캘리포니아, 배터리 에너지 저장에 투자하며 순환 정전 시대를 끝내다

• 캘리포니아는 최근 몇 년간 대규모 배터리 에너지 저장 설비를 구축하며 여름철 정전 위기에서 벗어나고 있음
• 이 시스템은 태양광 발전으로 생산된 전력을 저장해 일몰 후 공급함으로써 전력망의 안정성을 높임
• 2020년 이후 배터리 저장 용량이 500MW에서 15,700MW로 3,000% 이상 증가, 전력망 신뢰성의 핵심 요소로 자리잡음
• 리튬이온 배터리의 한계, 화재 위험, 인허가 지연 등 과제도 남아 있으나, 장기적으로 가스 발전소를 대체할 경제적 대안으로 부상
• 이러한 변화는 탄소중립 2045 목표 달성과 미국 내 청정에너지 산업 육성의 중요한 전환점으로 평가됨

캘리포니아 전력망의 변화와 배경

• 수십 년간 캘리포니아는 여름철 순환 정전(rolling blackout) 과 전력 절약 요청이 일상적이었음
  • 그러나 2022년 이후 Flex Alert(전력 절약 경보) 가 한 번도 발령되지 않음
• 전문가들은 이 변화를 전력망 강화와 청정에너지 투자 확대의 결과로 평가
  • 특히 배터리 에너지 저장 시스템(BESS) 이 핵심 역할을 수행

배터리 저장의 급성장과 효과

• 배터리 저장 용량은 2020년 500MW에서 현재 15,700MW 이상으로 3,000% 증가
  • 오후 늦게 태양광 발전이 줄어드는 시간대에 저장된 전력을 공급해 수요 피크를 완화
• CAISO(캘리포니아 전력망 운영기관) CEO Elliot Mainzer는 “2020년 이후 급성장한 배터리 설비가 여름철 전력 신뢰성의 게임 체인저”라고 평가
• 2020년 기록적 폭염으로 정전 사태가 발생한 이후, 주 정부는 26,000MW 이상의 신규 발전·저장 설비를 추가 구축
  • 이후 순환 정전은 발생하지 않음

배터리 저장과 기후 목표

• 배터리는 캘리포니아의 2045년 탄소중립 목표 달성의 핵심 기술로 지정
• 태양광과 결합된 저장 시스템은 화석연료 발전소 의존도를 급감시킴
• Lumenergy의 Maia Leroy는 “가스 발전소의 여름철 효율 저하를 배터리로 보완함으로써 안정적 전력 공급이 가능해졌다”고 설명

기술적 한계와 차세대 배터리

• 현재 주로 사용되는 리튬이온 배터리는 4~6시간 용량으로, 일몰 후 피크 시간대에는 충분하지만 장기 저장에는 한계
• GridLab의 Nikhil Kumar는 철-공기(iron-air) 및 플로우(flow) 배터리 등 장기 저장형 기술이 등장하고 있다고 언급
  • 이들은 아직 비용이 높고 부피가 크지만, 최근 보고서에 따르면 가스 발전소 건설비와 유사한 수준으로 접근 중
• Kumar는 “배터리는 더 저렴해질 것이고, 가스는 그렇지 않다”고 강조

연방 정책과 주간 비교

• 트럼프 행정부는 석탄·가스 중심의 에너지 정책을 추진하며 1,300만 에이커의 연방 토지를 석탄 채굴용으로 개방
  • 그러나 기자회견에서 배터리 저장의 성장은 언급되지 않음
• 반면 텍사스의 ERCOT은 14,000MW 이상의 배터리 설비를 운영하며 캘리포니아와 1위를 다툼
• 트럼프 행정부는 동시에 국내 배터리 제조 육성을 추진, 중국산 배터리에 100% 관세 부과 계획 발표

미국 내 배터리 제조 확대

• 새크라멘토의 Sparkz는 니켈·코발트를 사용하지 않는 리튬-인산철(LFP) 배터리를 생산
  • 공급망이 전적으로 미국 내에 기반해 국산 청정에너지 세액공제 혜택을 받음
  • 주요 고객은 데이터센터와 전력회사
• CEO Sanjiv Malhotra는 “캘리포니아의 전력망 강화는 배터리 저장 덕분이며, 2022년 이후 Flex Alert이 사라진 이유도 그 때문”이라고 언급

인프라 개선과 인허가 과제

• 캘리포니아 전력망은 100년 이상 된 노후 인프라로, 가스 발전 중심 구조
  • 전문가들은 대규모 업그레이드와 제도 개혁이 필요하다고 지적
• 환경 심사 절차가 길어 프로젝트 인허가 지연이 문제
  • 이를 개선하기 위해 패스트트랙 인허가 제도를 도입, Fresno County의 Darden Clean Energy Project를 신속 승인
  • 해당 프로젝트는 85만 가구에 4시간 전력 공급 가능

안전 문제와 화재 사고

• 2025년 1월 Monterey County의 Moss Landing 배터리 저장소 화재로 10만 개 리튬이온 배터리가 불탐
  • 물로 진화 불가능하며, 니켈·코발트·망간 등 중금속 오염이 수 마일 반경에서 검출
• Lumenergy의 Leroy는 “대형 기술에는 항상 위험이 존재하며, 다양한 저장 기술의 병행이 필요”하다고 강조
• 석유·석탄 등 다른 에너지원도 대기오염과 건강 위험을 초래

청정에너지 전환 현황

• 캘리포니아는 2025년 11월까지 석탄 발전 완전 중단 예정
• 2024년 기준, 주 내 전력의 60%가 재생에너지에서 생산 (미 에너지정보청 자료)
• 2025년 상반기에는 하루 평균 7시간 동안 100% 청정에너지로 전력망 운영
  • GridLab의 Kumar는 “청정에너지와 가스 백업만으로도 안정적 운영이 가능하며, Flex Alert이 필요 없게 되었다”고 평가

종합 평가

• 캘리포니아의 배터리 저장 확대는 전력망 안정성, 기후 대응, 산업 경쟁력을 동시에 강화한 사례
• 향후 과제는 장기 저장 기술 상용화, 안전성 확보, 인프라 현대화
• 그러나 현재까지의 성과는 청정에너지 전환의 실질적 모델로서 미국 내외에서 주목받는 중