신재생 에너지의 이해

RE100_Campaign

RE100은 'Renewable Energy 100%'의 줄임말로, 기업이 사용하는 전력의 100%를 재생에너지로 전환하겠다는 의미의 글로벌 캠페인이다.

RE100의 핵심목표

• 2050년까지 100% 재생에너지로 전환
• 일부 기업은 2030~40년까지 조기 달성 목표로 설정
• 태양광, 풍력, 수력, 지열, 바이오매스 등 청정에너지 자원만 인정

RE 가입조건

참여대상

• 연간 100GWh 이상 전력 소비하는 기업이 주 대상
• 국가별 특수성과 산업 영향력에 따라 예외 조항이 있음

필수조건

1. 100% 재생에너지 사용 목표 공개
2. 연간 진척 상황 보고
3. 검증된 재생에너지 사용증명(EAC, REC 등)

RE100 재생에너지 조달 방식

1. 자체 발전(On-site Generation)

• 공장이나 사무실 옥상에 태양광 패널을 설치
• 자체 전력 생산 후에 사용

2. PPA(전력구매계약)

• 재생에너지 발전 사업자와 장기 구매 계약을 체결
• 안정적인 가격과 친환경 이미지 동시에 확보 가능

3. EAC(에너지 속성 증서) 구매

• 직접 전력이 생산이 불가한 기업은 EAC, REC 구매로 재생에너지 사용 인정

4. 재생에너지 소매 구매

• 일부 지역에서는 전력 공급사로부터 재생에너지 전력을 선택적으로 구매 가능

RE100 실제 가입 기업 사례

기업명	목표연도	주요 에너지원
Google	2030년	태양광, 풍력, PPA
Apple	2030년	100% 재생에너지 달성 완료
삼성전자	2050년	태양광, PPA, EAC 병행
나이키	2025년	풍력, 태양광
BMW	2030년	태양광, 자체발전

태양광 에너지

태양광 발전의 원리

[좌, 광전효과 / 우, 태양광 발전 원리]

광전효과

• 광전효과는 금속 물질에 빛을 쪼이면 금속물질이 전자를 내놓는 현상.
• 금속 내의 전자는 원자행 (+)전하와의 전기력에 의해 속박됨. 여기에 일정 진동수 이상이 빛을 비추었을 댸 광자가 전자와 충돌하게 된다.

태양광 발전

• 햇빛(태양의 전자기파)으로 부터 광전효과가 일어나면서 정공과 전자가 발생하고 +전극과 -전극이 형성됨.
• 형성된 두 전극이 외부회로와 접속되어 있다면 전류가 흐르게 되어 태양의 빛 에너지로부터 전기 에너지로 변환시키는 것.

태양광 발전소 설치 현황(2024년 기준)

지역별 설비용량 및 발전소 개수(2024년 기준)

항목	서울	부산	대구	인천	광주	대전	울산	세종	경기	충북	충남	전남	경북	경남	제주	강원	전북	합계
설비용량(kW)	282	40,877	80,843	24,412	49,713	10,468	30,078	10,489	339,890	205,440	699,005	612,503	518,038	271,467	10,972	182,499	285,798	3,372,780
발전소 개수	8	225	683	189	345	91	149	79	3,027	1,923	2,633	3,380	4,535	2,319	35	1,217	3,180	24,018

에너지 저장장치(ESS) 산업의 성장과 위험 요소

ESS(Energy Storage System)이란

쉽게 설명하자면 매우 큰 보조 배터리이다. 하지만 규모는 우리가 사용하는 휴대폰의 규모가 아닌 우리가 실생활 또는 산업에서 사용할 수 있는 규모가 큰 보조 배터리인 것이다.

ESS 산업의 성장

• 성장 동력

1. 재생에너지(태양광·풍력 등) 확대에 따른 전력 저장 수요 증가
2. 전기차 충전 인프라 및 데이터센터 전력 안정화 수요
3. 전력망 안정성과 피크 수요 대응을 위한 분산형 에너지 시스템 확산

