바나듐, 리튬이온 ESS 대체 물질로 '부상'

태양광과 풍력 등에서 발생한 전기 에너지를 저장하는 에너지저장장치(ESS)로 바나듐 레독스 흐름전지(VFRB)가 주목 받고 있다.

바나듐, 리튬이온 ESS 대체 물질로 '부상'

27일 업계에 따르면 최근 국내에서 재생에너지 저장 용도로 설치한 리튬이온 ESS에서 연이어 불이 나면서 VFRB에 대한 관심이 높아졌다. 20년 이상 장기간 사용이 가능하고 안전성이 뛰어나다는 장점 때문이다. 리튬이온전지보다 효율은 10~15% 정도 낮지만 용량 대비 가격이 30% 정도 저렴하다. 수명은 반영구적이다.

VFRB는 화재가 발생할 수 있는 유기용매가 아닌 황산 수용액을 전해질로 사용한다. 화재와 폭발 위험성이 없어 리튬이온전지 보완재로 거론된다.

해외에서는 중국 국가발전 개혁위원회가 200㎿급 바나듐 ESS를 건설 중이다. 테슬라가 호주에 구축한 100㎿급 리튬이온 ESS를 넘어선 세계 최대 용량이다.

다만 업계는 VFRB가 효율성 측면에서 리튬이온 대비 낮아 당장 전기차 등에서 대체하기는 어려울 것으로 내다봤다.

김소현 대신증권 애널리스트는 “VFRB가 전기차에서 리튬이온을 대체하기는 어렵지만 전기차 충전소나 태양광 ESS 등 재료로 사용하는 것은 가능하다”며 “2030년 ESS 수요 10~20%를 바나듐이 차지할 것”이라고 전망했다. VFRB 크기가 큰데다 효율성이 리튬 대비 낮아 토지 확보가 용이한 곳에서 주로 사용될 것으로 보인다.

VFRB 장점으로 꼽힌 가격이 상승세인 점도 걸림돌이다. 바나듐은 당초 고강도 합금과 화학산업 촉매제로 사용된 금속광물이다. 리튬이온전지를 대체할 ESS로 주목받으면서 3년 전보다 가격이 10배가량 상승했다. 2016년 1월 파운드당 5.73달러이던 가격은 2018년 11월 56.25달러에 거래됐다.

정부는 지난해부터 잇따른 리튬이온 ESS 화재 사고 후 긴급조치를 시행하고 원인 파악에 나섰다. 사고 현장에 국가기술표준원, 전기안전공사, 소방청 등으로 구성된 현장 조사단을 급파해 사고 원인을 조사했다. 정밀안전진단이 완료되지 않은 ESS 사업장에 가동 중단을 권고했다.

국표원 관계자는 “ESS는 배터리매지니먼트시스템(BMS), 전력제어장치(PCS), 전력배송장치 등 다양한 화재 요인이 얽혀있어 정확한 화재 원인을 파악하는데 시간이 소요된다”며 “진단결과는 2월 말이나 3월에 나올 것”이라고 밝혔다.

업계 관계자는 “리튬이온 ESS 분야는 우리 기업 기술 경쟁력이 크게 앞선 분야”라며 “사고 원인을 제대로 파악해 기업 경쟁력이 강화되길 기대한다”고 말했다.

바나듐 사용 현황 (자료 한국자원공사)

이경민 산업정책(세종)전문 기자 kmlee@greendaily.co.kr

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