미국 전력저장시스템(ESS) 시장이 빠르게 성장하고 있다.
주휴스턴 한국총영사관에 따르면 미국 에너지정보청은 2020∼2030년 기간동안 3616MW의 대용량 ESS가 신규 건설되고 2050년까지 17GW로 증가할 전망했다.
2019년 기준 미국 전력 생산량 41억2000만MWh 중 신재생에너지가 17.5%인 7억2000만MWh를 생산하며 그 비중이 점차 증가하고 있어 ESS의 중요성이 갈수록 커지고 있다.
미국 전력시스템에서 대용량 ESS의 중요성이 커지고 있다. 지난 2003년 처음 도입된 대용량 ESS는 지난 2010년 7개 시스템·59MW 전력생산용량에 불과했으나 2018년에는 125개 시스템·869MW 전력생산용량을 기록했고 2018년에만 222MW의 전력용량이 신규로 추가됐다.
대용량 ESS 설치 가격은 지난 2015년 2153달러/kWh에서 2017년 834달러/kWh로 61% 내려가는 등 설치 가격이 빠르게 하락하고 있다. 대용량 ESS 가격도 전력생산용량과 에너지용량의 특성에 따라 차이를 보이고 있다. 전력생산용량의 경우 지속시간이 증가함에 따라 가격이 올라가는 경향인 반면, 에너지용량의 경우 지속시간이 증가함에 따라 가격이 내려가는 경향을 보이고 있다.
태양광 등 재생에너지 발전소와 ESS를 동일 장소에 배치하는 작업은 ESS 가격을 하락시키기 위한 중요한 요소다. 미국에서 지난 2016년 재생에너지 발전소와 동일 장소에 건설된 ESS는 19개였으나 2019년에는 53개로 급증했고 2023년까지 100개 이상 될 것으로 예상되고 있다.
한편 배터리 전력 용량은 전력생산용량와 에너지용량을 통해 구분된다. 전력생산용량은 임의 순간 생산되는 최대전력량으로 MW 단위를 사용하고 에너지용량은 저장시스템에 저장할 수 있는 총 에너지 양으로서 배터리 지속시간과 연관되며 MWh를 단위로 사용한다.
미 에너지정보청은 1MW 기준으로 대용량과 소용량으로 ESS를 구분하고 있다. 대용량 ESS의 73%는 독립시스템운영자(ISO) 또는 지역송전기구(RTO)를 통해 대규모 전력공급에 사용된다. 저용량 ESS는 최종 소비자에게 연결되는 네트워크로 구성돼 있다.
미국의 대용량 ESS는 동북부의 PJM 전력공사와 서부의 CAISO 전력공사에서 시작했고 그 후 다른 지역에도 꾸준히 건설돼 2018년에는 신규 전력생산용량의 58%, 에너지용량의 69%가 PJM과 CAISO 관할지역 이외의 지역에 설치됐다.
지역별 특성에 따라 짧은 시간 동안 최대 전력을 제공해야 하는 경우와 장시간 일정 전력을 제공해야하는 경우가 있다. 전자의 경우 PJM 관할지역으로 전력생산용량에 중점을 두고, 후자의 경우 CAISO 관할지역으로 에너지용량에 중점을 두고 있다.