테슬라 주식 이야기 - 테슬라의 거대한 성장 가능성, 태양광!

저번 포스팅에서는 테슬라의 태양광 에너지 사업이 가지는 중요성과 필요성에 관해서 알아봤습니다. 

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오늘은 테슬라가  움켜 쥐고 있는 미래,  태양광 발전에 조금 더 깊이 알아보겠습니다. 

1. 눈 앞에 다가온 친환경 에너지

 

 전기차 보급에 발맞춰 친환경 발전의 비중은 전세계적으로 급성장하고 있습니다.  국제 에너지 기구(IEA)는, ‘26년까지 재생 에너지 발전  용량이 ‘20년보다 60% 이상 성장하여, "화석 연료와 원자력 발전 용량을 합친 것과 비슷한 수준"이 될 것이라 합니다. 또한, 현재 계획대로면 ‘26년까지 더 늘어나는 전세계 발전 설비는 95%가 재생 에너지 발전이 될 것이라고 합니다.

 

급격한 공업화와 이에 따른 막대한 에너지 소비로 환경오염을 겪는 중국 정부는 “비화석” 에너지 사용 비중을 ‘25년까지 20%로, ‘30년엔 25%, ’60년엔 80%까지 늘리겠다고 합니다. 세계 제일의 에너지 소비국가인 미국 역시 바이든 행정부에서 ‘35년까지 탄소를 배출하지 않는 발전으로 전환하겠다고 발표했습니다. 

 

이렇듯, 화석 연료의 퇴출과 친환경 발전의 확대는 거스를 수 없는 대세이자, 정해진 미래라고 볼 수 있습니다.

 

 

 

2. 친환경 재생 에너지의 발전 형태

 

1) 소규모 분산 발전 시설의 증가

 

기존의 발전 방식은 대규모 오염과 시설을 동반하기 때문에 인가와 떨어진 땅값이 싼 곳에서 에너지를 생산하고 막대한 송전 설비를 추가하는 것이었으나, 친환경 에너지는 에너지가 필요한 곳에서 바로 생산하게 될 가능성이 높습니다. 특히 태양광 에너지는 풍력, 수력, 조력 등의 타 재생 에너지보다 더 그렇죠. 비용을 고려하면 가정, 혹은 공장마다 소규모 태양광 발전 시설을 설치하여 여기서 나오는 전기를 사용하는 일이 훨씬 더 흔해질 것입니다.

 

2) 이따금 전기가 공급되지 않는 간헐성 전력 부족/손실 사태가 자주 일어납니다.

 

폭염이 와 냉방기의 사용이 급증하거나, 오랫동안 구름이 껴 태양광을 발전하지 못할 경우, 혹은 기상이변으로 바람이 불지 않을 경우 전력생산은 소비규모를 감당하지 못하거나 발전 자체를 못하게 될 수도 있습니다.  예를 들어 전체 발전량의 25%를 풍력에 의존하는 영국은 작년 여름 바람이 멈춰 전기가 부족해져 전기료가 7배로 급등했습니다.

하지만 반대로 전기는 남아돌아 버려지기도 합니다.  약 40%의 전력 생산을 재생 에너지에 의존하고 있는 독일에서는 해마다 6,500GWh의 전기가 과잉생산 되고 버려집니다. 이는 270만 대의 전기차를 1년 동안 충전할 수 있는 양입니다..

 

3) 생산과 분배를 책임지는 VPP(Virtual Power Plant)

 

중소 규모 발전소가 급하게 늘어나고, 각각의 발전량과 시간을 통제하는 게 힘들어 질 경우 그 결과로 전기가 남는 곳도, 부족한 곳도 모두 늘어나게 됩니다.  블랙아웃을 막고, 조금이라도 더 저렴하게 전기를 공급하기 위해 전력 부족을 예측하고 남는 전력을 필요한 곳으로 제때에 보낼 수 있는 관리 시스템이 필요합니다. 또한, 발전소를 운영하는 개별 사업자나 가정 입장에서는 이를 통해 경제적 이익을 창출하려고 할 것입니다. 혹은 전기가 부족할 때는 가장 저렴한 비용으로 사오거나, 판매할 때 가장 비싸게 팔 수 있는 고도화된 관리 시스템이 필요해집니다.

