생’ 오명 벗은 도요타 [하이브리드 고속주행]", 한경BUSINESS, 2024.05.13,  https://magazine.hankyung.com/business/article/202405096022b
4) 정한국, " '공공의 적' 된 中 전기차… 글로벌 공급망을 뒤바꾼다", 조선경제, 2024.06.14,  https://www.chosun.com/economy/auto/2024/06/14/JT6RQAX6MZGVBO7T5NKD7XLJDY/?utm_source=naver&utm_medium=referral&utm_campaign=naver-news