유성만의 기후테크와 주식ㅣ② ESS 빅뱅, 전기 저장이 돈되는 시대

2025-07-11 유성만

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에너지 저장 장치(ESS) 관련 시장을 분석한다. 글로벌 시장은 연평균 20% 성장할 전망이고, ‘전력요금 차익 거래’, ‘계통 서비스 제공’, ‘신재생 연계 등 다변화’가 수익 모델이며 각국의 세재 보조 정책이 ESS에 불을 붙이고 있다. 삼성SDI은 고안전 컨테이너형, LG에너지솔루션은 북미 현지화, SK On은 파우치형 LFP(리튬인산철) 및 조직 통합으로 차별화된 경쟁력을 확보하고 있다. 한중엔시에스는 ‘수냉식 ESS 냉각 시스템 양산’, 신성에스티는 ESS컨테이너로 확장, 산일전기는 특수변압기 보유와 공장 증설, 지투파워는 액침냉각형 ESS로 성장 중이다. 신재생에너지 확대, 전기차 보급, 데이터센터 전력 수요, 탄소중립 정책이 ESS 투자를 이끌고 있다.

유성만 리딩투자증권 기업분석 애널리스트

연세대학교 경제학과 학사 및 동대학원 석사를 졸업하고, 현재 국민대학교 BIT전문대학원에서 박사과정을 이수하고 있다. 현대차증권에서 약 10년 동안 애널리스트로 근무했고, 큐브엔터테인먼트에서 CSO(전략기획본부장)을 역임했으며, 2021년 4월부터 리딩투자증권에서 기업분석 애널리스트로 재직 중이다. 새로운 시대의 변화와 흐름에 맞는 리서치에 중점을 두고, 산업 및 기업을 분석하려고 노력하고 있다.

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[편집자주] 기후위기에 대응하거나 적응하는 기업들이 늘고 있습니다. 기업들은 새로운 솔루션을 바탕으로 신기술을 개발하거나 정부 정책에 맞춰 기업환경을 혁신하려고 노력합니다. 탄소 배출권(ETS), 에너지 저장기술(ESS), RE100, REDD+, 도시 자연화, AI 기술 등 분야에 뛰어든 기업들의 고군분투를, 그리고 투자자들의 반응과 동향, 전망을 주식시장이란 프리즘으로 살펴봅니다.

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① 탄소배출권 거래제(ETS), 지속가능한 미래의 핵심 솔루션— ‘에코아이’ 사례

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ESS(에너지 저장 장치) 시장의 빅뱅, 왜 지금인가?

최근 글로벌 에너지 시장의 화두는 ‘저장’이다. 태양광·풍력 등 재생에너지의 확대, 전기차(EV)와 데이터센터의 급격한 전력 수요 증가, 그리고 RE100(재생에너지 100% 사용) 등 글로벌 친환경 정책이 맞물리며 ESS(에너지저장장치) 시장이 폭발적으로 성장하고 있다. ESS는 생산된 전기를 저장해 필요할 때 공급하는 시스템으로 전력망 안정화, 피크 부하 절감, 신재생 확대의 핵심 인프라로 부상했다.

특히 미국, 유럽, 중국 등 주요 국에서는 신규 발전·저장 설비의 대기 용량이 이미 기존 운영 용량을 초과했다. 미국 캘리포니아의 경우 대기 중인 설비 용량이 실제 운영 중인 용량의 6.5배에 달할 정도다. 전력망의 불안정, 전기요금 변동성, 기후위기 대응 등 다양한 요인이 ESS 투자 확대를 이끌고 있다.

ESS, 돈이 되는 비즈니스로 진화

ESS는 단순한 전력 저장을 넘어, ‘돈이 되는’ 자산으로 자리 잡았다. 전력 거래 시장에서는 낮은 요금 시간대에 전기를 저장했다가, 피크 시간대에 판매해 차익을 얻는 ‘아비트리지(차익 거래, arbitrage)’가 가능하다. 또한, 전력망에 주파수 조정(FR), 예비력 등 다양한 부가서비스를 제공해 추가 수익을 창출할 수 있다.

시장 성장성_ 글로벌 ESS 시장은 2023년 379GWh에서 2030년 1450GWh로 연평균 20% 이상 성장할 전망이다.

수익 모델_ 전력요금 차익 거래, 계통 서비스 제공, 신재생 연계 등 다변화.

