I T / 전자전기

개요

- 일본 후지경제는 하이브리드 자동차나 전기자동차 등의 차세대 자동차, 비상용 전원·계통 안정화에 사용되는 전력 저장장치 등을 대상으로 응용 제품과 탑재되는 축전 디바이스, 그 부재의 세계 시장을 조사해 보고함.

- 전력 저장 분야는 재생가능 에너지 도입 확대에 따라 계통 시스템에 미치는 영향이 완화되고, 세계적인 스마트 그리드, 스마트 커뮤니티 프로젝트에서 에너지 이용이 효율화되는 것을 배경으로 계통 안정화 분야에서 축전 디바이스 시장 확대가 전망됨.

- 2011년에는 전력 저장 분야의 10%에도 미치지 못했지만, 2020년에는 40% 가까이까지 확대될 것으로 예측됨.

- UPS 등의 비상용 전원 분야는 일본 국내에서는 동일본 대지진 발생의 영향을 받아 배터리 탑재에 대한 의식이 높아져 향후 수년간은 안정된 성장이 예측됨.

- 동력 분야는 중국을 비롯한 신흥국의 인프라 정비 등에 의해 건설기계 등의 산업용 차량의 수요가 크게 확대될 전망임.

- 일본, 미국, 유럽에서 2011년 가을부터 단계적으로 개시된 환경규제 강화를 배경으로 산업용 차량에서는 하이브리드식이나 배터리식의 개발이 적극적으로 진행되고 있음.

- 특히 포크리프트에서는 이미 50% 가까이에 배터리가 탑재되고 있으며(풀배터리·하이브리드 포함), 향후 건설기계에서도 보급이 기대됨.

- 이미 배터리식이 보급되어 있는 무인 반송차나 플로어 머신, 골프카트 시장을 토대로 하여 건설기계나 포크리프트 등의 산업용 차량에서도 풀배터리화·하이브리드화가 진행되어 축전 디바이스 시장 확대가 예측됨.

주목 제품과 축전 디바이스 동향

[주택용 축전 시스템]

- 주택용 축전 시스템은 비상용 전원과 자가 소비 용도로 나뉨. 현재로서는 북미나 개발도상국 등에서 비상용 전원으로서 도입되고 있으며, 일본에서도 동일본 대지진을 계기로 시장이 일어나 북미와 마찬가지로 비상용 전원으로서 도입되고 있음.

- 앞으로는 태양광 발전 설치용량 증가에 의한 역조류 대책이나 잉여전력 매매 가격 인하와 함께 발전 전력의 자가 소비에 대한 관심이 높아져 일본 주택용 축전 시스템 수요의 확대가 예측됨.

- 유럽에서는 전 세계를 선도해 고정가격 매수제도(FIT)를 설치하고 재생가능 에너지를 보급시켜 온 독일에서 태양광 발전에 의한 전력을 매전하는 것보다 자가 소비로 돌리는 편이 메리트가 있는 요금 체계로 변경됨. 따라서 잉여 전력을 축전해 자가 소비하기 위한 주택용 축전 시스템이 주목을 받고 있음.

- 유럽의 재생가능 에너지 정책은 독일을 뒤따르는 경우가 많기 때문에 향후 독일의 움직임이 다른 국가에 파급되어 주택용 축전 시스템이 보급될 것으로 기대됨.

- 비상용 전원 용도는 이미 확립된 시장으로 앞으로도 안정된 수요가 기대됨. 한편, 자가소비 용도는 향후 일본이나 유럽 등에서 시장 확대가 기대되어 주택용 축전 시스템 시장을 견인할 것으로 보임.

- 축전 디바이스는 납전지와 리튬이온전지가 사용되고 있음. 납전지는 비교적 저렴하게 시스템을 구축할 수 있고 신뢰성이 보증되기 때문에 앞으로도 계속 사용될 것으로 보임.

- 그러나 역조류 대책이나 자가 소비 용도 등에서 일상적인 전력 수급에 맞춰 충방전하려면 리튬이온전지가 적합해 향후 리튬이온전지가 사용될 것으로 보임.

- 주택용 축전 시스템에서의 축전 디바이스는 전지의 특징과 용도에 따라 비상 전원 용도에서 사용되는 납전지, 역조류 대책이나 자가 소비 용도로 사용되는 리튬이온전지와의 차별화가 꾀해질 것으로 예측됨.

- 주택용 축전 시스템은 컨슈머용 제품이기 때문에 축전 디바이스에 요구되는 성능으로서 높은 안전성과 교환 빈도, 유지보수 절감을 들 수 있음.

