🔎 3줄 요약
- AI 산업의 필수 인프라로 ESS가 주목받습니다.
- 막대한 전력 공급이 필요한 AI 산업에서 전력 공급 안정성을 담보하는 ESS의 중요성이 커졌는데요.
- 시장을 점유한 중국 기업을 뚫고 한국과 북미 기업이 성장할 수 있을지 관심이 집중됩니다.
AI 열풍으로 지속가능한 에너지 시스템 구축이 세계적인 과제로 떠오르면서 에너지를 효율적으로 활용하는 기술의 필요성이 커집니다. 특히 전력을 저장하고 필요할 때 공급하는 ESS(에너지 저장장치)는 AI 전력 인프라를 안정적으로 운영하는 데 필수적인 핵심 요소로 주목받는데요. 오늘 <테크 한입>에서는 AI 산업의 필수 인프라로 꼽히는 ESS에 대해 알아보고, 어떤 기업이 ESS 산업을 이끄는지 알아보겠습니다.
ESS, AI 생태계의 필수 인프라
🔋 ESS가 뭐야?
ESS는 전기를 비롯한 에너지를 저장하는 시스템입니다. 전력 사용이 적을 때 남은 전기를 저장하고, 전력 수요가 급증하거나 공급이 불안정할 때 저장분을 꺼내 쓰는 방식으로 작동하는데요. 특히 발전량이 들쭉날쭉해 공급 안정성이 떨어지는 신재생에너지의 간헐성을 보완하는 역할로 주목받습니다. 대규모 발전소와 산업시설, 데이터센터 등에서 중요성이 커지고 있죠.
ESS는 일반적으로 리튬이온 배터리를 이용합니다. 리튬이온 배터리는 에너지 밀도가 높고, 반복적으로 충전, 방전돼도 성능이 오래 유지돼 대규모 산업시설이나 데이터센터처럼 안정적인 전력 공급이 필수인 곳에서 주로 쓰입니다. AI 열풍 이후엔 AI 서버와 데이터센터의 안정적 운영을 뒷받침하는 인프라 중 하나로 자리 잡았죠.
⚡️ 막대한 전력 필요한 AI 산업
AI 산업에서 안정적인 전력 공급은 필수입니다. AI 데이터센터처럼 전력이 끊기면 곧바로 문제가 생기는 환경에서는 안정적인 전력 확보가 매우 중요하죠. 생성형 AI와 대형 데이터센터는 고밀도의 GPU(그래픽처리장치)와 TPU(텐서처리장치) 등 연산장치를 상시 가동하기 때문에 매우 많은 전력을 사용합니다. 안전하게 장비를 활용하기 위한 냉각 부담까지 더해져 일반적인 전력망으로는 수요를 감당하기 어려운데요. ESS는 저장된 전기를 필요할 때 방출해 전력 피크를 완화하고 전력을 안정적으로 공급하는 완충 장치 역할을 할 수 있습니다. AI 생태계의 지속가능성을 책임지는 핵심 인프라로 주목받는 이유입니다.
🤖 AI 업계, ESS에 시선 집중
ESS 시장 규모는 계속해서 커질 전망입니다. ESS 시장은 2020년부터 2025년까지 연평균 32.8%의 가파른 성장률을 유지했는데요. 신재생에너지와 AI 데이터센터 수요가 늘어나면서 앞으로도 성장할 가능성이 큽니다. 이에 AI 업계도 ESS 관련 투자를 확대하고 나섰습니다. 지난 13일. 엔비디아가 '오픈 컴퓨트 프로젝트(OCP) 써밋'에서 "발전원과 관계없이 ESS 설치를 통해 부하 변동성을 낮추고 과잉투자를 줄일 것"이라고 밝히며 ESS를 AI 산업의 핵심 인프라로 인정한 것이 대표적인 사례인데요. 작년 1월, 일론 머스크 테슬라 CEO 역시 "수년 동안 ESS 사업이 전기차보다 훨씬 빠르게 성장할 것"이라고 예측하기도 했죠.
ESS, 글로벌 기업과 함께 성장 중
🇨🇳 ESS 시장 리더, 중국
현재 ESS 시장은 중국 기업이 주도합니다. 지난 19일 시장조사업체 SNE리서치는 글로벌 ESS 시장에서 중국 업체 점유율이 70% 이상이라고 밝혔는데요. CATL이 37%, BYD는 9%, EVE는 13% 가량을 차지하죠. 중국 기업은 정부의 강력한 지원 정책과 핵심 소재부터 완제품까지 생산할 수 있는 수직계열화 공급망 덕분에 압도적인 저가 공세에 나설 수 있었고, 이를 무기로 시장의 중심에 섰는데요. 리튬이온 배터리 기반 ESS 솔루션을 대규모로 공급하면서 재생에너지와 산업 전력망 보조용 제품을 주력 생산하고 있죠.
