3. ESS: 어마어마한 설치량
3-1. ‘22년 누적 설치 44GW → ‘23년, ‘24년 신규 설치 45GW, 57GW
BNEF에 따르면 2022년 전 세계 ESS 누적 설치량은 43.8GW 수준이다. 2023년부터 ESS 설치가 눈에 띄게 증가하고 있다. 2023년 ESS 신규 설치는 45GW이며, 2024년 ESS 신규 설 치는 57GW으로 전망된다. 특히, 미국과 중국은 2022년 기준 ESS 누적 설치량이 각각 10GW 수준인데, 2030년 ESS 누적 설치량은 미국이 약 120GW, 중국이 약 175GW으로 추 정된다. 2030년 글로벌 ESS 누적 설치량은 약 500GW으로 2022년 대비 10배 이상이다.ESS 제품 및 서비스를 제공하는 Fluence Energy는 2Q24(9월 결산 법인) Earnings Call을 통해 ESS에 대한 수요가 전방에서 강력하다고 언급했다. 그 결과, 회계연도 2Q24 기준 에너 지 저장 장치 신규 수주는 0.9GW(1Q23: 1.2GW, 4Q23 0.6GW), 파이프라인 18.4GW(4Q23: 12.2GW)를 기록했다. 나아가, Tesla 1Q24 Earnings Call에서 Elon Musk는 Megapack(대규모 에너지 저장 장치) 배치가 사상 최고치에 도달하여 기록적인 수익을 달성 했다고 언급했다. Tesla의 ‘Energy Generation and Storage’ 사업부 1Q24 매출은 16.4억달 러로 YoY +6.9%, QoQ +13.7% 성장했다. Elon Musk는 해당 사업부는 몇 년간 지속적으로 성장할 것으로 확신하고 있으며, 2024년 연간 매출은 2023년 대비 최소 +75% 성장할 것으 로 예상했다.
3-2. 왜 설치량이 증가하고 있는가
① 배터리 가격 하락, ② 기술 발전(장주기, 냉각 등) 재생에너지 간할성으로 인해 재생에너지를 통한 전력 발전 및 출력의 변동성은 크다. 이러한 변동성 때문에 그리드(전력망) 내에서 전력의 수요와 공급의 불일치가 발생하고 정전, 에너지 손실 등과 같은 문제가 생긴다. 이를 해결하기 위해 ESS 설치는 필수이다. 따라서 재생에너지 사용량이 증가할수록 ESS 설치도 함께 이뤄질 수 밖에 없다. 다만, 재생에너지 사용량 증가에 따른 ESS 설치의 증가와 중요성은 과거에도 계속 논의되어 왔던 이슈이다. 그렇다면 왜 2023 년부터 본격적으로 ESS 설치량이 증가하고 있는 것일까? ① 배터리 가격의 하락 때문이다. BNEF에 따르면 2024년 글로벌 배터리 생산능력(20개 글로 벌 배터리 제조업체 기준)은 4.1TWh 수준이다. 전기차 둔화 전망에 따라 2024년 글로벌 배 터리 수요는 1.2TWh에 그칠 것으로 전망된다. 즉, 배터리 공급 과잉에 따라 배터리 가격이 하 락하고 있다. 특히 리튬이온 배터리 가격은 지속적으로 하락 중이다(ESS 내 탑재되는 배터리 는 리튬전기 기반이 95%). 리튬이온 배터리 가격은 2020년부터 2022년까지 평균 $150~$160/kWh를 유지하다가 2023년 $139/kWh 하락, 2024년은 전년대비 -4% 하락한 $133/kWh으로 추정된다. 또한, 삼원계 리튬이온 배터리 대비 가격이 저렴한 LFP 보급이 확 대되면서 ESS 가격 또한 하락 중이다([도표 16] 참고). 배터리는 ESS 매출원가 비중 중 50~55%를 차지한다.
② 기술 발전 때문이다. 산업통상자원부에서 발표한 ESS 산업 발전 전략과 추진 과제를 참고 하면 장주기화, 안전성 두 가지 측면에서 기술 발전이 중요하다. 장주기화의 기술 발전으로 ESS 주기가 길어지고 있다. 현재 주기가 2시간 이상인 리튬이온 배 터리의 보급확대로 ESS의 주기가 증가하고 있다. 2024년 상업운전 예정인 ESS의 75%는 주 기가 2시간 이상일 것으로 예상된다. 미국의 경우 주기가 4시간 이상인 ESS 보급이 많이 이 루어졌지만, 중국은 2024년부터 주기가 4시간 이상인 ESS의 보급이 본격적으로 이루어질 것 으로 전망된다. 안전성 측면에서 기술 발전이 중요한 이유는 화재 때문이다. LFP 배터리의 보급 확대로 가격, 안정성 측면에서 경쟁력을 보유하게 되었다. 나아가, 냉각 장치의 기술발전이 이루어짐에 따라 안정성과 배터리 수명을 높이고 있다. 냉각 장치는 크게 공랭식과 수랭식으로 분류할 수 있다. 공랙식과 비교 시 수냉식은 낮은 소음, 높은 냉각, 일정한 온도 균일성이라는 장점을 보유하고 있다. 액체 냉각이 대표적인 수랭식 방 식이며 작동 원리는 다음과 같다. 펌프로 구동되는 냉각액은 배터리 모듈 내부를 순환하여 배 터리 열을 흡수한다. 액체가 배터리 모듈 밖으로 나오면 배터리의 열로 인해 뜨거운 액체가 된 다. 뜨거운 액체는 열 교환 탱크로 다시 순환된다. 열 교환 내부에서 냉매는 액체 상태에서 기 체 상태로 기화된다. 태양광 인버터, ESS 제조업체인 Sungrow는 2023년에 ‘Power Titan’이 라는 수랭식 에너지 저장 시스템을 소개했다. 중국 태양광 모듈 제조업체 Jinko Solar 또한 액 체 냉각 에너지 저장 시스템은 ‘SunGiga’를 2023년에 선보였다. 국내에서는 코스닥 이전상장 예정인 한중엔시에스 주목. 한중엔시에스는 국내 최초로 수냉식 ESS 시스템 개발을 완료했으 며, 현재 양산하여 삼성SDI에 공급 중이다.
