태양 에너지가 배터리 산업의 주요 성장 동력인 이유

태양 에너지가 배터리 산업의 주요 성장 동력인 이유

Richard Stuebi , October 23, 2025

태양광 PV 기술의 획기적인 비용 절감으로 전기 생산 방식이 혁신되었고, 배터리 저장 시스템만이 유일하게 해결할 수 있는 새로운 과제가 생겨났습니다.

 

*  태양광 PV는 가장 비용 효율적인 전기 생산원으로 자리 잡았으며, 전 세계적으로 널리 채택되고 있습니다.
*  배터리 저장은 잉여 정오 발전을 흡수하고 최대 수요 때 방전함으로써 태양광의 간헐적 문제를 해결합니다.
*  태양광 및 배터리 산업의 성장은 점점 더 밀접하게 연관되어 있으며, 대부분의 신규 프로젝트에는 두 기술이 모두 통합되어 있습니다.

 

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[ 전기 자동차와 지붕에 태양광 패널이 설치된 현대식 주택. sl-f / iStock / Getty Images ]

 

태양 에너지가 배터리 산업의 주요 성장 동력인 이유

Richard Stuebi , October 23, 2025

태양광 PV 기술의 획기적인 비용 절감으로 전기 생산 방식이 혁신되었고, 배터리 저장 시스템만이 유일하게 해결할 수 있는 새로운 과제가 생겨났습니다.

 

*  태양광 PV는 가장 비용 효율적인 전기 생산원으로 자리 잡았으며, 전 세계적으로 널리 채택되고 있습니다.
*  배터리 저장은 잉여 정오 발전을 흡수하고 최대 수요 때 방전함으로써 태양광의 간헐적 문제를 해결합니다.
*  태양광 및 배터리 산업의 성장은 점점 더 밀접하게 연관되어 있으며, 대부분의 신규 프로젝트에는 두 기술이 모두 통합되어 있습니다.

 

배터리 업계의 오랜 베테랑들에게는 전력망을 지원하기 위한 고정형 애플리케이션이 이처럼 큰 수요 증가를 주도하고 있다는 사실이 기적적이고 불가사의하게 느껴질 수 있습니다. 전력망은 120년 넘게 존재해 왔으며, 그동안 배터리는 전력을 유지하는 데 사실상 아무런 역할을 하지 못했습니다.

물론 핵심 요인 중 하나는 리튬 이온 기술의 발전이었습니다. 지난 20년 동안 이루어진 극적인 비용 절감이 없었다면 전기 산업에서 배터리에 대한 수요가 여전히 적었을 가능성이 매우 높습니다.

그러나 전기 부문은 극적인 변화의 와중에 있으며, 이러한 변화로 인해 배터리에 대한 기회가 빠르게 증가하고 있습니다.

펼쳐지고 있는 수많은 변화 중에서 가장 중요한 것 중 하나는 – 배터리 산업에만 국한되지 않고 – 전기 생산을 위한 태양 에너지의 침투가 증가하고 있다는 것입니다.

 

태양 에너지는 예전에는 비쌌지만 지금은 저렴하고 점점 더 널리 보급되고 있습니다.  

 

1954년, 벨 연구소는 태양광을 직접 전기로 변환하는 최초의 실용적인 태양광(PV) 전지를 개발했습니다. 새로운 기술이 흔히 그렇듯, 초기 PV 전지는 비효율적이고 가격이 비쌌기 때문에 전력망에 적용하기에는 경제적으로 경쟁력이 없었습니다. 결국 전력망이 전력 공급원이 아닌 우주선과 같은 틈새시장에만 국한되었습니다. 

반도체와 많은 유사점을 지닌 기술인 태양광 발전(PV)은 무어의 법칙의 영향을 받아 변환 효율과 제조 비용 모두 매년 꾸준히 향상되었습니다. 그 결과, 태양광 패널의 와트당 가격은 지난 50년 동안 약 99.8% 하락했습니다.

