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10여년 전만 해도 '에너지 저장'이라는 용어는 여전히 대중의 인식에서 벗어나 있었습니다. 그러나 새로운 에너지원의 비약적인 발전으로 인해 전력 공급의 연속성과 전력 수요의 불연속성 사이의 모순이 계속되고 있습니다. 강화하다. 에너지 저장 시스템을 적용하면 다양한 시나리오에서 새로운 에너지를 전력 시스템에 통합함으로써 발생하는 강한 무작위성과 높은 변동성의 문제를 해결할 수 있습니다. 따라서 에너지 저장 장치 개발에 대한 요구가 더욱 강해졌습니다. 수준이 낮고 안전성을 개선해야 하는 문제로 인해 에너지 저장 산업의 발전이 제한되고 있습니다.

에너지 저장 기술 분야에서 수년간의 노력 끝에 우리나라 에너지 저장 회사의 에너지 저장 배터리는 이제 전통적인 액체에서 더 안전한 고체 상태로 전환하고 있으며 에너지 저장 용량도 과거 2,000도에서 새로운 높이로 도약했습니다. 5,000도. 에너지 저장 산업의 발전 배경은 기술 혁신이며 에너지 개발의 선두에 서기 위한 기술 혁신을 통해 에너지 저장의 유연성 가치도 효과적으로 발휘될 것입니다.

20피트 컨테이너에 담긴 5,000kWh의 전력

에너지 저장 시스템은 먼저 물리적, 화학적 수단을 통해 전기 에너지를 다른 형태의 에너지로 전환하여 저장한 다음, 필요할 때 에너지를 전기 에너지로 변환하여 방출하는 거대한 전력 은행과 같습니다.

이러한 특성으로 인해 피크 감소 및 밸리 채우기, 피크 조절 및 주파수 변조는 에너지 저장 시스템의 일상적인 기능이 되었습니다. 새로운 전력 시스템 구축 시 에너지 저장 시스템은 태양광, 풍력 등 새로운 에너지원의 소비를 촉진하고 전력 시스템에서 재생 에너지의 비율을 높일 수 있습니다.

공공정보에 따르면 2023년 우리나라의 재생에너지 설치 발전용량은 50% 이상을 차지할 것이며, 풍력 및 태양광 발전 설치용량은 10억 4천만 킬로와트에 달해 2024년 상반기 발전량의 15%를 차지할 것으로 예상된다. , 국가의 누적 풍력 및 태양광 설치 용량은 11억 8천만 킬로와트를 초과했습니다.

전력 시스템을 중심으로 새로운 에너지 저장 장치의 개발이 가속화되었습니다. 2023년 말 기준으로 우리나라에서 운영 중인 신규 에너지 저장 프로젝트의 총 설치 용량은 약 34.5GW/74.5GWh(리튬이온 배터리 에너지 저장 장치가 97%를 차지)에 도달했으며, 지난 5년간 100%를 넘어섰습니다. 또한 CNESA 글로벌 에너지 저장 데이터베이스의 불완전한 통계에 따르면 2024년 6월 국내 신규 에너지 저장 프로젝트 규모는 총 5.40GW/11.77GWh로 2024년 이후 최고치를 기록해 +21%/+25를 기록했다. 전년 대비 %.

에너지 저장에 대한 수요는 나날이 증가하고 있으며, 에너지 저장 시스템의 에너지 밀도와 경제성을 향상시키는 것이 에너지 저장 산업의 발전 방향이 되었습니다. Beijing Haibosi Chuang Technology Co., Ltd.(이하 "Haibosi Chuang")는 에너지 저장 업계의 "유니콘" 회사입니다. Haibosi Chuang의 Qian Hao 부사장에 따르면, 기술 개선을 통해 동일한 크기의 컨테이너에 더 많은 전기를 저장할 수 있다고 합니다. 제품 에너지 밀도의 증가는 시스템 효율성을 직접적으로 향상시킬 뿐만 아니라 동일한 생산 라인 조건에서 생산이 가능하다는 것을 의미합니다. 제품 생산 능력이 향상되고 에너지 저장 스테이션의 규모가 확대됨에 따라 에너지 저장 산업의 규모 효과가 더욱 두드러지고 있으며 이는 지속적으로 비용 절감을 가져올 것입니다.

에너지 저장 산업에서 10년 이상의 탐구 끝에 Hyperstron은 에너지 밀도의 관점에서 업계에 알려진 20피트 에너지 저장 시스템 컨테이너에 5,000kWh의 전력을 설치하는 데 앞장섰습니다. 에너지저장장치 컨테이너의 에너지 밀도를 339.56kWh/m3으로 높였으며, 단위 부피당 전기를 저장할 수 있는 능력은 업계 1위다.

