액체 공기 에너지 저장 시장 - 글로벌 산업 규모, 점유율, 추세, 기회 및 예측, 용량별(5-15MW, 16-50MW, 50-100MW, 100MW+), 응용 분야별(발전, 송전 및 그리드 지원, 재생 에너지 통합, LNG 터미널, 기타) 및 지역별 및 경쟁별, 2019-2029F

시장 개요

글로벌 액체 공기 에너지 저장 시장은 2023년에 16억 7천만 달러 규모로 평가되었으며 2029년까지 15.22%의 CAGR로 예측 기간 동안 강력한 성장을 보일 것으로 예상됩니다.

액체 공기 에너지 저장(LAES) 시장은 공기 액화를 통해 에너지를 저장하는 기술 및 솔루션에 중점을 둔 부문과 관련이 있습니다. 이 프로세스에는 공기를 극저온으로 냉각하여 저장을 위해 액체 상태로 변환하는 것이 포함됩니다. 에너지 수요가 증가하면 액체 공기가 재기화되고 팽창하는 가스는 터빈을 구동하여 전기를 생성합니다.

LAES 시스템은 확장성, 장기 에너지 저장 기능 및 펌프 수력과 같은 다른 저장 기술에 비해 최소한의 지리적 제약으로 인해 유리합니다. 또한 유해 물질이 필요하지 않으므로 환경에 미치는 영향이 비교적 낮습니다. 더욱이 LAES는 기존 전력 인프라 및 재생 에너지원과 원활하게 통합되어 공급과 수요의 균형을 맞추고, 그리드 안정성을 향상시키고, 풍력 및 태양광과 같은 간헐적 재생 에너지원의 통합을 가능하게 하는 실행 가능한 솔루션을 제공합니다.

신뢰할 수 있고 효율적이며 지속 가능한 에너지 저장 솔루션에 대한 요구가 커짐에 따라 LAES 시장이 확대되고 있습니다. 재생 에너지에 대한 투자 증가, 정부 인센티브 및 기술 발전과 같은 요인이 LAES 시스템 도입을 촉진하고 있습니다. 이 시장의 회사들은 효율성을 개선하고, 비용을 절감하고, 다양한 산업에서 LAES 기술의 적용을 확대하기 위해 끊임없이 혁신하고 있습니다.

주요 시장 동인

재생 에너지원 채택 증가

재생 에너지원에 대한 글로벌 추진은 액체 공기 에너지 저장(LAES) 시장의 중요한 동인입니다. 국가들이 탄소 발자국을 줄이고 기후 목표를 충족하기 위해 노력함에 따라 풍력 및 태양광과 같은 재생 에너지 기술의 배치가 상당히 증가하고 있습니다. 그러나 이러한 재생 에너지원은 본질적으로 간헐적이어서 바람이 불거나 태양이 빛날 때만 전기를 생성합니다. 이러한 간헐성은 그리드 안정성과 신뢰성에 문제를 일으킵니다.

LAES는 재생 에너지 출력이 높은 기간 동안 생성된 과도한 에너지를 저장하고 발전량이 적거나 수요가 많은 기간에 방출할 수 있는 장기간 에너지 저장을 제공함으로써 이 문제에 대한 강력한 솔루션을 제공합니다. 배터리와 달리 LAES 시스템은 상당한 손실 없이 장기간 대량의 에너지를 저장할 수 있습니다. 이 기능은 그리드의 균형을 맞추고 안정적인 전기 공급을 보장하는 데 필수적이므로 LAES는 재생 에너지를 그리드에 통합하기 위한 매력적인 옵션입니다.

LAES 시스템의 확장성 덕분에 소규모 설비에서 지역 재생 에너지 프로젝트를 지원하는 대규모 시스템까지 다양한 규모로 배치할 수 있습니다. 이러한 유연성 덕분에 LAES는 보다 지속 가능하고 회복성 있는 에너지 시스템으로의 글로벌 전환에 필수적인 구성 요소가 됩니다.