[ 이미지 출처: Our World in Data ]

 

PV 기술이 전기를 생산하는 데 사용하는 "연료"인 태양광이 무료이기 때문에 PV로 생산되는 전기 비용 또한 크게 하락했습니다. 발전 경제학의 주요 분석가 중 한 명인 라자드는 PV 기반 전기의 균등화 비용이 2009년 kWh당 0.36달러에서 2025년 kWh당 0.06달러로 하락했다고 추정합니다. 이는 석탄, 천연가스, 원자력, 수력, 풍력, 지열 등 다른 모든 대체 에너지원의 예상 비용보다 낮은 수준입니다. 이러한 이유만으로도 PV는 현재 전 세계 전력망의 신규 용량 증설에서 시장 점유율의 대부분을 차지하고 있습니다.

그 결과, PV는 거의 어디에나 배치할 수 있게 되면서, 가정 옥상부터 수 에이커에 달하는 태양광 농장까지 다양한 규모로 배치할 수 있게 되었습니다.  

[ 이미지 출처: CleanEdge ]

출력의 간헐성 : 태양 에너지의 아킬레스건

 

매력적인 비용 구조와 다른 장점에도 불구하고, PV 기술은 전기를 생산하는 데 필요한 햇빛이 항상 풍부하게 이용 가능한 것은 아니라는 사실을 피할 수 없습니다. 

물론, PV가 야간에는 전기를 전혀 생산하지 않는다는 것은 명백한 사실입니다. 하지만 다른 발전소와 마찬가지로 PV는 완전 켜짐 또는 완전 꺼짐이라는 이진법의 발전 장치가 아니라, 공급되는 연료량에 비례하여 전력을 생산합니다. PV가 정격 용량으로 전기를 생산하려면 맑고 푸른 하늘과 태양이 태양광 패널에 수직으로 위치해야 합니다. 즉, 태양이 구름 뒤에 숨거나 (태양을 추적하기 위해 패널에 "추적기"를 물리적으로 설치하지 않는 한) 태양이 뜨고 질 때 지평선 아래쪽에 있을 때 PV의 전력 생산이 줄어듭니다. 

설치된 PV 시스템에서 발생하는 전기 출력의 변동성(전기 산업 전문가들은 이를 "간헐성"이라고 부릅니다)은 배터리 에너지 저장 시스템에 대한 수많은 운영 및 경제적 기회를 창출합니다.

전력망은 여전히 ​​20세기 초의 아키텍처와 장비, 즉 아날로그, 중앙집중식 명령 및 제어, 결정론적 구조를 기반으로 하고 있습니다. 오늘날에도 전력망 운영자들은 연료 소비량(수력의 경우 물 흐름)을 조절하여 발전소를 "급전"하고 있습니다. 이는 전력 수요의 증감에 따른 순간적인 전력 수요에 대응하기 위한 것입니다.

전력망이 태양광 발전 시스템에 대한 의존도가 높아짐에 따라, 전력망 운영자들이 역사적으로 누려왔던 자유도는 감소하고 있습니다. 연료 조절을 통해 출력을 조절할 수 있는 발전원의 전력 공급 비중이 점차 줄어드는 대신, 태양이 비치는 시간과 양에 따라서만 전기를 생산하는 발전원의 전력 공급 비중이 증가하고 있습니다.

분명히 그리드에서 배터리 에너지 저장 시스템을 적용하는 한 가지 방법은 전기를 낮에서 밤으로 시간을 옮겨 태양이 하늘 높이 있는 한낮에 충전하고 밤(특히 저녁 시간)에 방전하는 것입니다. 이렇게 하면 PV가 전기를 생산할 수 없는 경우 시스템 전체의 수요를 충족하는 데 기여할 수 있습니다. 

하지만 전력망 운영자에게 어려움을 야기하는 것은 단지 PV가 저녁 시간에 전기를 공급하지 못하는 것뿐만이 아닙니다. 전력망에 점점 더 많은 PV가 추가될 때 어떤 일이 일어나는지 생각해 보십시오.