5000kWh의 전력의 개념은 무엇입니까? "전기 자동차의 에너지 저장량은 약 50kWh이며, 5,000kWh의 전기는 100대의 전기 자동차에 저장된 에너지와 동일합니다."

2018년경 Haiboxtron이 수행한 프로젝트에서는 20피트 컨테이너가 2023년까지 2,000kWh의 전기를 저장할 수 있었고, 같은 크기의 에너지 저장 시스템은 3,300kWh의 전기를 저장할 수 있었으며 현재는 20피트의 전력을 저장할 수 있습니다. 컨테이너는 2018년보다 두 배 이상 많은 5,000kWh의 전력을 저장할 수 있습니다.

에너지 저장 제품의 개발 및 반복은 매우 빠르며 Haiboxtron의 R&D 팀은 수요 업그레이드 속도를 따라잡기 위해 24시간 내내 일하는 경우가 많습니다. "에너지 저장은 활기차고 빠르게 발전하는 산업입니다. 최근 몇 년 동안 연간 설치 용량은 전년도에 비해 2~3배 증가했으며 제품의 에너지 밀도도 지속적으로 증가했습니다. 우리는 이러한 리듬에 적응하고 신속하게 제품을 개발하고 전체 프로세스를 검증하고 신제품을 신속하게 출시하세요.”라고 Qian Hao는 말했습니다.

디지털 인텔리전스는 통합 문제를 극복합니다.

"통합된 기술이 없으면 기업은 조만간 도태될 것입니다."라고 Qian Hao는 믿습니다.

여러 분야를 통합하는 산업으로서 에너지 저장 시스템의 제어 및 최적화는 기업이 극복해야 할 어려움입니다. 그러나 통합된 기술을 소유하는 것은 쉽지 않고, 통합된 기술을 반복적으로 구현하는 것도 어렵습니다.

2011년부터 2015년까지 우리나라의 전기화학적 에너지 저장 기술은 아직 실증적용 단계에 머물렀다. 대부분의 기업에게 이 시기는 힘든 시기이기도 합니다. 기술적인 문제를 해결하기 위해서는 에너지저장업체가 많은 에너지를 투자해야 합니다.

당시 하이보시트론은 아직 기술 축적과 시장 개척 단계에 있었습니다. 회사의 R&D팀은 다양한 분야에서 기술적 여유를 갖고 있었지만 주로 배터리 관리 시스템과 관련된 일부 핵심 기술을 습득했으며, 개발한 제품도 부족했습니다. 표준화를 위해서는 각 프로젝트마다 디버깅에 참여하기 위해 많은 직원을 현장으로 파견해야 합니다.

정밀 에너지 저장 시스템은 셀부터 배터리, 컨테이너, 심지어 최종 사용까지 각 링크에 주의가 필요합니다.

Qian Hao는 에너지 저장이 매우 복잡하고 비선형적인 시스템이라고 언급했습니다. 주류 에너지 저장 응용 형태 중 하나는 리튬 배터리를 캐리어로 사용하는 전기화학 에너지 저장이며, 일반적으로 우리가 사용하는 것은 직류를 출력합니다. 일상적인 생산과 생활은 교류입니다. 직류에서 교류로의 전환에는 전력 전자 기술이 필요합니다. 뿐만 아니라, 에너지 저장 시스템에는 배터리 관리 및 제어 기술, 다수의 배터리를 직렬 및 병렬로 연결하기 위한 전기 설계 기술 등도 필요하다.

그러나 2016년 Haibisi는 R&D와 생산을 통합하는 베이징 팡산(Beijing Fangshan) 생산 기지를 설립하고 기술 및 제품 R&D 역량, 테스트 검증 역량, 생산 및 제조 역량을 체계적으로 향상시키기 위해 실험 테스트 센터도 구축했습니다.

"연구 개발의 관점에서 우리는 제품의 디지털화를 촉진해야 합니다." Qian Hao는 앞서 언급한 실험 테스트 센터가 공장에 들어가는 순간부터 배터리 셀의 고유 ID 식별을 기록하고 충전 및 방전 용량을 기록했다고 말했습니다. , 성과 및 기타 지표를 통해 정교한 생산 관리와 제품 품질의 전체 프로세스 추적성을 달성할 수 있습니다. 전체 시스템이 점점 더 지능화되고 디지털화됨에 따라 에너지 저장 시스템은 공장에서 완전히 디버깅될 수 있습니다. 프로젝트 현장으로 운송된 후 그리드에 연결하려면 표준화되고 간단한 디버깅 작업만 필요합니다. 프로젝트 현장의 데이터를 원격으로 다시 전송하여 원격 운영 및 유지 관리를 용이하게 할 수도 있습니다.