에너지 저장 기술의 발전

기술의 발전은 LAES 시장을 주도하는 데 중요한 역할을 합니다. 지난 10년 동안 LAES 시스템의 개발 및 최적화에 상당한 진전이 이루어져 더욱 효율적이고 비용 효율적이며 신뢰할 수 있게 되었습니다. 극저온 기술, 재료 과학 및 시스템 통합의 혁신으로 LAES 시스템의 성능이 향상되어 에너지 손실이 줄어들고 왕복 효율성이 개선되었습니다.

한 가지 주요 발전 영역은 액화 및 재기화 프로세스입니다. 연구원과 회사는 이러한 프로세스의 효율성을 개선하기 위해 지속적으로 노력하고 있으며, 이는 LAES 시스템의 전반적인 효율성에 직접적인 영향을 미칩니다. 예를 들어, 열교환기 설계의 발전과 더 나은 열적 특성을 가진 고급 소재의 사용은 LAES 시스템의 에너지 효율성을 크게 개선했습니다.

LAES를 열병합 발전(CHP) 시스템과 같은 다른 기술과 통합하면 효율성과 경제적 타당성을 더욱 높일 수 있습니다. LAES 사이클에서 산업 공정이나 발전소의 폐열을 활용할 수 있는 능력은 상당한 비용 절감과 시스템 성능 향상으로 이어질 수 있습니다.

정부 정책 및 인센티브

정부 정책과 인센티브는 LAES 시장 성장을 형성하는 데 핵심적입니다. 전 세계적으로 정부는 에너지 보안을 강화하고, 온실 가스 배출을 줄이고, 재생 에너지원의 통합을 지원하기 위한 광범위한 전략의 일환으로 에너지 저장 기술을 촉진하는 것을 목표로 하는 정책과 규제 프레임워크를 시행하고 있습니다.

많은 국가에서는 LAES를 포함한 에너지 저장 기술의 도입을 장려하기 위해 보조금, 보조금, 세액 공제와 같은 재정적 인센티브를 제공합니다. 이러한 인센티브는 LAES 시스템을 구축하는 데 필요한 초기 자본 투자를 낮추어 유틸리티, 산업 및 기타 이해 관계자에게 경제적으로 더 매력적으로 만듭니다.

재정적 인센티브 외에도 정부는 에너지 저장 사용을 의무화하거나 장려하는 규정을 제정하고 있습니다. 예를 들어, 일부 지역에서는 재생 에너지 목표의 일환으로 에너지 저장 용량에 대한 특정 목표를 설정했습니다. 이러한 목표는 LAES와 같은 저장 솔루션에 대한 강력한 시장 수요를 창출합니다.

정부는 에너지 저장 기술의 혁신을 지원하기 위해 연구 개발 프로그램에 투자하고 있습니다. 정부는 R&D 이니셔티브에 자금을 지원하여 기술 발전을 가속화하고 비용을 절감하여 LAES 시스템이 다른 저장 솔루션과 비교하여 경쟁력을 갖도록 합니다.

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주요 시장 과제

높은 초기 자본 비용

글로벌 액체 공기 에너지 저장(LAES) 시장이 직면한 중요한 과제 중 하나는 LAES 시스템 배포와 관련된 높은 초기 자본 비용입니다. LAES 시설의 건설 및 시운전에는 압축기, 팽창기, 열교환기 및 저장 탱크를 포함한 고급 극저온 장비에 대한 상당한 투자가 필요합니다. 또한 기존 전력 인프라와 LAES 시스템을 통합하려면 저장 기술을 수용하기 위해 그리드 구성 요소를 개조하고 업그레이드하는 측면에서 상당한 비용이 발생할 수 있습니다.

이러한 높은 자본 비용은 공익 사업체, 산업 사용자 및 재생 에너지 개발자를 포함한 많은 잠재적 이해 관계자에게 진입 장벽이 될 수 있습니다. 많은 사람들에게 사전 투자는 금지될 수 있으며, 특히 최근 몇 년 동안 상당한 비용 절감을 이룬 리튬 이온 배터리와 같은 다른 에너지 저장 기술과 비교할 때 더욱 그렇습니다. 이렇게 대규모 투자와 관련된 재정적 위험은 특히 장기 저장에 대한 경제적 근거가 아직 완전히 확립되지 않은 시장에서 기업이 LAES를 도입하지 못하게 만들 수 있습니다.

