보고서 정보
주관연구기관 |
산업연구원 Korea Institute for Industrial Economics and Trade |
보고서유형 | 최종보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 |
한국어
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발행년월 | 2015-12 |
과제시작연도 |
2015 |
주관부처 |
국무조정실 The Office for Government Policy Coordination |
등록번호 |
TRKO201600002927 |
과제고유번호 |
1105009575 |
사업명 |
산업연구원 |
DB 구축일자 |
2016-06-18
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DOI |
https://doi.org/10.23000/TRKO201600002927 |
초록
▼
1. 연구배경 및 목적
우리나라의 최종에너지 소비량은 해마다 꾸준히 증가하여, 2012년 기준 166.38Mtoe3)로 세계 최종에너지 소비 9위를 차지하고 있다.최종에너지 소비량 증가는 전력과 석탄, 가스를 중심으로 양적확대가 이루어진 것에 기인한다. 전력의 경우, 석유 다음으로 많이 소비하는 에너지원이며 우리나라 에너지 소비의 약 25%는 전력의 형태로 소비되고 있다.
이처럼 전기에너지는 사용의 편리성을 갖추고 있으므로 가장 광범위하게 사용되고 있는 에너지이나 생산되는 즉시 소비해야 하는 재화로 다른 에너지와는 달리
1. 연구배경 및 목적
우리나라의 최종에너지 소비량은 해마다 꾸준히 증가하여, 2012년 기준 166.38Mtoe3)로 세계 최종에너지 소비 9위를 차지하고 있다.최종에너지 소비량 증가는 전력과 석탄, 가스를 중심으로 양적확대가 이루어진 것에 기인한다. 전력의 경우, 석유 다음으로 많이 소비하는 에너지원이며 우리나라 에너지 소비의 약 25%는 전력의 형태로 소비되고 있다.
이처럼 전기에너지는 사용의 편리성을 갖추고 있으므로 가장 광범위하게 사용되고 있는 에너지이나 생산되는 즉시 소비해야 하는 재화로 다른 에너지와는 달리 저장이 불가능하여 재화의 효율적 사용이 어려운 태생적 한계가 존재한다. 그러나 꾸준히 증가하는 전력수요 및 경제성장을 견인하기 위한 에너지소비 확대에 대응하기 위해서는 발전용량의 확대가 불가피한 실정이다.
새롭게 등장한 에너지저장시스템(Energy Storage System)은 잉여 전력을 전력계통에 저장하였다가 전력이 가장 필요한 시기에 공급하는 메커니즘을 통해, 전력계통의 변동성을 완화하고 에너지공급시스템의 효율성을 제고하는 장치이다. 에너지저장시스템은 저장이 불가능하다는 한계를 지닌 전력의 저장성을 극복하고 전력공급 및 소비에서 발생하는 여러 비효율을 개선할 수 있는 장치라는 면에서 전력인프라의 새로운 시대를 열었다고 할 수 있다.
에너지저장시스템은 발전원, 송·배전 단계, 수용가, 분산전원 등에 위치하여 전력계통의 효율성을 제고하는 데 활용될 수 있다. 발전원 단계에 에너지저장시스템이 위치할 경우, ① 예비력과 부하추종, ② 발전기 출력제어, ③ 공급용량 확보, ④ 신재생에너지 변동성개선, ⑤ 신재생에너지 용량 확보(Renewables Capacity Firming) 등의 역할을 할 수 있다. 에너지저장시스템이 송·배전 단계에 위치할 경우,① 전압제어, ② 송전혼잡완화, ③ 송전보조, ④ 변전소 보조전원의 역할을 수행할 수 있으며, 궁극적으로 송전선로 신규 건설 지연에 큰 역할을 할 수 있다. 또한 간헐적으로 발전되는 신재생에너지로 인해 나타나는 송·배전상 전압품질 저하 등의 문제를 보정할 수 있다.
현재 태동기에 있는 국내 에너지저장시스템산업의 현황을 파악하고, 주요 선진국의 에너지저장시스템산업과의 비교를 통한 관련산업의 고도화 방안에 대한 연구가 어느 때보다도 필요한 시점이라고 할 수 있다. 또한 국내 에너지저장시스템산업의 수익성을 살펴봄으로써 국내 에너지저장시스템산업의 문제점을 고찰하고 산업 발전을 위한 체계적인 지원방안 설계 필요성이 대두되고 있다.
