ESS 배터리 경쟁 붙었다…나트륨이온, LFP 기술 추격 [카테고리 설정이 아직되어 있지 않습니다.] 에너지저장장치(ESS)용 배터리 분야에서 가격 측면의 장점을 가진 나트륨이온전지가 리튬인산철(LFP) 배터리와의 기술 격차를 좁히고 있다는 분석이 나왔다.
강진수 서울대학교 에너지자원공학과 교수는 8월 6일 서울대학교와 에너지신산업 혁신융합대학사업단이 주최하고 재단법인 기후변화센터가 주관한 제9회 ‘톡톡_Talk Talk! 탄소중립’에서 ‘탄소중립을 위한 에너지 저장 및 활용 기술’을 주제로 발표했다.
강진수 서울대학교 에너지자원공학과 교수/사진=클리마투스 컬리지 제공·AI 수정
전기차에선 리튬, ESS에선 달라지는 배터리 셈법
강 교수는 전기차와 ESS는 배터리에 요구하는 조건이 다르다”고 말했다. 그는 전기차는 배터리를 싣고 움직여야 하기 때문에 무게 대비 많은 에너지를 저장하는 에너지 밀도가 중요하다”며 고정형 ESS는 무게와 부피의 제약이 상대적으로 작다”고 설명했다.
나트륨이온전지는 이 조건에서 장단점이 뚜렷하다. 리튬이온전지보다 에너지 밀도가 낮고 수명도 짧지만, 나트륨 원재료의 가격이 낮고 안전성이 높다는 게 강 교수의 설명이다. 영하의 온도에서도 상대적으로 성능을 유지할 수 있다는 특성도 있다. 즉 이동수단에서는 약점인 낮은 에너지 밀도가 고정형 저장장치에서는 상대적으로 덜 치명적인 셈이다.
ESS에서 나트륨이온전지가 넘어야 할 상대는 가격 경쟁력을 확보한 리튬인산철(LFP) 배터리다. LFP는 리튬이온 계열 가운데 비용을 낮춘 기술인 반면, 나트륨이온전지는 리튬보다 저렴한 나트륨을 사용한다는 원재료 측면의 장점을 갖고 있다. 안전성과 저온 성능도 나트륨이온전지의 강점으로 꼽힌다. 다만 에너지 밀도와 수명은 아직 리튬이온전지에 미치지 못한다.
그 격차가 기술 개발을 통해 좁혀지고 있다는 게 강 교수의 설명이다. 강 교수는 나트륨이온전지가 리튬인산철 배터리를 기술 면에서 빠르게 추격하고 있다”고 말했다.
LFP·나트륨 경쟁, ESS 가격 낮춘다…재생에너지 결합도 빨라지나
배터리 기술 경쟁은 ESS의 가격을 낮추는 요인으로도 작용할 전망이다. 강 교수는 리튬이온 배터리가 과거에는 ESS에 사용하기에 비쌌지만, 시장이 커지면서 단가가 크게 떨어져 현재는 보편적으로 활용될 만큼 경제성을 확보했다”고 설명했다.
다음 가격 하락을 이끌 변수로는 LFP와 나트륨이온전지의 기술 발전과 시장 확대를 꼽았다. LFP가 가격 경쟁력을 확보한 가운데 나트륨이온전지도 기술 격차를 좁히고 시장이 빠르게 열리면서 ESS 가격 하락에 함께 기여할 수 있다는 설명이다. 강 교수는 정확한 시점을 특정하기는 어렵다면서도 ESS 가격 하락과 재생에너지의 결합이 예상보다 이른 시점에 이뤄질 수 있다”고 전망했다.
다만 저장 규모가 커지면 배터리가 항상 유리한 것은 아니다. 강 교수는 소규모 저장에서는 배터리가 경제성 측면에서 유리하지만, 대규모에서는 양수발전이나 압축공기에너지저장(CAES)이 유리한 경향이 있다”고 설명했다. ESS 역시 하나의 기술이 시장을 대체하기보다 저장 규모와 목적에 따라 여러 기술이 조합돼 활용될 것으로 내다봤다.
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