 

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간헐성과 '덕 커브'로 인한 그리드 운영 과제

 

예를 들어, 최대 전력 수요가 약 50,000메가와트(MW)에 달하는 캘리포니아의 전력망을 생각해 보겠습니다. 2010년까지만 해도 캘리포니아에 설치된 PV 설비 용량은 100MW를 조금 넘었습니다. 반면, 2024년 현재 캘리포니아에는 22,000MW가 넘는 PV 설비가 설치되어 있으며, PV는 현재 캘리포니아 연간 전력 수요의 거의 4분의 1을 공급하고 있습니다.

캘리포니아의 태양광 발전 설비가 기하급수적으로 증가함에 따라, 캘리포니아 전력망에는 한낮에 공급이 "과도"한 시간대가 많아지고 있으며, 주 전역의 태양광 발전 시스템 출력이 최대치에 도달하여 총 전력 수요를 초과합니다. 이러한 시간대에는 (1) 전기 가격이 마이너스로 떨어져 전기 소비 증가에 대한 시장 신호를 보내거나, (2) 발전 자산 소유주에게 전기 공급을 중단하라는 대가를 치르게 됩니다. 어느 쪽이든, 이는 해결책을 요구하는 경제적 문제이며, 배터리가 해결책을 제공할 수 있습니다.

오후 늦게 해가 지기 시작하면 또 다른 문제가 발생합니다. 태양광 발전(PV) 공급이 빠르게 감소할 뿐만 아니라, 사람들이 퇴근 후 저녁 식사를 준비하기 시작하면서 전기 수요가 증가하기 시작합니다. 이러한 이중고는 전력망 운영자가 공급해야 하는 전력량의 변화율(MW/분)인 "램프율"이 때로는 비PV 발전 시설의 감당 능력을 초과한다는 것을 의미합니다. 

이런 하루 동안의 캘리포니아 전기 수요와 공급의 양상을 묘사하고 이를 지난 몇 년 동안의 비슷한 날과 비교해보면, "덕 커브"라고 알려진 현상이 분명해진다.

 

[ 이미지 출처: Bloomberg Green, CAISO, BloombergNEF ]

 

10여 년 전, PV(태양광 발전) 보급이 본격화되기 전에는 계통 운영자가 관리하는 시스템 전체의 전력 수요가 하루 종일 점진적으로 증가했습니다. 하지만 지금은 PV 시스템이 많이 설치되어 있어, PV 출력이 정격 용량에 근접하는 정오 무렵에는 전력망에서 공급해야 할 순 전력 수요가 감소하고, 해가 지면서 PV 출력이 감소하는 오후 늦은 시간에는 급격히 증가합니다. 정오 시간대에 나타나는 오리 모양의 배는 PV 공급 과잉에서 기인하며, 오후 늦은 시간에 배에서 머리까지 수요가 급격히 증가하는 것은 급증하는 수요를 따라잡기 위해 다른 발전소들이 얼마나 많은 전력을 감축해야 하는지를 보여줍니다.

지역 전력 시스템을 관리하는 송전 사업자들이 직면한 덕 커브(duck curve) 현상은 태양광 발전(PV)으로 전력을 공급받는 전력망 운영자들이 직면하고 있으며, 이는 배터리 에너지 저장 장치를 통해 해결할 수 있습니다. 배터리는 태양광 발전으로 생산된 잉여 전력을 오후 늦게부터 저녁까지 방전하여, 운영상의 어려움을 야기하는 덕 커브의 가파른 경사를 줄이고, 태양광 발전이 효과적으로 전력을 공급하기에는 너무 늦은 시간대의 최대 전력 수요를 충족할 수 있습니다.