정책 지원_ 미국 IRA(인플레이션 감축법) 등 각국의 세제·보조금 정책이 ESS 투자에 불을 붙이고 있다.

기술 트렌드와 시장 전망

ESS 시장은 LFP(리튬인산철) 기반 대용량·고안전성 배터리, 컨테이너형 솔루션, 냉각·소화 등 안전기술 고도화가 핵심 트렌드다. AI·클라우드 확산에 따른 데이터센터 전력 수요, 신재생에너지 비중 확대, 전력망 투자 부담 경감 등 다양한 요인이 ESS 시장의 구조적 성장을 이끌고 있다. 미국, 유럽 등 주요 시장은 정책 지원과 현지화 생산 요구가 강해지고 있으며, 국내 배터리 3사는 기술·공급망 경쟁력으로 글로벌 시장 주도권 확보에 나서고 있다.

고안전 컨테이너형, 북미 현지화, 파우치형 LFP 및 조직 통합으로 차별화

2030년대 중반까지 ESS 시장은 연평균 20~25%의 고성장이 예상된다. 국내 배터리 3사는 각기 강점(삼성SDI은 고안전 컨테이너형, LG에너지솔루션은 북미 현지화, SK On은 파우치형 LFP 및 조직 통합)으로 차별화된 경쟁력을 확보하고 있다. 전기 저장이 돈이 되는 시대, ESS 빅뱅의 한가운데에서 한국 기업들은 기술 혁신과 글로벌 밸류체인 확장, 정책 수혜를 바탕으로 새로운 성장 기회를 맞이하고 있다.

수냉식 냉각 시스템, ESS컨테이너, 특수 변압기, 액침냉각형 ESS을 바탕으로 성장 중

ESS는 배터리, 냉각, 전력변환, 제어 등 다양한 기술이 집약된 산업이다. 최근에는 수냉식 냉각 시스템 등 첨단 기술이 적용되며, ESS의 충·방전 효율과 안전성이 크게 향상되고 있다. 예를 들어, 한중엔시에스는 국내 유일의 수냉식 ESS 냉각 시스템 양산 기업으로, 국내 대형 고객사에 공급하며 시장을 선도하고 있다. 수냉식은 공랭식 대비 충·방전 횟수를 4배까지 늘리고, 전력 소모량도 50% 절감하는 효과가 있다. 신성에스티는 ESS 부품(버스바 등)에서 ESS컨테이너로의 확장을 시도하고 있다. 산일전기는 ESS에 사용되는 특수변압기를 주력 제품군으로 보유하고 있으며, 미국 등의 신재생에너지 프로젝트 증가 등의 수요에 발 맞추어 생산능력(CAPA)확장 및 제2공장 증설을 통해 대응하고 있다. 지투파워는 ESS 시장에서 액침냉각형 ESS, AI BMS 등 차별화된 기술력과 신재생에너지 연계 솔루션을 바탕으로 성장 중인 기업이다.

ESS 시장, ‘빅뱅’은 계속된다

ESS 시장의 성장은 이제 시작에 불과하다. 신재생에너지 확대, 전기차 보급, 데이터센터 전력 수요, 탄소중립 정책 등 구조적 변화가 ESS 투자를 필수 인프라로 만들고 있다. 2025~2030년은 ESS 시장의 ‘빅뱅’ 시기로, 한국 기업들은 기술력과 글로벌 밸류체인 확장, 정책 수혜를 바탕으로 ‘돈 되는’ 새로운 성장 기회를 맞이할 전망이다.

용어 설명

액침냉각형 ESS: ESS(Energy Storage System, 에너지 저장 시스템) 내부의 배터리나 전자부품을 전기가 통하지 않는 절연성 냉각액에 직접 담가서 열을 효율적으로 식히는 차세대 냉각 방식이다.

ALBMS: "AI-based Lithium Battery Management System"의 약어로 사용된다. AI(인공지능)나 첨단 알고리즘을 접목해 배터리의 효율과 수명을 극대화하고, 위험을 사전에 감지해 안전성을 높인다. 

ESS 컨테이너 솔루션: 표준화된 운송 컨테이너 안에 배터리, 인버터, 냉각 시스템, 소화 장치, 배터리 관리 시스템(BMS), 에너지 관리 시스템(EMS) 등 에너지 저장에 필요한 주요 장치와 소프트웨어를 모두 통합해 사전 조립·제공하는 모듈형 에너지 저장 시스템이다.