에너지 저장 시스템의 효율화, 비용 최소화 및 지속 가능한 성장을 중점적으로 추진하는 공장의 경우, 적절한 배터리 기술을 선택하는 것이 필수적입니다. 산업용 및 상업용 분야에서 가장 관련 있는 선택지는 리튬 철 인산(LFP)과 니켈 망간 코발트(NMC) 배터리입니다. 그러나 각각의 특성상 공장의 구체적인 요구 사항에 따라 가장 적합한 기술이 달라지게 됩니다. 당사인 The Origotek Co., Ltd.는 산업 및 상업용 에너지 저장 분야에서 16년간의 전문 경험을 바탕으로 100개 이상의 공장에 에너지 솔루션 도입을 지원해 왔으며, 본 문서에서는 공장에 LFP와 NMC 배터리 시스템을 도입할 때 고려해야 할 가장 중요한 요소들을 설명합니다.

1. 핵심 성능 비교: 공장을 위한 LFP 대 NMC 배터리

공장의 시간이 지남에 따른 에너지 효율성과 운영 안정성은 근본적으로 LFP 및 NMC 배터리의 운용 성과에 의해 결정된다. 핵심 매개변수들 간의 차이점을 파악하는 것은 정보에 기반한 의사결정을 향한 첫 번째 단계이다.

안전성: LFP 배터리는 안전성 측면에서 상당한 이점을 가진다. LFP 배터리는 코발트를 포함하지 않으며 높은 온도(최대 200°C)까지 견딜 수 있고 열폭주(thermal runaway) 현상이 발생하지 않는다. 이로 인해 배터리 고장 시 심각한 안전 문제가 발생할 수 있는 연속 생산 라인을 운영하는 제조 공장과 같은 고부하·장시간 운전 환경에 LFP 배터리가 이상적이다. 반면, NMC 배터리는 열적으로 상대적으로 덜 안정적이며 과열 및 열폭주 위험이 더 크기 때문에 보다 엄격한 온도 제어 조치가 필요하다.

사이클 수명: 사이클 수명 측면에서 LFP 배터리는 또한 가장 내구성이 뛰어납니다. LFP 배터리는 일반적으로 챔버의 80%가 사용되었을 때(잔여 용량 ≥80%)까지 3,000회에서 5,000회 사이클 수명을 가집니다. 장기간(5~10년) 에너지 저장 시스템을 피크 절감 또는 백업 전원 목적으로 사용하는 공장의 경우, LFP 배터리는 배터리 교체 빈도를 줄여 전체 수명 주기 비용을 낮추는 데 기여합니다. 비교해 볼 때, NMC 배터리는 2,000회에서 3,000회 정도의 더 짧은 사이클 수명을 가지므로 단기적인 에너지 저장 수요가 있거나 시스템 업그레이드를 자주 진행하는 공장에 더 적합합니다.

에너지 밀도 및 비용: NMC 배터리는 180–250Wh/kg의 에너지 밀도 범위를 통해 공간을 보다 효율적으로 활용하므로 동일한 에너지 저장 용량에서도 차지하는 공간이 적어집니다. 이는 도심 공장과 같이 공간이 제한된 공장에서 특히 중요합니다. 그러나 NMC 배터리는 코발트와 니켈 등 주요 원자재 가격이 높기 때문에 상대적으로 더 비쌉니다. 반면 LFP 배터리는 에너지 밀도가 더 낮은 편(120–180Wh/kg)이지만, NMC 배터리보다 20~30% 저렴하여 대규모 에너지 저장(수 MW급 저장이 필요한 산업단지 등)을 필요로 하는 공장에는 경제성 면에서 LFP 배터리가 이상적인 선택입니다.

저온 성능: NMC 배터리는 저온 환경에서 더 우수한 성능을 발휘합니다. -20°C에서 방전 효율이 70~80% 수준을 유지하는 반면, LFP는 50~60%로 떨어집니다. 북유럽이나 중국 북부와 같이 추운 지역 또는 고위도 지역에 위치한 공장의 경우, 특히 야외 에너지 저장 시스템에서 NMC 배터리가 더욱 신뢰할 수 있습니다. LFP 배터리도 저온 성능을 개선할 수는 있지만, 이를 위해서는 가열 장치를 추가해야 하므로 비용이 증가하게 됩니다. 이러한 성능 향상은 가열 시스템을 갖춰야 하는 비용 부담을 동반합니다.

2. 배터리 선택을 공장의 에너지 활용 상황과 맞추기

각 공장은 저장된 에너지를 사용하는 목적에 따라 다르며, 다양한 목적에 맞게 서로 다른 배터리 유형을 할당하는 것이 도움이 될 수 있습니다. 오리고텍 주식회사는 자사 제품을 4세대 기준으로 업데이트하여 현재 피크 차단, 가상 발전소(VPP), 백업 전원 및 삼상 불균형 관리를 지원하며 공장 선택 시 참고할 수 있는 기준을 제공하고 있습니다.

