6월18일, 에너지 전환과 그 동향
배터리, SMR, 석유 등 다양한 추세와 신호들
1. 배터리 제조 용량 확장 추세
https://x.com/IEA/status/1802710297611784549
- 지난 3년 동안 제조 용량이 무려 3배 이상 증가했음
- 계획된 용량 증가가 이어진다면 2030년 탄소중립 경로의 수요를 충분히 충족시킬 수 있음
- 다만, 공급망 관점에서 제조가 일부 국가에 집중(한중일)되어 있고 원재료에 대한 특정 국가 집중이 있어 공급망 리스크가 발생하고 있음
https://www.iea.org/reports/batteries-and-secure-energy-transitions/executive-summary
"전력 부문의 배터리 스토리지는 2023년에 상용화된 에너지 기술 중 가장 빠르게 성장한 기술로, 전년 대비 두 배 이상 배포가 증가했습니다. 유틸리티 규모의 배터리 프로젝트, 비하인드 더 미터 배터리, 미니 그리드 및 전기 액세스를 위한 태양광 홈 시스템에서 강력한 성장이 이루어졌으며, 전 세계적으로 총 42GW의 배터리 저장 용량이 추가되었습니다. 2023년에는 전기 자동차(EV) 배터리 배치가 40% 증가하여 1,400만 대의 전기 자동차가 새로 출시되었으며, 이는 에너지 부문에서 사용되는 배터리의 대부분을 차지했습니다."
"전 세계 수십억 대의 개인 기기에 리튬 이온 배터리가 지속적으로 사용되고 있지만, 현재 에너지 부문이 연간 리튬 이온 배터리 수요의 90% 이상을 차지하고 있습니다. 이는 전체 리튬 이온 배터리 시장이 10배나 작았던 2016년의 에너지 부문 비중 50%에서 증가한 수치입니다. 비용 하락과 성능 향상으로 리튬 이온 배터리는 스마트폰을 비롯한 개인용 전자 기기의 확산과 에너지 부문의 성장을 뒷받침하는 현대 경제의 초석이 되었습니다. 2023년에는 승용차, 버스, 트럭 등 약 4,500만 대의 전기차가 도로를 달리고 있으며, 전 세계적으로 전력 부문에서 85GW 이상의 배터리 저장 용량이 사용되고 있습니다."
-2030년 탄소중립 경로에서, 전기차는 5.4TWh, 대형 전력저장 배터리 0.52TWh, 소형 가정용 배터리 0.10TWh로 수요량이 제안되고 있으며 전기차:전력저장의 비중이 10:1로 볼 수 있음
2. 전기 선박 : 2025년 인도될 세계 최대규모의 페리
https://x.com/janrosenow/status/1802794813688885542
2,100명의 승객과 225대의 차량을 수용할 수 있으며, 4OMWh 이상의 배터리가 탑제(기존 해상운송용 보다 4배 이상 더 큰 규모)
3. 네덜란드 태양광 설치
- 전체의 1/6이 지붕형(소규모) 태양광. 도시국가의 방향을 제시하고 있을지도
- 빠른 증가와 함께, 소규모 비중도 함께 증가하는 부분은 좋은 시사점을 줄 수 있을지도 모르겠다.
(좀 더 상세한 부분을 따져봐야 할 필요는 있음)
"네덜란드 전력망에 4GW 이상의 태양광 발전 용량이 다시 추가되어 총 용량이 24GW로 증가했습니다. 작년 네덜란드에서 태양광 발전으로 생산된 전력은 전체 전력의 1/6이었으며, 올해는 그 이상이 될 것입니다. 총 용량의 42%는 주거용 지붕에 설치되어 있습니다."
4. 캐나다, 온타리오 지역에 첫번째 소형 원자로 프로젝트 실시
- 캐나다가 G7 중에서는 최초로 SMR 프로젝트를 건설 착수에 들어갔다고 볼 수 있음
- SMR에 대한 기술 실증, 상업화 여부는 2030년 전후에서 어떤 식이든 확인할 수 있을 것이라고 생각
"온타리오 달링턴 부지의 첫 번째 BWRX-300 SMR 건설 1단계가 정해진 일정과 예산에 맞춰 완료되었습니다. 이 부지에는 4개의 원자로가 건설될 계획입니다."
https://x.com/HopfJames/status/1802752777229414675
세부 내용을 찾아보니,
온타리오 주정부는 다링턴에서 건설 중인 G7 최초의 소형 모듈 원자로(SMR)의 첫 번째 단계 현장 준비 완료를 발표했다. 또한, 루마니아와 프랑스로의 성공적인 무역 사절단을 통해 온타리오 경제와 노동력을 지원할 3억 6천만 달러 규모의 중요한 거래를 확보했다고 밝혔다. 이러한 계약은 주의 원자력 전문 지식을 활용하여 온타리오 노동자들에게 일자리를 창출하고 원자력 공급망을 성장시킬 것이다.
