위치에너지를 전기에너지로! Energy vault (NASDAQ : NRGV)

ESS tech, Eos energy, Altus 등 작년의 스팩 합병 붐을 통해 안전성을 높인 새로운 형태의 에너지 저장소를 선보이는 기업들의 IPO가 이어졌다. ESS tech는 플로우 셀, Eos energy는 아연 전지, Altus는 열을 통해 저장하는 등의 새로운 기술을 개척해나가는 시도가 이어졌는데, 대부분의 케이스는 화학 에너지나 열에너지 형태를 저장하는 것으로 이루어진다. 그러나 2월에 나스닥에 상장한 Energy vault는 조금 다른 방법을 이용한다고 하는데 Softbank를 포함한 여러 회사들의 투자를 이끌어 낸 차별점은 무엇일까? 

 

<창업자 & CEO 소개>

BP에서 7년간의 경력을 쌓고, 노키아와 Spirent 등의 많은 회사들에서 경력을 쌓았으며, Northwestern 대학교에서 MBA를 했다.

 

<기존 시장 규모 & 문제점>

우크라이나와 러시아의 전쟁으로 에너지 가격이 급격하게 치솟고 있다. 2년 전 선물 가격으로 마이너스까지 갔던 유가는 120불도 돌파했었다. 심지어 공급망 이슈까지 생기면서 원자재와 CPI는 40년래 최고를 찍었다. 이러한 상황 속에서 지속적인 에너지 문제는 경제를 발목 잡고 있는 상황이다. 에너지 패권, 탄소 절감을 위해 친환경 에너지 도입을 멈추지 않고 있는데, 친환경에너지 생산량 특유의 변동성은 안정적인 전력 공급의 과제이다. 그래서 친환경 에너지 생산 설비에는 전기를 저장하고 일정한 출력을 유지시켜주는 ESS의 설치가 필수적이다. 에너지망을 구축의 필요성이 올라감에 따라 2025년에는 세계적으로 300 GWh 용량의 ESS의 설치가 예상되고 2030년까지는 830 GWh로 연간 20%의 고성장을 거듭할 것으로 예상되고 있다. 그러나 ESS에는 안전성 문제가 항상 대두된다. 전 세계의 기후가 전부 다르고, 항상 방전과 충전을 거듭하는 ESS 특성상 수명이 급격히 줄고, 생산상의 문제나 전류를 효과적으로 통제하지 못해 과충전 과방전 되는 셀이 생기면 화재까지 발생하기도 한다. 이러한 기존의 안전성의 문제를 다른 방식으로 해결한 Energy vault의 ESS를 살펴보자 아래의 영상을 참조!

 

<해결 방안>

화학물질을 전혀 사용하지 않고 크레인의 원리를 이용해 역학적인 힘을 위치에너지의 형태로 저장해 충전하고, 30톤의 콘크리트 덩어리가 내려오면서 위치에너지가 역학적 에너지로 바뀌고 그 역학적 에너지로 전력을 생산해 공급한다. 

초기 모델은 크레인 형태로 콘크리트 블록을 쌓는 형태로 위치에너지를 저장하는 방식이었으나 확장이 불가능하고, 에너지 저장 용량의 한계가 존재하기 때문에 창고 형태로 차곡차곡 쌓아나가고 안전성을 높인 형태를 채택해서 개발 중이고, 앞으로 배치할 예정이라고 한다. 대표적인 투자자로는 소프트뱅크가 있고, 의외로 한국의 고려 아연이 참가했다.

 

<장점>

높이는 100m에 이르고 빌딩 디자인을 이용해 모듈화 한 결과, 손쉽게 저장 용량을 늘릴 수 있고, 관리도 쉬우며, 전부 재활용이 가능한 소재로 만들어져, 친환경적인 면도 고려했다.