이듬해 Haibositron은 57.45MWh 사용자 측 에너지 저장 시스템 프로젝트를 성공적으로 수행했으며 이후 에너지 저장 시스템의 핵심 기술과 산업화 역량을 완벽하게 마스터했습니다. 또한 올해 국가에너지청에서는 우리나라 에너지저장 산업의 초기 단계에 진입한 최초의 지침 문서인 '국가 에너지 저장 기술 및 산업 발전 촉진에 관한 지침 의견'을 발표했습니다. 상업화의 .

반고체 배터리, 에너지 저장 안전성 방해

2022년에는 '14차 5개년 계획' 신에너지저장장치 개발 실시계획을 발표해 2025년까지 신에너지저장장치가 상용화 초기 단계에서 대규모 개발 단계로 전환하고, 다음과 같은 여건을 갖출 것임을 명시했다. 대규모 상업 응용을 위해.

우리나라 에너지 저장 시장의 급속한 발전과 정책 지원의 점진적인 명확화로 국내외 주요 기업들이 에너지 저장 제품의 보급을 늘리기 시작했고 시장 참여자가 점차 증가했으며 시장 규모도 점차 확대되었습니다. 중관촌 에너지저장산업기술연합(Zhongguancun Energy Storage Industry Technology Alliance)이 발표한 '에너지 저장 산업 연구 백서 2024'에 따르면 2023년 중국의 새로운 에너지 저장 장치 설치 용량은 처음으로 20GW를 초과할 것으로 나타났습니다. 이는 2022년 같은 기간의 3배에 달하는 수치입니다.

그러나 안전 문제는 항상 에너지 저장 산업의 급속한 발전을 제한해 왔습니다. 국내 에너지저장 산업에서는 인산철리튬 배터리가 주류 기술 루트지만, 인산철리튬 배터리 사용 시 열폭주, 전해액 누출 등 안전 위험이 존재한다.

국가 발전 개혁 위원회 에너지 연구소의 재생 에너지 개발 센터 소장인 Zhao Yongqiang은 새로운 에너지 저장 기술 경로의 관점에서 볼 때 지난 몇 년 동안 비용이 감소해 왔다고 공개적으로 밝혔습니다. 기술개발에 있어서 가장 중요한 것은 기간, 비용, 안전성, 자원확보 등이다. 그 원동력은 대규모 신에너지 저장장치 개발에 있어 안전성 문제가 점점 더 부각되고 있다는 점이다.

이에 따라 많은 에너지 저장 기업들이 보다 안전한 반고체 배터리에 관심을 돌리고 있습니다. 액체 배터리와 달리 반고체 배터리는 액체 전해질 누출 및 가연성 위험이 감소하여 더 안전하고 본질적으로 안전합니다. 반고체 리튬전지를 예로 들면, 반고체 리튬전지는 액체전해질 함량을 줄이고 고체전해질 코팅을 높여 안전성과 에너지 밀도, 경제성을 모두 겸비해 양산 준비 중이다.

Haibosichuang은 또한 파트너인 Beijing Weilan New Energy Technology Co., Ltd.와 협력하여 반고체 리튬 이온 배터리를 기반으로 한 에너지 저장 시스템 제품을 개발한 것으로 알려져 있으며, 이는 Longquan 반고체와 같은 프로젝트에 적용되었습니다. 저장성 리수이(Lishui)에 있는 에너지 저장 발전소.

2022년부터 전고체전지의 연구개발과 산업화에 상당한 진전이 이루어져 현재는 반고체전지가 산업화되고 있다. 그러나 업계 조사 결과에 따르면 우리나라 전고체전지 산업은 현재 초기 단계에 머물러 있으며, 전고체전지의 대규모 양산에는 5~10년 정도가 소요될 것으로 업계에서는 일반적으로 인식하고 있다.

향후 일부 기관에서는 2027년쯤부터 전고체전지의 양산과 적용이 시작될 것으로 전망하고 있으며, 2030년에는 전세계 전고체전지 출하량은 614.1GWh에 달하고 시장 규모는 2500억 위안을 넘어설 것으로 예상된다. 국내 관점에서 중관촌 에너지 저장 산업 기술 연합(Zhongguancun Energy Storage Industry Technology Alliance)은 그때까지 중국의 새로운 에너지 저장 시장의 누적 설치 용량이 200GW를 초과하고 2024년부터 2030년까지 복합 성장률이 30% 이상일 것으로 예측합니다.

베이징 비즈니스 데일리(Beijing Business Daily) 기자 란 리리(Ran Lili)