업계 1위 CATL의 압도적인 시장지배력은 수직계열화된 공급망, 저렴한 리튬인산철 배터리 가격에서 비롯합니다. CATL은 원재료, 소재, 셀, 팩, 재활용에 이르는 완전한 밸류체인을 구축해 원가 절감과 생산 기간을 최소화했는데요. 지난 5월 독일 뮌헨에서 열린 'EES 유럽 2025' 전시회에서 5년간 용량 저하 없이 사용할 수 있는 ESS ‘테너 스택’을 선보이는 등 기술력도 눈에 띄는 수준입니다. CATL에 따르면 테너스택의 용량은 8MWh로, 단일 시스템으로 150대의 전기차를 충전할 수 있는데요. 800MWh 규모 저장소를 구축할 경우, 기존 6MWh 시스템 대비 약 3분의 1 컨테이너 수로 설치할 수 있어 총 건설 비용을 최대 20% 줄일 수 있다고 하죠. 그나마 CATL의 리스크를 꼽자면, 해외 시장 의존도가 높은 편이라 미·중 무역갈등과 같은 위험요소에 상당히 민감하게 반응하곤 합니다.
BYD 역시 배터리 생산을 내재화해 외부 공급망에 대한 의존도가 낮고, 안정적인 생산이 가능한 기업으로 유명합니다. 특히 전기차 시장에서 높은 브랜드 인지도를 바탕으로 ESS 시장에서도 빠르게 영향력을 확대하는데요. 지난 9월 발표한 산업용 ESS '하오한'(HaoHan)을 중심으로 입지를 다지고 있죠. 하오한은 BYD가 자체 개발한 2,710Ah 블레이드 배터리 셀로, 에너지 저장 용량을 늘린 것이 특징인데요. 최소 용량이 14.5MWh로 업계 표준(6~7MWh)의 두배 이상입니다. 리튬인산철로 구성된 블레이드 배터리 셀을 배터리팩에 바로 배열하는 셀투팩(CTP) 기술을 사용해 부피 효율성을 높이고, 열 분산을 용이하게 해 안전성이 높기도 하죠.
BYD는 국내뿐만 아니라 세계적으로도 입지를 끌어올리는 모습입니다. 지난 2월에는 사우디 전력 회사(Saudi Electricity Company)와 세계 최대 용량의 ESS 프로젝트 계약을 체결하기도 했는데요. 전기차와 ESS 등에 제품 포트폴리오가 편중돼 다른 형태의 에너지 솔루션을 제공하기는 어렵지만, 높은 글로벌 시장 영향력을 바탕으로 사업 규모를 키우는 중입니다.
EVE는 산업용 ESS 시장에서 중국 내 높은 점유율을 확보했으며, 전력망과 데이터센터 모두를 겨냥한 솔루션을 제공합니다. 클라우드 기반의 스마트 운영 및 유지보수(O&M) 시스템을 통해 효율성을 극대화했는데요. 최근에는 맞춤형 배터리 시장에서 강세를 보입니다. 밴, 트럭, 버스, 건설장비 등 다양한 용도에 맞춘 8종의 상용 전기차 배터리 제품과 모듈형 분할 저장 배터리인 '브릭형 배터리'를 출시하며 때에 따라 원하는 용량의 ESS를 활용할 수 있는 환경을 만들었죠. CATL에 비해 아직 시장 점유율은 낮은 편이지만, 차별화된 기술력으로 점유율 확대에 주력한다고 알려졌습니다.
🇺🇸 북미 기업도 바짝 추격 중
북미 시장에서는 아직 미국 기업의 위상이 높습니다. 2024년 기준 북미 ESS 시장점유율 1위는 테슬라였는데요. 테슬라는 가정용, 산업용, 데이터센터용 ESS 제품을 모두 갖춘 '파워팩'(Powerpack)과 '메가팩'(Megapack)을 통해 전력 안정에 기여하죠. 이중 특히 메가팩은 대형 AI 데이터센터와 클라우드 서버 단지의 전력 피크를 낮추는 데 활용됩니다. 2024년 기준 테슬라 매출의 6%를 ESS가 차지했고, 자동차 판매 수익과 비교해 성장세도 빨라서 테슬라의 차세대 주력 상품으로 기대를 모으고 있죠.