높은 비용은 LAES 프로젝트의 전반적인 비용 효율성에 영향을 미쳐 에너지 저장 시장에서 경쟁력 있는 가격을 달성하기 어렵게 만들 수 있습니다. LAES는 확장성과 기간 측면에서 이점을 제공하지만, 초기 비용이 높으면 투자 회수 기간이 길어지고 투자 수익률이 낮아질 수 있으며, 이는 투자자와 프로젝트 개발자에게 상당한 방해가 될 수 있습니다.

이러한 과제를 완화하려면 핵심 구성 요소의 비용을 낮추고 LAES 시스템의 효율성을 개선하기 위한 지속적인 노력이 필요합니다. 재료 과학, 제조 공정 및 시스템 통합의 발전은 비용 절감에 기여할 수 있습니다. 또한 LAES의 광범위한 채택과 대규모 배포를 통해 달성된 규모의 경제성은 단위당 비용을 낮추는 데 도움이 될 수 있습니다. 재정적 인센티브, 보조금, 지원 정부 정책도 높은 초기 자본 비용을 상쇄하고 LAES 기술에 대한 투자를 장려하는 데 중요한 역할을 할 수 있습니다.

효율성 및 에너지 밀도 한계

글로벌 LAES 시장의 또 다른 주목할 만한 과제는 이 기술의 고유한 효율성 및 에너지 밀도 한계입니다. LAES 시스템은 일련의 압축 및 냉각 공정을 통해 전기 에너지를 액체 공기로 변환한 다음 팽창 및 가열을 통해 액체 공기를 다시 전기로 변환하여 작동합니다. 이 사이클의 각 단계에는 주로 극저온 공정 및 열 교환과 관련된 열역학적 비효율성으로 인해 에너지 손실이 수반됩니다.

에너지 출력 대 에너지 입력 비율을 측정하는 LAES 시스템의 왕복 효율성은 일반적으로 리튬 이온 배터리 및 펌프 수력 저장과 같은 다른 에너지 저장 기술보다 낮습니다. 기술의 발전으로 LAES 시스템의 효율성이 점차 향상되고 있지만, 여전히 광범위한 에너지 저장 시장에서 경쟁력을 유지하는 데 필요한 높은 효율성을 달성하는 데는 어려움이 있습니다.

단위 부피 또는 질량당 저장된 에너지 양을 나타내는 에너지 밀도는 LAES가 일부 대체 저장 솔루션보다 뒤처지는 또 다른 영역입니다. 액체 공기의 에너지 밀도는 화학 배터리에 비해 상대적으로 낮기 때문에 LAES 시스템은 동일한 에너지 용량을 달성하기 위해 더 큰 저장 용량이 필요합니다. 이는 대규모 저장 설비에 대한 공간 요구 사항과 잠재적으로 더 높은 비용으로 이어질 수 있습니다.

이러한 효율성 및 에너지 밀도 제한을 해결하는 것은 LAES 기술의 광범위한 채택에 매우 중요합니다. 액화 및 팽창 프로세스의 열역학적 효율성을 개선하는 데 중점을 둔 연구 개발 노력은 전반적인 시스템 성능을 향상시키는 데 도움이 될 수 있습니다. 열교환기 설계의 혁신, 더 나은 단열재 및 최적화된 운영 전략은 개선이 가능한 핵심 영역입니다.

배터리 또는 플라이휠과 같은 다른 기술과 LAES를 결합한 하이브리드 에너지 저장 시스템을 개발하면 효율성 및 밀도 문제 중 일부를 극복하는 데 도움이 될 수 있습니다. 여러 저장 기술의 강점을 활용하여 하이브리드 시스템은 향상된 성능과 비용 효율성을 제공할 수 있습니다.

주요 시장 동향

재생 에너지 프로젝트와의 통합

글로벌 액체 공기 에너지 저장(LAES) 시장의 두드러진 동향 중 하나는 재생 에너지 프로젝트와의 통합이 증가하고 있다는 것입니다. 세계가 보다 지속 가능한 에너지 미래로 이동함에 따라 풍력 및 태양광과 같은 간헐적인 재생 에너지원을 보완하는 안정적이고 효율적인 에너지 저장 솔루션에 대한 수요가 증가하고 있습니다. LAES 시스템은 재생 에너지 출력이 높은 기간 동안 생성된 초과 에너지를 저장하고 발전량이 적거나 수요가 최대일 때 방출하기 위해 채택되고 있습니다.