[대규모 전력 저장 시스템]

- 대규모 전력 저장 시스템은 수요가 설치와 계통 설치로 나뉨. 수요가 설치는 상용 전원이나 자가발전기와 연계해 부하 평준화를 목적으로, 계통 설치는 발전소나 변전소의 부하 평준화나 스마트 그리드 등의 용도에서 사용됨.

- 계통 측에 설치되는 전력 저장 시스템 시장은 발전소, 변전소 건설 등에 비해 초기에 대응할 수 있는 계통 인프라 설비로서 급속한 전력 수요 성장에 송배전 인프라가 대응하지 못하는 국가 등에서 수요가 발생하고 있음.

- 미국은 선진 국가들 중에서는 전력 계통이 비교적 빈약해 인프라의 보완, 보강 관점에서 전력 저장 시스템에 대한 관심이 높음.

- 중국이나 신흥국에서도 스마트 커뮤니티 건설에 부수되어 시장이 확대될 것으로 기대됨.  2011년 도입은 없었으며 2013년까지는 실증실험이나 모델 케이스로서의 사용이 중심이 되겠지만, 미국이나 중국 등의 방침에 따라 비약적인 시장 확대가 예측됨.

- 수요가 측에 설치되는 전력 저장 시스템 시장은 일본 특유의 시장이었음. 환경규제 강화로 인해 화력발전소 신설이 어려워지는 한편에서 전력 수요 증가에 대해 계통 측 발전설비의 설치가 충분하지 못한 것을 배경으로 세계적으로 수요가 일어나고 있음.

- 축전 디바이스는 NAS 전지와 납전지가 사용되고 있으며, 앞으로 니켈수소 전지나 리튬이온 전지의 사용도 전망됨.

- NAS 전지는 2011년 9월에 도입처에서 발화 사고가 일어나 원인이 해명되기까지 신규 판매를 정지하고 있기 때문에 2011-2012년 시장은 대폭 하락할 것으로 보임.

- 판매 재개는 원인이 규명된 후여서 2013년 이후가 될 것으로 예측됨. 시장은 일시적으로 정체되겠지만 대량의 수주 잔고나 계속적인 거래도 있어 판매 재개 후에 시장은 회복될 것으로 예측됨.

- 스마트 그리드나 스마트 커뮤니티 프로젝트의 진전 등에 의해 대규모 전력 저장 시스템 시장이 유망시되고 있으며, GE에 의한 NAS 전지와 유사한 나트륨 염화니켈 전지(ZEBRA 전지) 발매나 한국이나 중국에서의 NAS 전지 개발 활성화 등에 의한 참가 기업 증가에 의해 NAS 전지 시장 확대도 기대됨.

- 또한, 다른 축전 디바이스에서도 개발이 활성화되고 있어 납전지는 내용연수를 장기화시킨 것이 개발됨. 니켈수소 전지, 리튬이온 전지는 상용화에는 이르지 못했지만 개발, 실증실험이 왕성하게 진행되고 있음. 제품화는 2015년 이후가 되겠지만 NAS 전지나 납전지보다도 단기간에 충방전이 가능하기 때문에 NAS 전지 등으로 대응하지 못했던 분야에서 새로운 수요 개척이 기대됨.

[건설기계(유압 셔블, 휠로더)]

- 건설기계 중 유압 셔블과 휠로더를 대상으로 함. 건설기계 시장은 중국이 견인하고 있지만 2011년 금융 긴축 정책이 실시되어 중국 시장이 급속하게 얼어붙음. 그러나 브라질, 러시아, 인도네시아와 같은 신흥국의 자원 개발 수요에 의해 2011년에도 확대가 전망됨.

- 일본에서는 동일본 대지진 후의 쓰레기 처리 등 복구 수요에 의해 시장 확대가 전망되지만 이것을 제외하면 국내 수요는 피크를 친 상태임. 메이커들은 세계 각지에서 제조, 판매를 진행하고 있음.

- 일본, 미국, 유럽에서 2011년 가을부터 단계적으로 개시된 환경규제 강화를 배경으로 연비 향상이 가능한 엔진과 배터리를 탑재한 하이브리드 건설기계의 주력도가 높아지고 있음.

- 하이브리드 건설기계에 탑재되는 축전 디바이스에는 니켈수소 전지나 리튬이온 전지, 전기이중층 커패시터 등이 사용되고 있음.

- 건설기계는 고부하 작업을 담당하기 때문에 출력 밀도, 충방전 특성, 내용연수 등에서 다른 전지보다 뛰어난 전기이중층 커패시터의 도입이 가장 많이 진행됨.

- 풀배터리식 건설기계는 연구개발 단계이고 리튬이온 전지의 사용이 전망됨.


출처: fuji-keizai.co.jp