RTE는 정해진 에너지를 충전 후 방전해, 충전에 들어간 에너지에 비해 방전 시 실질 저장된 에너지의 비율이 얼마인가를 측정하는 기준인데, 1세대 모델의 측정 결과 75%를 구현했다고 한다. 생각보다 꽤 높다. EOS energy의 RTE가 대강 80%선이었던 것에 비하면 전지가 아닌데 비해서 높은 효율을 가지고 있다고 할 수 있다. 마찰력도 상당해서 많은 전력이 손실될 것이라 생각했는데, 다음 모델에서는 RTE를 80~85% 수준까지 끌어올릴 예정이라는 데 이게 진짜 가능한 건지 모르겠다. 모터나 유압장치의 효율도 그렇고, 도르래를 올리면서 발생하는 마찰력으로 인한 손실도 상당할 것이라 생각하는데, 전지와 동급의 효율을 낼 수 있는 것인가? 추를 만드는 데에도 공정을 단축시켜, 10분간 압력을 가하면 완성되며 높은 내구도를 가지고 있다. 추의 재료는 발전소에서 나오는 재와 수명이 다한 풍력 발전소의 날개를 섞어 강도 높은 블록을 제작한다고 한다.

리튬이온 전지에 비해서도 꽤나 저렴하게 생산할 수 있다. 현재 리튬 이온 전지의 60% 수준으로, 2025년에는 51% 수준까지 낮출 수 있다는 전망으로, 리튬 이온 전지처럼 사용할수록 충전 용량이 작아지지 않는 것을 감안하면 충분히 경제성이 있다고 할 수 있다.

직접적으로 비교해보면, CAPEX와 운영비가 리튬 이온 전지에 비해 현격하게 적어 TCO를 봐도 30%가량 저렴하다. 안전성의 측면에서 봐도 과충전 과방전으로 인한 화재도 존재하지 않고, 사용 기간에 따른 저장 용량의 변화도 생기지 않으며, HVAC를 통해 온도 조절, 냉각/보온을 해줄 필요가 없다. 개발 중인 다음 모델에서는 리튬 이온 배터리의 RTE에 거의 동급의 성능이 나온다고 하는데, 이것만 보면 완벽해 보이지만 몇 가지 걸리는 점이 있다. 

1. RTE 80% 이상은 아직 달성된 것이 아니고 사실인지도 불분명하다
2. 동일 저장 용량을 설치함에 있어 리튬 이온 배터리의 4배의 면적이 필요하며, 높이는 100M에 이르기 때문에 실질적으로 단위 부피당 몇백 배 낮은 저장 용량을 가지고 있다.
3. 또한 추로 사용되는 것은 블록은 1개당 30톤이며 1개당 1 MWh의 저장용량을 갖는다고 한다. 500 MWh의 ESS를 만들기 위해서는 500개 즉 블록 무게만 15000톤을 옮겨 설치하고 제거 시 다시 옮겨야 하는 데 이러한 운반과정에서 발생하는 탄소 배출을 얼마나 될지, 지진이나 자연재해에 얼마나 안전성을 가지고 있는 가에 대한 의문이 있다.

<매출 & 성장 전망>

전 세계적으로 발주문의가 계속 들어오고 있으며 21년 9월 기준 Backlog는 $380M에 달한다고 한다. 

2022년 하반기부터 매출이 잡힐 것으로 예상하며, 첫해부터 $148M이라는 다소 공격적인 수치를 잡고 있다. 매출은 기하급수적으로 증가해 2025년이면 $2.764B에 달할 것이라고 하는데, 자신감이 넘친다. EOS도 Ess tech도 거의 매출이 없다시피 하기에 이것이 가능한 것인지 알기 어렵고 실제로 많이 도입될지는 지켜봐야 한다. 제조업에 비해서 영업이익도 2025년의 경우 24%로 상당히 높다고 할 수 있고, 2024년 현금 흐름이 +로 돌아설 것으로 예상하고 있다. 상장 후 예상 시가총액은 $1.6B, 예상 보유 현금은 $458M 정도였으나, 최근 Spac 시장의 냉각으로 $200M 조금 넘게 조달한 것으로 나왔다.

 

<내부 직원 평가>

없음

<특허>

assignee:(Energy Vault Inc) - Google Patents 1(Grant)/4(Application)으로 특허가 많은 기업이라고 할 수는 없다. 애초에 무슨 특별한 기술이 필요한지도 조금 의문이긴 하다.