이러한 통합은 그리드를 안정화하고 일관된 전력 공급을 보장하는 데 도움이 되며, 이는 재생 에너지의 대규모 배포에 매우 중요합니다. LAES 기술은 상당한 저하 없이 장기간 대량의 에너지를 저장할 수 있는 능력 덕분에 이 맥락에서 특히 유리합니다. 이 기능은 재생 에너지원의 가변성을 균형 있게 조절하고 그리드 안정성을 유지하는 데 필수적입니다.

LAES 시스템은 성능과 효율성을 최적화하기 위해 재생 에너지 프로젝트와 함께 배치되고 있습니다. 예를 들어, 풍력 발전소와 태양광 발전소는 잉여 에너지를 포집하고 저장하기 위해 점점 더 LAES 장치를 장착하고 있습니다. 이러한 추세는 에너지 활용을 극대화하고 감축을 최소화하여 재생 에너지 프로젝트의 경제적 실행 가능성을 높여야 할 필요성에 의해 주도됩니다.

기술적 발전과 혁신

LAES 시장은 LAES 시스템의 효율성, 성능 및 비용 효율성을 개선하기 위한 상당한 기술적 발전과 혁신을 목격하고 있습니다. 연구원과 회사는 기존의 한계를 해결하고 에너지 저장 시장에서 경쟁력을 강화하기 위해 기술의 다양한 측면에 집중하고 있습니다.

혁신의 한 분야는 LAES 시스템의 열적 및 기계적 특성을 개선할 수 있는 고급 소재와 구성 요소의 개발입니다. 예를 들어, 열교환기 설계의 개선과 고성능 단열재의 사용은 에너지 손실을 줄이고 시스템 효율성을 높일 수 있습니다. 또한, 극저온 기술의 발전으로 보다 효율적인 액화 및 재기화 프로세스가 가능해져 LAES 시스템의 전반적인 성능이 더욱 향상됩니다.

또 다른 중요한 추세는 LAES를 다른 에너지 저장 기술 및 시스템과 통합하는 것입니다. LAES를 배터리, 플라이휠 또는 기타 저장 기술과 결합한 하이브리드 에너지 저장 솔루션은 각 기술의 장점을 활용하고 보다 유연하고 효율적인 에너지 저장 솔루션을 제공하기 위해 모색되고 있습니다. 이러한 하이브리드 시스템은 향상된 성능, 절감된 비용 및 더 큰 운영 유연성을 제공할 수 있어 광범위한 애플리케이션에 매력적입니다.

정부 지원 및 규제 프레임워크

정부 지원과 유리한 규제 프레임워크는 LAES 시장 성장을 촉진하는 데 중요한 역할을 하고 있습니다. 에너지 보안 및 지속 가능성 목표를 달성하는 데 있어 에너지 저장의 중요성을 인식한 전 세계 정부는 LAES를 포함한 에너지 저장 기술의 도입을 촉진하기 위한 정책을 시행하고 인센티브를 제공하고 있습니다.

많은 국가에서 LAES 시스템 구축과 관련된 자본 비용을 줄이기 위해 보조금, 보조금, 세액 공제와 같은 재정적 인센티브를 확립했습니다. 이러한 인센티브는 유틸리티, 산업 및 기타 이해 관계자의 재정적 장벽을 낮추고 LAES 프로젝트에 대한 투자를 장려하는 데 도움이 됩니다. 또한 일부 정부는 재생 에너지 및 기후 행동 계획의 일환으로 에너지 저장 용량에 대한 특정 목표를 설정하여 LAES 솔루션에 대한 강력한 수요를 창출하고 있습니다.

그리드에 에너지 저장을 통합하는 것을 지원하는 규제 프레임워크도 개발되고 있습니다. 이러한 프레임워크는 그리드 상호 연결, 시장 참여 및 에너지 저장 시스템이 제공하는 보조 서비스에 대한 보상과 같은 문제를 다룹니다. 명확한 가이드라인과 표준을 제공함으로써 이러한 규정은 LAES 및 기타 에너지 저장 기술의 배포를 용이하게 하여 에너지 인프라에 원활하게 통합되도록 보장합니다.