4. +@ 데이터센터
4-1. 글로벌 빅테크들의 데이터센터 투자 규모는?
현재 데이터센터 용량 13GW~17GW, 앞으로 설치 예정 용량 13~GW~17GW 글로벌 빅테크들은 인공지능 사업 경쟁을 위해 데이터센터에 공격적으로 투자하고 있다. 인터 넷 인프라 컨설팅 회사 Structure Research에 따르면 글로벌 빅테크 12개가 현재까지 구축한 데이터센터 용량은 2022년 기준 13GW 수준이다. 향후 데이터센터는 현재 존재하는 규모 이 상으로 구축될 것으로 추정된다. 이는 현재 개발 중이거나 토지가 확보된 데이터센터 투자 데 이터를 근거로 추정되었다. McKinsey 또한 유사한 수치로 전망했다(2022년 17GW→2030년 35GW). 즉, 데이터센터가 공격적으로 투자되는 동안 데이터센터 내 주요 제품 및 장비의 수 요는 강할 것이다. 인공지능 Value Chain 내 인프라(데이터센터)에 주목해야하는 이유이다.
4-2. 전력과 관련된 모든 제품에 주목해야할 시점
전력기기, 냉각기, 연료전지, ESS, 슈퍼커퍼시터 등등등 인공지능의 발전을 위해서는 데이터센터 내에서 대규모 데이터를 실시간으로 빠르게 처리하는 것이 핵심이다. 대규모 데이터를 실시간으로 빠르게 처리하기 위해 소비되는 전력량은 어마어 마하다. 데이터센터의 전력 사용량을 추정하면 다음과 같다. IEA(국제에너지기구)에서 추정한 2024년부터 2030년까지 매년 전 세계 전력 소비량을 고려 하여, 당사는 2024년부터 전 세계 전략 사용량을 매년 평균 30,000TWh으로 가정했다. IEA 가 추정한 데이터센터 전력 사용량의 전 세계 전력 사용량 내 비중은 2022년 1.2%(360TWh) 수준이다. 그러나 빅테크들의 데이터센터 증설과 데이터센터 내 고도화되고 있는 서버, 네트워 킹 관련 제품 및 장비를 고려하면, 2026년 전 세계 전력 사용량 중 데이터센터에서 사용된 전 력의 비중은 2.1%(640TWh), 2030년에는 8%(2,400THw)까지 높아질 것으로 전망된다. 참 고로 2026년 데이터센터 전력 소비량은 640TWh는 캐나다의 전력 소비량과 유사한 수준이다. 2030년 데이터센터 전력 소비량은 2,400THw가 예상되며, 이는 EU 전력 소비량과 유사한 수준이다. 즉, 데이터센터가 증설됨에 따라 국가 단위의 전력 소비가 증가하기 때문에, 현재 전 력 인프라(전력기기)와 실시간 전력 효율화를 위한 제품(냉각기, 수소연료전지 ESS, 슈퍼커퍼 시터 등)에 대한 수요가 강하다. 이러한 수요 덕분에 관련 전력 관련 제품 및 서비스를 제공하 는 Eaton과 데이터센터의 전력 관리 시스템과 HVAC(Heating, Ventilation and Air Conditioning) 솔루션을 제공한 Vertiv와 같은 기업들의 수주와 매출액은 지속적으로 증가 중 이다. 특히, Nvidia와 파트너쉽을 체결한 Vertiv의 경우 시장에서 높은 Multiple(12M Fwd P/E 41배)로 거래되고 있다. 2024년 하반기에는 전력기기와 냉각기 대비 주목을 덜 받았던 데이터센터 실시간 전력 효율 화 관련 제품 및 장비(연료전지, ESS, 슈퍼커퍼시터)에도 주목할 필요가 있다. 2024년 5월 Bloom Energy와 Intel은 연료전지 발전을 통한 데이터센터 전력 용량 계약을 체결했다. 이처 럼 데이터센터는 실시간으로 전력 효율화가 이루어져야하기 때문에 저장 및 비상전원 관련 제 품의 수요도 강할 것으로 예상된다.