이 사절단은 2024년 6월 6일 목요일에 임명된 스티븐 레체 에너지 및 전기화부 장관과 토드 스미스 교육부 장관이 이끌었으며, 루마니아의 SN Nuclearelectrica S.A.(SNN)와 프랑스의 Stellarex와의 새로운 계약 체결을 포함했다.
"각 관할 구역은 그리드의 탈탄소화와 에너지 안보 달성을 위해 OPG와 우리 자회사를 찾고 있습니다. 우리는 소형 모듈형 원자로 개발을 주도하고 수십 년 동안 원전을 안전하게 운영한 경험을 통해 얻은 전문성과 성공적인 달링턴 개보수에서 얻은 많은 교훈을 공유하게 되어 기쁘게 생각합니다. 이번 무역 사절단의 성과는 온타리오의 탄탄한 원자력 공급망을 위한 좋은 일자리와 전 세계를 위한 더 깨끗한 원자력 발전으로 이어질 것입니다."
- 켄 하트윅 OPG 사장 겸 CEO
"스텔라렉스는 스텔라레이터 설계를 통해 상업용 핵융합 에너지 배치를 추구하고 신속하게 실현하기 위해 온타리오 전력 발전과 협력하게 되어 기쁘게 생각합니다. 온타리오는 우리가 활용할 수 있는 독특한 글로벌 경쟁 우위를 가지고 있으며, 스텔라렉스는 경제 발전을 위한 이 획기적인 산업 전략을 발전시키기 위해 주정부와 협력하게 되어 자랑스럽게 생각합니다."
- 리차드 카티 스텔라렉스 회장
"자회사인 캐나다 원자력 파트너스 S.A.를 통해 입증된 첨단 솔루션을 제공함으로써 유럽에서 중요한 대규모 청정 에너지 프로젝트를 수행하게 되어 기쁘게 생각합니다. 캐나다의 인재와 전문성이 혁신적인 캐나다산 기술과 결합하여 어떻게 기후 변화 목표와 에너지 안보에 기여하고 온타리오주뿐만 아니라 해외에서도 경제적 이익을 창출할 수 있는지 보여줄 수 있기를 기대합니다."
- 제이슨 반 와트 로렌티스 사장 겸 CEO
5. IEA, 석유 수요 증가세는 둔화될 것으로 예상
- 석유 수요 증가세가 점차 줄어들어 2030년 경에는 수요가 둔화될 전망
- 미국 소유의 석유회사와는 다른 전망이나 정책적 노력과 다른 기술 활용으로(전기차) 석유 수요 자체가 둔화될 가능성도 높다고 생각
https://x.com/IEA/status/1802734204779688025
해당 자료의 주요 요약을 다시 요약해봤다.
1)세계 원유 시장은 중기적으로 수요 및 무역 흐름의 구조적 변화와 공급 증가로 인해 다양한 도전에 직면할 것이다. 수요 성장 둔화로 나타나며, 아시아, 특히 중국과 인도가 모든 수요 성장을 차지하나 선진 경제에서는 수요가 감소할 것이다.
2) 2025년부터 비OPEC+ 생산자들이 공급을 주도하여 수요를 초과할 것이다. 사우디아라비아는 천연가스 액체(NGLs)와 콘덴세이트에 중점을 두고 있으며, 석유화학 제품 수요 증가가 예상된다. 2030년까지 세계 공급 능력은 1억 1,380만 배럴/일에 도달할 것이며, 이는 예상 수요인 1억 540만 배럴/일보다 800만 배럴/일 많다.
3)정유사는 NGLs와 바이오 연료와 같은 비정유 제품으로의 전환으로 인해 도전에 직면할 것이다. 이러한 제품들은 2023년에서 2030년까지 수요 성장의 75%를 차지할 것이다. 전기차(EV)의 증가로 도로 운송 연료 수요는 감소할 것이며, 석유화학 원료와 항공 연료 사용이 증가할 것이다.
4)아시아 신흥 시장이 수요 성장을 주도할 것이며, 중국은 석유화학, 인도는 운송 연료가 성장 요인이다. 선진 경제의 수요는 2023년 4,570만 배럴/일에서 2030년 4,270만 배럴/일로 감소할 것이다.