세그먼트별 통찰력

용량 통찰력

50-100MW 세그먼트는 2023년에 가장 큰 시장 점유율을 차지했습니다. 50-100MW 용량 범위는 확장성과 경제적 타당성 사이에서 최적의 균형을 이룹니다. 유틸리티 규모 애플리케이션과 대규모 재생 에너지 프로젝트와의 통합에 필수적인 상당한 에너지 저장 용량을 제공할 만큼 충분히 큽니다. 동시에 엄청난 비용이나 복잡한 인프라 요구 사항을 수반할 정도로 크지 않아 광범위한 이해 관계자에게 실용적인 선택이 됩니다.

이 용량 범위는 그리드 안정성과 신뢰성을 향상시키는 데 특히 효과적입니다. 그리드가 풍력 및 태양광과 같은 가변적인 재생 에너지원을 점점 더 통합함에 따라 대량의 에너지를 저장하고 방출하는 능력이 중요해지고 있습니다. 50-100MW 범위의 LAES 시스템은 재생 에너지 출력이 높은 기간 동안 과도한 에너지를 흡수하고 최대 수요 시간 동안 방출하여 변동을 완화하고 그리드 안정성을 유지할 수 있습니다.

50-100MW 용량 범위는 다재다능하여 재생 에너지 통합을 넘어 다양한 응용 분야에 적합합니다. 주파수 조정, 전압 지원, 블랙 스타트 기능과 같은 보조 서비스를 제공하는 데 적합합니다. 이러한 서비스는 현대 그리드 운영에 필수적이며, 이 용량 범위에서 LAES 시스템의 유연성은 그리드 운영자에게 매우 귀중한 자산이 됩니다.

LAES 기술의 발전으로 이 규모에서 더욱 효율적이고 비용 효율적이 되었습니다. 개선된 열역학적 프로세스, 더 나은 열교환기, 고급 소재로 인해 50-100MW 범위의 LAES 시스템 성능이 향상되었습니다. 이러한 기술적 개선으로 에너지 손실이 줄어들고 왕복 효율성이 높아져 이 규모에서 LAES 시스템이 더욱 경쟁력 있고 매력적으로 되었습니다.

많은 정부가 에너지 보안을 강화하고 재생 에너지로의 전환을 지원하기 위해 에너지 저장 시스템의 배치를 지원하고 있습니다. 재정적 인센티브, 보조금, 유리한 규제 프레임워크는 일반적으로 50-100MW 용량 범위에 속하는 유틸리티 규모 프로젝트를 대상으로 하는 경우가 많습니다. 이러한 정부 지원은 이 부문에서 LAES 시스템의 채택과 우위를 더욱 촉진합니다.

지역 통찰력

유럽 지역은 2023년에 가장 큰 시장 점유율을 차지했습니다. 유럽 국가들은 야심 찬 재생 에너지 목표와 기후 목표를 설정하여 효율적인 에너지 저장 솔루션에 대한 필요성을 촉진했습니다. 유럽 연합의 그린 딜과 온실 가스 배출을 줄이기 위한 개별 국가적 공약은 풍력 및 태양광과 같은 상당한 재생 에너지원의 통합을 필요로 합니다. LAES 시스템은 장기간 저장을 제공하고 간헐적인 재생 에너지 출력을 균형 있게 조절할 수 있는 능력 덕분에 이러한 역할에 적합합니다.

유럽 정부는 에너지 저장 기술을 촉진하기 위해 지원 정책과 재정적 인센티브를 시행했습니다. 보조금, 보조금, 세액 공제는 LAES 시스템과 관련된 자본 비용을 줄이는 데 사용됩니다. 또한, 에너지 저장을 그리드에 통합하는 것을 용이하게 하기 위한 규정이 발전하고 있으며, LAES 기술 도입에 유리한 환경이 조성되고 있습니다.

유럽에는 에너지 저장 기술을 전문으로 하는 여러 선도 기업과 연구 기관이 있습니다. 연구 개발에 대한 상당한 투자가 LAES 기술의 발전을 촉진하여 효율성과 비용 효율성을 개선했습니다. 유럽 기업은 극저온 공정 및 시스템 통합 혁신의 최전선에 있으며, 시장에서 LAES의 경쟁력을 강화하고 있습니다.