• 주요지역: 북미, 유럽, 아시아(특히 한·중·일)가 핵심 성장 축

차세대 배터리 기술 전망

• 안정성 확보: 과거 화재 사례 이후 열 차단 기술, 분리형 설계, 환기 시스템 등의 강화

• 폐배터리 재활용: ESS용으로 2차 활용하는 REUSE(재활용) 시장도 성장중

배터리 기술의 다변화

기술명	특징	장점	과제
전고체 배터리	고체 전해질 사용	안전성 향상, 에너지 밀도 증가	제조 난이도, 비용
리튬-황 배터리	황을 음극으로 사용	고에너지 밀도, 저비용	수명 문제, 안정성
나트륨이온 배터리	리튬 대체 소재	저비용, 자원풍부	낮은 에너지 밀도
실리콘 음극 배터리	실리콘 기반 음극	에너지 밀도 향상	팽창 문제, 수명
플로우 배터리	액체 전해질 순환	장시간 저장, 대용량	부피 큼, 복잡한 시스템

ESS의 위험요소

리튬이온 배터리(LIB)의 주요 한계

• 화재 및 폭발 위험: 액체 전해질의 휘발성과 리튬 금속의 반응성으로 인해 내부 단락 시 열폭주가 발생할 수 있음.

• 충전 속도 제한: 고속 충전 시 발열이 심해지며, 안정성과 수명이 저하됨.

• 원재료의 희소성 및 환경 문제: 리튬, 코발트, 니켈 등의 희귀 금속은 채굴 비용이 높고 환경에 악영향을 미칠 수 있음.

• 수명 및 성능 저하: 반복 충전 시 성능이 점차 저하되며, 긴 사용시간 확보가 어려움.

대표적인 안전사고 사례

• 2025년 대전 국가정보자원관리원 화재

화재 발생의 핵심 원인

• 열폭주 현상: 리튬이온 배터리는 에너지 밀도가 높지만, 내부 온도가 일정 수준을 넘으면 화학 반응이 폭발적으로 증가하며 인접 배터리로 열이 확산.

• UPS(분산형 전원) 배터리 노후화: 해당 배터리는 2013년 납품된 제품으로 권장 사용기간(10년)을 초과한 상태였으며, 전원 차단 작업 중 폭발이 발생.

• 배터리 교체 작업중 사고: UPS 점검 및 배터리 교체 과정에서 전원 차단중 폭발이 일어났고, 이로 인해 전산실 내 384개의 배터리팩이 모두 소실.

• 방폭 설비 및 환기 부족: 배터리실이 폭발위험구역으로 분류되지 않았고, 방폭 인증이나 환기 설비가 미비해 화재 확산을 막지 못했음.

• 물리적 설계 문제: UPS실과 서버실이 수직으로 배치되어 있어 불기이 위아래로 확산되며 전체 시스템이 마비되었음.

느낀점
신재생에너지를 맛보기로 배웠지만 전체 흐름과 이 전체적인 신재생에너지가 어디로 향해가는지 알 수 있었다. 사실 양이 꽤 있어서 내 입맛대로 몇 개만 조사한 것이다.
그 중에서 학부생때도 다뤘던 태양광 에너지가 다른 것들과는 내 눈에 먼저 들어왔었다. 그리고 내가 궁극적으로 배우고 싶은 ESS 시스템을 찾아보게 되는 계기가 되었다.
이차전지의 문제점은 뉴스에서 다양하게 사례가 소개되고 있지만 그만큼 이들을 보완하는 차세대 배터리들이 등장을 하고 있고 ESS와 EV의 배터리 뿐만 아니라 배터리들을 내장하고 있는 팩 또는 이를 제어하는 시스템, 그리고 이 배터리팩의 위치나 구성을 모두 복합적으로 설계해야 한다는 결론이 머릿속에 스쳐 지나갔다.

출처
RE100
https://www.finanandinvest.kr/2025/07/re100.html

ESS 산업 동향 및 리튬이온 배터리 차세대 기술
https://seo.goover.ai/report/202506/go-public-report-ko-d6fa4e74-6827-435b-b286-f8b8abe425c5-0-0.html
https://useful-kr.blogspot.com/2025/04/next-gen-battery-technology-trends-and-future-directions.html#google_vignette
https://kbthink.com/main/economy/economic-in-depth-analysis/economic-research-report/series1-230825.html

배터리 화제 사례
https://www.asiae.co.kr/article/2025093009305661989
https://mkbn.mk.co.kr/news/culture/11462271
https://www.hkbs.co.kr/news/articleView.html?idxno=809948
https://www.yna.co.kr/view/AKR20250927011652063
https://www.hankyung.com/article/2025102988671