피크 차단 및 밸리 충전: 이 시나리오에서는 빠른 사이클의 충전과 방전을 처리할 수 있는 배터리가 필요합니다. LFP 배터리는 긴 사이클 수명과 매우 효율적인 충전 및 방전 효율(≥90%) 덕분에 최적의 선택입니다. 예를 들어, 제조 공장이 피크 시간대에 발생하는 높은 전기 요금을 줄이기 위해 피크 차단을 활용하는 경우, LFP 배터리는 주요 교체 없이도 8~10년 동안 안정적인 작동을 제공할 수 있으므로 신뢰할 수 있습니다.

백업 전원: 여기서 안전성과 신뢰성이 가장 중요합니다. LFP 배터리는 과충전, 방전 및 단락에 견딜 수 있을 뿐만 아니라 지속적인 전력 공급이 가능하여 예기치 않은 정전 시에도 전력을 공급할 수 있는데, 이는 정밀 장비를 갖춘 전자제품 제조라인과 같은 특정 공장에서 특히 중요합니다. 백업 전원의 경우 NMC 배터리도 사용할 수 있지만 추가적인 안전 장치가 필요하므로 전체 시스템의 복잡성이 증가합니다.

가상발전소(VPP)에 참여하려면 공장이 전력망의 지시에 신속하게 반응할 수 있는 배터리를 보유하고 있어야 합니다. NMC 배터리는 높은 출력 밀도 덕분에 빠르게 충전 및 방전이 가능하므로, 실시간 계통 주파수 조정에 참여하는 등 에너지 출력을 신속하게 조절해야 하는 공장에 적합합니다. 또한, LFP 배터리는 안정적인 성능 덕분에 장기간 에너지를 공급하는 데 중점을 두는 VPP 참여 공장에 더욱 적합합니다. 오리고텍의 맞춤형 솔루션을 통해 VPP에서의 반응성을 향상시키기 위해 LFP 및 NMC 배터리 관리 시스템(BMS)을 설계할 수 있습니다.

3상 불균형 관리에서 이러한 배터리는 계통 부하를 균형 있게 유지하기 위해 일관된 출력을 제공해야 합니다. 이를 위해 LFP 배터리는 낮은 자가 방전율(≤1%/월)과 안정적인 전압 출력 특성 덕분에 전력 공급의 안정화와 불균형 전류로 인한 장비 손상 감소에 기여합니다. 오리고텍(Origotek)의 4세대 제품은 최적화된 3상 불균형 관리를 제공하는 보다 정교한 예측형 LFP 배터리 BMS 관리 알고리즘을 도입하였습니다.

3. 왜 공장용 배터리 솔루션에 있어 오리고텍과 협력해야 하나요?

배터리 유형을 선택하는 것은 전체 그림의 일부에 불과합니다. 숙련된 전문 업체와 협력하면 공장의 구체적인 요구 사항에 맞는 솔루션을 보장할 수 있습니다. 천진 리선 배터리(티앤진 리센 배터리, Tianjin Lishen Battery Co., Ltd.)와 산둥 상촌 에너지(Shandong Shangcun Energy Co., Ltd.)가 공동 출자하여 설립한 오리고텍(Origotek Co., Ltd.)은 산업용 및 상업용 에너지 저장 분야에서 16년 간의 경험을 바탕으로 다음의 세 가지 주요 이점을 제공합니다:

맞춤형 시스템: Origotek은 공장의 에너지 부하량, 사용 가능한 공간과 공장의 물리적 배치, 지역 기후, 특정 적용 사례(피크 시빙 또는 VPP 등)를 종합적으로 고려하고 평가하여 LFP 또는 NMC 배터리와 이러한 다양한 파라미터를 기반으로 설계된 전체 에너지 시스템(BMS 및 냉각 시스템 포함)을 추천합니다.

제품 신뢰성 향상: 16년간의 반복 개선을 거친 Origotek의 4세대 배터리는 고객의 우려를 해결하고 신뢰성을 한층 강화했습니다. LFP 배터리의 경우 사이클 수명을 5,000회까지 최적화하였으며, NMC 배터리의 경우 첨단 전해질 조성으로 열 안정성을 개선했습니다.

에너지 자립을 위한 장기적 지원: Origotek은 인류의 에너지 독립이라는 꿈을 실현하는 데 도움을 줍니다. 공장용 배터리의 전체 수명 주기(설치 및 디버깅, 유지보수 및 교체)에 걸쳐 서비스를 제공함으로써 에너지 저장 시스템이 수년간 효율적으로 작동하도록 보장합니다. Origotek 팀은 LFP 또는 NMC 배터리의 전략적 선택을 통해 에너지 사용과 비용 절감을 극대화할 수 있도록 공장에 기술적 지원을 제공합니다.

결론적으로, 공장들이 LFP와 NMC 배터리 중에서 선택할 때 중요한 질문은 '어느 쪽이 더 좋은가'가 아니라 '어느 쪽이 더 잘 맞는가'입니다. 각 공장은 자체적인 요구사항(안전성, 사이클 수명, 비용)과 상황을 평가하고, Origotek과 같은 배터리 전문가와 협력하여 배터리 선택을 전략적으로 비즈니스에 통합함으로써 경제적·사회적 지속 가능성을 향상시켜야 합니다.