유럽은 다른 지역에 비해 에너지 비용이 비교적 높기 때문에 LAES와 같은 에너지 저장 솔루션에 대한 경제적 사례가 더욱 설득력이 있습니다. 또한 이 지역의 복잡한 그리드 인프라와 도시와 원격 지역 모두에서 안정적인 전력 공급에 대한 필요성으로 인해 그리드 안정성과 회복력을 향상시킬 수 있는 견고한 에너지 저장 솔루션에 대한 수요가 증가하고 있습니다.

유럽은 LAES 시스템의 성공적인 시범 프로젝트와 상업적 배포를 통해 기술의 실행 가능성과 이점이 입증되었습니다. 이러한 성공적인 프로젝트는 귀중한 개념 증명을 제공하고 지역 전체에서 LAES 기술에 대한 추가 투자와 채택을 장려합니다.

최근 개발

• 2024년 6월, 청정 에너지 및 에너지 저장 솔루션의 선도적 공급업체인 Envision Energy는 최첨단 5MWh 컨테이너형 액체 냉각 배터리 에너지 저장 시스템(BESS)을 공개했습니다. 이 새로운 시스템은 Envision의 에너지 저장 제품 범위를 확대할 뿐만 아니라 안전 및 성능에 대한 새로운 산업 표준을 수립합니다. 국제 시장을 위해 설계된 이 제품은 높은 에너지 밀도와 긴 수명으로 유명한 315Ah 리튬 철 인산(LFP) 셀을 통합합니다. UL 9540A, UL 1973, IEC 62933, NFPA 855를 포함한 엄격한 글로벌 안전 표준을 준수합니다. 
• 2024년 6월, India Energy Storage Alliance(IESA)는 연례 국제 컨퍼런스 및 전시회인 India Energy Storage Week(IESW)를 2024년 7월 1일부터 7월 5일까지 뉴델리에서 개최했습니다. 이 행사에는 1,000개 이상의 회사를 대표하는 150개 이상의 주요 파트너와 전시자가 참여했습니다. 컨퍼런스 기간 동안 싱가포르에 본사를 둔 VFlowTech는 하리아나주 팔왈에 가장 큰 장기 에너지 저장 제조 시설을 출시한다고 발표했습니다. 이 시설은 킬로와트시(kWh) 및 메가와트시(MWh) 용량 모두에서 VFlowTech의 고급 바나듐 산화환원 흐름 배터리(VRFB) 시스템을 생산하는 데 중점을 둘 것입니다. 이 개발은 VFlowTech의 확장 전략에서 중요한 이정표를 나타냅니다.
• 2023년에 Air Liquide는 수소, 산소, 질소, 아르곤을 포함한 저탄소 산업용 가스를 공급하는 데 전념하는 퀘벡주 베칸쿠르에 혁신적인 플랫폼을 개발하기 위해 1억 5,200만 달러를 투자했습니다. 이 플랫폼은 당시 동종 중 가장 큰 운영 단위였던 그룹의 20MW PEM 전해조를 특징으로 합니다. 인프라에는 재생 가능한 산소와 질소를 생산하기 위한 새로 건설된 공기 분리 장치와 액체 저장 시설이 포함됩니다. 로컬 파이프라인 네트워크는 이러한 구성 요소를 연결하여 고객에게 효율적인 서비스를 제공합니다. 이 저탄소 생산 플랫폼은 주변 산업 및 항구 지대의 탈탄소화 목표를 지원합니다. 이를 통해 Bécancour는 Air Liquide가 재생 가능한 산업용 가스를 생산하고 에너지 전환에 참여하는 고객을 위한 솔루션을 개발할 수 있는 주요 위치로 자리 매김할 수 있습니다.

주요 시장 참여자

• L'AIR LIQUIDE SA
• Cryostar Company
• Advanced Energy Industries, Inc.
• Highview Enterprises Ltd
• Linde plc
• Axiom Energy Conversion Ltd
• Green Hydrogen Systems A/S
• H2 Energy
• Sumitomo Heavy Industries, Ltd. 
• Highview Enterprises Ltd (Highview Power)