 

[ 이미지 출처: 캘리포니아 독립 시스템 운영자 ]

 

이러한 덕 커브 현상은 캘리포니아에만 국한되지 않습니다. 호주, 독일, 스페인 등 태양광 보급률이 높은 전 세계 그리드에서 나타나고 있습니다.

 

미국에서 덕 커브는 텍사스가 배터리 에너지 저장 분야에서 가장 빠르게 성장하는 시장으로 부상하는 데 중요한 요인으로 작용하여, 2024년에만 약 4,000MW의 태양광 발전 설비가 설치되었습니다.

 

텍사스는 미국에서 배터리 시장 성장 1위 시장입니다. 예상하셨겠지만, 텍사스는 풍부한 일조량과 광활한 저비용 비경작 부지를 갖춘 미국 태양광 시장 성장 1위 시장이기 때문입니다.

 

태양열과 배터리는 프로젝트 및 산업 수준에서 점점 더 결합되고 있습니다.

 

실제로 태양광 발전(PV)의 성장과 배터리 에너지 저장 시스템의 성장은 점점 더 밀접하게 연관되어 있습니다. 점점 더 많은 태양광 프로젝트가 에너지 저장 시스템과 함께 설치되고 있으며, 그 반대의 경우도 마찬가지입니다.

 

시장에서 활동하는 주요 프로젝트 개발사 중 태양광 발전과 배터리 저장 기술에 모두 전문성을 갖춘 곳은 거의 없으며, 태양광 발전과 배터리 저장 기술 모두에 전문성을 갖춘 팀을 보유하고 있습니다

따라서 태양광 산업의 성장이 현재 배터리 산업 성장의 주요 동력임은 분명합니다. 두 분야는 서로에게 매우 가까운 친구이며, 실제로 빠르게 발전하고 있습니다. 

에너지 부문에서는 확실한 것이란 없고, 변하지 않는 것도 없습니다. 트럼프 행정부의 최근 조치가 미국의 태양광 발전 전망에 도움이 되지 않은 것은 사실입니다. 

이로 인해 미국 태양광 시장 성장률이 둔화될 수 있지만, 몇 가지 불변하는 이유로 성장세가 완전히 꺾이지는 않을 것으로 보입니다. 

 

첫째, 연료 가격이 매우 저렴하거나 일조량이 부족한 지역을 제외하고 태양광 발전은 여전히 ​​다른 발전원에 비해 경제적 우위를 유지하고 있습니다. 

 

둘째, 태양광 발전이 아닌 다른 발전원(예: 가스 터빈)의 공급망이 수년간 적체되어 있어, 새로운 발전원을 찾는 많은 전력망이 결국 태양광 발전에 의존하게 될 가능성이 높습니다. 

 

셋째, 캘리포니아와 뉴욕과 같은 주요 주를 포함한 여러 주에서는 전력망의 탈탄소화를 위한 노력을 계속할 것으로 예상되며, 태양광 발전의 증가가 중요한 역할을 할 것입니다.

따라서 배터리 산업은 태양광 부문의 이익에 반하는 최근 동향에 과민하게 반응해서는 안 되며, 미국 전력망에 대한 지속적인 견실한 성장을 예상해야 합니다.

 

미국 전력 시장 기회를 충족하는 데 있어 배터리 부문이 직면한 더 큰 과제는 해외(주로 중국) 공급에 대한 의존도를 줄이고, 관세 및 기타 국제 무역을 저해하는 정책의 파괴적 영향을 최소화하는 국내 공급망을 강화하는 것입니다.

 

선진상사는
사업장 비배출 시설계 폐기물 관련 허가업체로서
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​* ESS 배터리 ( Energy Storage System , 에너지 저장장치 )
* UPS 배터리 ( Uninterruptible Power Supply , 무정전 전원 공급 장치 )
* LFP 배터리  ( Lithium Iron Phosphate ,  리튬인산철 )
* EV   배터리  ( Electric Vehicle , 전기차 )

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[선진상사의 미8군과 리튬이온 배터리 관련 계약,하청업체 자료입니다.]