5)비OPEC+ 생산자들이 미국, 브라질, 가이아나, 캐나다, 아르헨티나에서 용량 증가를 주도할 것이다. 사우디아라비아, 아랍에미리트(UAE), 이라크가 OPEC+ 용량 성장을 이끌 것이다. 상류 투자액은 2023년 5380억 달러로 13% 증가했으며, 올해 추가 7% 증가가 예상된다.
6) 세계 정제 능력은 2030년까지 330만 배럴/일 증가할 것이며, 중국과 인도에 집중될 것이다. 비정유 연료 제품은 추가 정제 능력 필요성을 줄일 것이다. 세계 원유 무역은 아시아의 원유 및 제품 공급 부족과 대서양 분지의 잉여로 인해 동쪽으로 이동할 것이다.
6. 배터리 : 전력 저장으로의 빠른 확장 (전문을 번역) 캘리포니아와 호주의 사례
전력망에서 많은 태양광 패널이 있는 경우, 전력 수요를 그래프로 그리면 오리와 비슷하게 보인다. 아침과 저녁에는 전력 사용량이 높고 (사람들이 전력망을 많이 이용할 때), 낮 중간에는 전력 사용량이 크게 줄어든다 (많은 사람들이 자신의 태양광을 사용하고 전력망으로부터 필요로 하는 전력이 줄어들 때)이다. 이를 "덕 커브"라고 한다. 귀엽게 들리지만, 이는 전 세계 에너지 유틸리티에게 중요한 도전 과제이다. 그 이유는 태양광이 저녁 수요 급증 직전에 전력망에 전력을 공급하는 것을 멈추기 때문이다. 사람들이 퇴근하고 집에 돌아올 때이다. 이는 전력망에 더 큰 부담을 주며, 화석 연료 발전기의 필요성을 부각시켜 유틸리티에 경제적 문제를 야기한다.
캘리포니아의 경험이 우리에게 보여주는 것은 무엇인가?
캘리포니아 당국은 오랜 세월 동안 덕 커브 문제와 씨름해왔다. 이 주는 세계에서 다섯 번째로 큰 경제 규모를 가진 경제 대국이며, 세계 최대 규모의 주 전력망 중 하나를 보유하고 있고, 성숙한 태양광 시장을 가지고 있다.
2019년에 캘리포니아의 전력망에 대규모 배터리가 등장하기 시작했다. 이 부문은 5년 만에 1,250% 성장하여 7억 7천만 와트에서 100억 와트로 급증하는 엄청난 성장을 이루었다. 이제 그 결과를 확인할 수 있다. 유명한 덕 커브가 변화하고 있으며, 풍부한 태양광이 저녁 피크 시간대로 이동되고 있다.
태양광과 배터리는 자연스러운 조합이다. 이들을 결합하면 미래의 에너지 그리드에 대한 상호 이익 모델을 제공하여, 저렴하지만 시간 제한이 있는 태양광 전력을 훨씬 더 다용도적인 상품, 즉 필요할 때 사용할 수 있는 전기로 변환할 수 있다.
올해 4월 어느 저녁 2시간 동안 배터리는 새로운 기록을 세우며, 약 67억 와트의 전력을 방출하여 전력망에서 가장 큰 전력 공급원이 되었다.
호주가 배울 수 있는 것은 무엇인가?
캘리포니아의 신속한 대규모 배터리 저장소 확장은 야심 찬 조달 명령과 배터리가 에너지 수요를 충족할 수 있도록 하는 시장 구조 덕분이다. 미국의 대규모 배터리 저장소는 주로 텍사스와 캘리포니아에 집중되어 있으며, 16개 주에서는 다양한 형태의 에너지 저장 정책을 채택하고 있다.
캘리포니아의 빠른 배터리 저장소 확장은 호주에 좋은 신호이다. 대형 태양광 발전소와 수백만 개의 옥상 태양광 패널을 보유한 호주 에너지 시장 운영자들은 덕 커브에 익숙해지고 있다.
작년에는 재생 가능 에너지가 우리의 주요 전력망, 즉 동부 및 남부 주를 포함한 국가 에너지 시장과 서호주의 최대 전력망인 남서 통합 시스템에 거의 40%의 전력을 공급했다. 지난 10년 동안 10개의 주요 석탄 화력 발전소가 퇴역했다.
2023년 말, 호주는 2,600메가와트의 대규모 배터리 저장 용량을 보유하고 있었지만, 110억 와트가 건설 중에 있다.