플루언스에너지는 생산능력 기준으로 세계 1위의 ESS 기업입니다. 특히 ESS와 AI를 결합한 솔루션에서 강점을 가지는데요. 플루언스에너지가 미국에 설치한 ESS 중 40%가 데이터센터에 연결돼 있다고 합니다. 또, 재생에너지 및 그리드 안정화 등 다양한 분야에 걸친 솔루션을 제공할 수 있어 여러 분야에서 지배력을 강화하고 있습니다. 올해 3월 삼성SDI와 배터리 공급 계약을 맺기도 했습니다.
포윈에너지는 테슬라, 플루언스에너지와 함께 북미 산업용 ESS 시장을 이끄는 기업입니다. 자사 소프트웨어 플랫폼 '스택OS'를 통해 배터리 모듈 관리, 에너지 관리 및 클라우드 기반 데이터 분석을 통합해 제공하는데요. 자체 시스템을 바탕으로 AI 연산용 고출력 배터리와 에너지 관리 시스템(EMS)을 통합한 솔루션이 주력이죠. 다만, 포원에너지는 올해 8월 중국 중심의 공급망이 불안정해지면서 파산보호를 신청했습니다. 미국 및 글로벌 시장에서 점차 입지가 좁아질 것으로 보이죠.
🇰🇷 한국 기업, 합작으로 입지 다진다
한국 기업도 ESS 시장에서 적극적인 움직임을 보이지만, 아직 시장점유율은 한자리 수에 머무릅니다. 2020년 55%의 점유율을 자랑했으나 2024년 6%로 시장 내 입지가 크게 줄었는데요. 중국 업체의 저가 공세에 밀린 탓이죠. 그래도 희소식이 있다면, 미국 트럼프 행정부가 들어서면서 북미 시장에서 기회가 열렸다는 것입니다. 트럼프 행정부의 강력한 관세 정책으로 중국산 배터리 가격 경쟁력이 크게 약화된 덕분이죠.
이를 기회 삼아 LG에너지솔루션(LG엔솔)은 북미 시장 공략에 집중하고 있습니다. 지난 9월 미국 LA에서 '원스톱 ESS 솔루션'이라는 주제로 전시를 펼치며, 북미 지역에서 완전한 밸류체인을 가진 유일한 배터리 기업임을 강조했는데요. 작년 5월에는 한화큐셀 미국법인에 4.8GWh 규모의 ESS 배터리 공급 계약을 체결하는 등 유일한 북미 밸류체인 기업으로서의 장점을 십분 활용하기도 했습니다.
SK온 역시 북미 시장을 타겟으로 잡았습니다. 지난 9월 미국 재생에너지 개발 기업인 플랫아이언 에너지와 협력해 최대 7.2GWh 규모의 리튬인산철 배터리 ESS 공급 계약을 체결했으며, 텍사스주에 두 번째 100MW 규모의 ESS프로젝트를 추진하는 중이기도 하죠. 이를 통해 SK온은 전기차 배터리 수요 감소에 대비해 ESS로 북미 시장에서의 입지를 강화할 계획입니다.
삼성 SDI는 글로벌 시장 영향력을 키우기 위해 노력합니다. 지난 3월 미국 에너지 업체 '넥스트에라에너지'와 약 6.3 GWh 규모의 ESS 배터리 공급 계약을 체결했는데요. 플루언스에너지와의 배터리 공급 계약도 체결돼 있는 만큼, 북미 시장에서 입지가 더욱 확대될 것으로 보입니다. 또한 독일의 ESS 전문업체 '테스볼트'와 자체 개발한 컨테이너형 ESS 솔루션인 '삼성배터리박스'(SBB) 공급 계약을 체결하며 본격적인 유럽 ESS 시장 진입을 알렸죠.
한화큐셀도 미국을 겨냥한 거침없는 행보를 보입니다. 작년 1월 마이크로소프트와 8년간 총 12GW 규모의 태양광 모듈 및 설계·조달·건설(EPC) 서비스 공급 계약을 맺은 데 이어, 작년 5월 미국 빅테크 기업 '메타'에 재생에너지를 공급하는 대규모 '태양광+ESS' 복합단지를 완공했죠. 글로벌 시장 입지가 태양광 발전에 국한돼 있기는 하지만, 단일 포트폴리오로 탄탄한 입지를 다지고 있습니다.
AI 산업의 발전을 위해 알고리즘만큼 안정성도 중요한 요소입니다. ESS가 AI의 지속가능성과 확장성을 뒷받침하는 전력 인프라로 자리매김할 수 있었던 배경이죠. AI가 발전할수록, ESS는 동반 성장할 분야 중 하나로 꼽힙니다. 앞으로 ESS는 산업 전반의 전력 효율화와 에너지 전환을 이끄는 핵심 기술이 될 전망입니다. 기후위기 대응과 지속가능한 성장이 중요해지는 현시점, ESS 산업의 흐름과 기술 혁신에 더욱 관심을 기울일 때입니다.