따라서 본 보고서는 국내 에너지저장시스템산업을 주요 기술별로 분류하여 각 기술별 산업의 현황 및 가치사슬을 분석하고 문제점 및 발전 방안을 제시하고자 한다. 또한 발전원 단계에 위치한 에너지저장시스템이 신재생에너지와 연계될 경우의 경제적 파급효과를 에너지비용 감소 및 예비력비용 감소의 관점에서 분석해 보고자 한다. 궁극적으로 에너지저장시스템산업의 비용편익분석을 통해 관련 산업의 수익성을 진단해보고 국내 에너지저장시스템산업의 발전방안을 제시하는 것이 연구의 주목적이다.
Abstract
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Energy storage system(ESS) is accomplished by devices that store electricity to perform useful processes at a peak time. These devices help to maintain electricity network stability and raise efficiency of energy supply. In addition, ESS loose the fundamental electricity problem which storage is imp
Energy storage system(ESS) is accomplished by devices that store electricity to perform useful processes at a peak time. These devices help to maintain electricity network stability and raise efficiency of energy supply. In addition, ESS loose the fundamental electricity problem which storage is impossible and improve the inefficiency of energy consumption and production. Therefore, it is said that ESS is the most important electricity infrastructure in the smart grid era.
Despite the importance of ESS, researches which analyze Korea’s ESS industry and the development suggestions are not sufficient. Korea’s ESS industry is in its embryonic stage. Therefore, it is necessary to investigate the current issue and problems of Korea’s ESS industry and suggest the development plans. In addition, it is also important to estimate the ESS business profitability and suggest the systematic design for increasing this industry profit.
This study analyzes the value chain and current issues of ESS industry and evaluate current competitiveness of Korea’s ESS industry by different battery technologies (Lithium-ion Batteries, Redox Flow Batteries, Sodium-Sulfuide Batteries, capacitor and Flywheel). The costbenefit analysis for ESS industry is also studied. It is concluded that the Korea ESS industry cost is over the benefit. It means that the ESS industry profitability is very low and the government support policy is necessary to increase private sector investment for ESS. Based on the results of the analysis, policy suggestions for upgrading the Korea ESS industry draw as a conclusion.
According to B3(2014), the market share of Korea’s Lithiumion Batteries at third quarter in 2014 is 43.6%(Samsung SDI 23.6%, LG chemical 20.0%). It is known that Korea’s Lithium-ion Batteries technology is the word best. In case of Lithium-ion Batteries and Capacitor, the mass production is implemented in Korea. Other technologies are in the technology development stage.
Finally, in this study, we suggest some strategies in order to develop the Korea ESS industry. ① The introduction of ESS installation obligation regime is necessary in energy consuming glutton buildings.In Korea, public building, institute, school, commercial buildings are the most energy consuming part. If ESS installation obligation regime is activated at these buildings, 232MW’s ESS new demand is created.② It needs to proceed ESS lease project connecting with small scale new renewable energy. If the ESS lease business is introduced, the consumer’s installation cost burden is lowered and the management and maintenance risks are also reduced. ③ It is useful to develop the ODA energy supply support project with ESS installation. Based on this project, Korea domestic companies get Track-record and extend its business abroad. ④ It is necessary to establish ‘International ESS research institutions’. The main function of this institution is to build infra for ESS test and certification and support domestic ESS companies to extend its business abroad. ⑤ To expand ESS domestic demand market, ESS installation subsidy and tax credit policy are essential.⑥ It is important to redesign the domestic Adjust Frequency Service(AS). The current subsidy price for AS is just 2,998won/MWh and this price can not cover the benefit of AS. AS subsidy price should be increased. ⑦ The domestic electricity price system should be redesigned. The current electricity price system can not encourage ESS installation due to the low price and small price difference between peak and off-peak time. ⑧ There is a need to design different support policy among different battery technologies. In case of Redox Flow battery, it is necessary to support technology development and Lithiumion Batteries Companies need to support to pioneer overseas market.⑨ Lastly, the manpower training program for ESS should be expanded.
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