그럼에도 불구하고 더 많은 작업이 필요하다. 호주의 시장 운영자는 2050년까지 재생에너지 생산의 20%가 유출되거나 제한될 것이라고 예측한다. 즉, 전력망에 도달하지 못할 것이라는 의미이다. 이것이 반드시 나쁜 것은 아니다.
타이밍이 중요하다. 더 많은 석탄 발전소가 퇴역하기 전에 새로운 발전, 저장 및 백업 용량이 필요하다.
충분한 저장 용량은 얼마나 될까?
전력망을 정화하는 것은 큰 작업이다. 우리는 배터리, 양수 발전, 심지어 폐광을 이용한 많은 에너지 저장이 필요할 것이다. 그리드 배터리는 지금 당장 설치할 수 있는 장점이 있다. 몇 주 안에 설치할 수 있기 때문이다. 반면, 새로운 양수 발전소를 건설하는 데는 몇 년이 걸린다.
에너지 저장의 역할을 과대평가하면 전력망이 불안정해질 위험이 있다. 반대로 과소평가하면 투자가 지연되고 청정 에너지로의 전환이 늦어질 수 있다.
캘리포니아가 보여주는 것처럼, 배터리 저장은 공급과 수요 변동을 균형 있게 조절하고 정전 시 백업 전력을 제공하며, 간헐적인 재생 가능 에너지원을 효과적으로 통합함으로써 전력망의 신뢰성에 중요한 역할을 할 수 있다. 하지만 이것이 만능 해결책은 아니며, 고유한 한계가 있다.
저장 용량을 평가하는 것은 복잡하다. 지속 시간이 용량 기여도를 결정하는 주요 요인이다. 가정용 배터리는 최대 2시간의 배분 가능한 에너지를 제공하며, 최대 전력 용량으로 방전할 수 있다. 그리드 규모의 설치에서는 얕은 저장은 최대 4시간, 중간 저장은 4~12시간, 깊은 저장은 12시간 이상 지속된다.
대형 배터리를 추가하는 것은 단순히 하나를 플러그에 꽂고 태양으로 충전하는 것만큼 간단하지 않다. 배터리는 사용되지 않았을 태양광이나 풍력을 흡수하여 더 많은 재생 가능 전력을 전력망에 쉽게 통합할 수 있다. 그러나 배터리의 가치는 설치 위치와 시간대에 따라 크게 달라질 수 있다.
배터리 사용을 극대화하려면 예를 들어, 재생 가능 에너지가 풍부한 지역에 대형 배터리를 건설하여 전송선의 한정된 용량을 최대한 활용하거나 에너지 수요가 높은 지역 근처에 배터리를 설치하여 네트워크 용량을 증대시켜 피크 수요를 관리할 수 있다.
캘리포니아는 에너지 저장 시스템이 최소 4시간 동안 최대 전력을 제공하도록 요구한다. 그러나 호주의 대부분의 대형 배터리는 단기 에너지 수요를 충족하도록 설계되어 2시간 이내로 지속된다.
이 상황은 변하기 시작했으며, 장기적인 그리드 신뢰성을 높이기 위해 더 오래 지속되는 저장에 대한 관심이 증가하고 있다. 호주의 국가 전력 시장에서 계획 중이거나 진행 중인 깊은 저장 프로젝트에는 7일 동안 저장 공급을 제공하는 Snowy 2.0이 포함된다.
뉴사우스웨일스(NSW)와 서호주(WA)는 NSW의 Richmond Valley Battery Energy Storage System(8시간 지속)과 WA의 Tesla-Neoen 배터리(4시간 지속)와 같은 장기 지속 그리드 배터리의 롤아웃을 가속화하고 있다.
향후 몇 년 동안 장기 지속 전기 저장에 대한 수요가 급증할 것으로 예상된다. 이러한 배터리와 기타 기술이 구축되면 호주도 덕 커브를 해결할 수 있을 것이다.
당국은 화석 연료 발전소 폐쇄에 대한 명확한 일정과 이를 대체할 새로운 전력원에 대한 투자를 설정하고, 저장 용량을 증대해야 한다.
7. 전기를 반대하는 사람들 그림(1889)
https://x.com/janrosenow/status/1802594989626573121
1889년에 나온 전기를 반대하는 만화.
"아무리 좋은 아이디어가 나와도 항상 반대하는 사람이 있기 마련입니다. 오늘날에는 재생 에너지, 전기 자동차, 히트 펌프가 그 예입니다. 좋은 소식은 혁신은 종종 의심하는 사람들이 틀렸다는 것을 증명한다는 것입니다. "