 

이는 수많은 발전원을 하나의 시스템처럼 효율적으로 관리할 수 있는 시스템을 필요로 합니다. 이와 같이 다수의 분산 전원을 마치 하나의 발전소처럼 관리하는 시스템을 VPP(Virtual Power Plant)라고 합니다. 재생 에너지가 더 널리 보급될수록, 전력망을 효율적으로 관리하고자 하는 니즈도 커지면서 이런 VPP 시장이 활성화될 것입니다.

 

가상발전소(VPP)의 개념도

3. 테슬라의 솔루션

1) 소규모 분산 발전 시설 - 지붕형 태양광 발전 시설 "솔라루프"

 “전기차가 매력적인 제품으로 변한 것처럼, 태양광 패널도 멋지게 변해야 한다” - 일론 머스크

기존에 보급된 가정용 태양광 발전시설의 문제는 멋지지 않다는 것입니다. 

이를 해결하기 위해, 테슬라는 2016년 10월 지붕과 태양광 패널을 일체화 시킨 “솔라루프”를 공개합니다. 이는 지붕의 타일 속에 태양광 패널을 집어 넣은 것으로, 솔라루프 타일은 겉 보기에 태양광 패널인지 인식할 수 없을 정도로 자연스럽게 만들었습니다.

테슬라의 솔라루프 - 보통 지붕과 다르게 보이지 않습니다.

테슬라는 솔라루프가 일반 지붕 타일보다 내구성과 단일효과 면에서 우수하여 건물이 후패해도 지붕만은 남았있을 것이라고 자신합니다. 

 

 

2)  테슬라의 에너지 저장 시스템 - "파워 월"과 "메가 팩"

 

발전량과 발전 시간대를 조절하는 해결책은 에너지 저장 장치(Energy Storage System) 즉, ESS 입니다. 이는 말 그대로 생산된 전력을 저장해두는 배터리 시스템입니다. 이 시스템은 재생에너지가 뜨문뜨문 생산되는 단점을 커버하고 전기를 조금 더 저렴하게 사용할 수 있게 합니다. 

ESS는 과잉 생산해 남는 전기는 저장해두고, 전기가 생산되지 않는 밤에 사용하게 하고, 또 요금이 저렴한 심야 시간대에 전기를 저장하고, 요금이 비싼 피크 시간대에 사용해서 전기료를 줄이는 운영도 가능하게 합니다. .

하지만 현존하는 ESS용 배터리는 가격, 수명, 고장 등의 문제가 있어 보급에 어려움이 있었습니다.  테슬라는 이런 문제를 해결하기 위해  2015년 가정용 ESS인 “파워월”과 산업용 ESS인 “파워팩”을 만들어냈습니다. 

이들은 기존 제품보다 싸고, 설치가 간편하며, 확장이 쉽고 안전하다는 장점을 자랑했는데요. 테슬라는 실제로 제품 공개 행사장의 전력을 파워팩의 배터리에 저장된 재생 에너지로만 공급했습니다.

다음 해, 테슬라는 2017년 호주 혼즈데일에서 100MW 규모의 세계 최대의 ESS 프로젝트를 수주하게 됩니다. 호주 소비자들은 테슬라 메가팩을 통해 2018년에 약 290억 원($26.1M)을, 2019년에는 약 840억 원($75.8M)에 달하는 전기 요금을 절약할 수 있었다고 합니다.

거기에다가, 2021년 전력난 때문에 난리를 겪었던 텍사스에 대규모 메가팩 시설을 설치하여 완공했습니다. 테슬라 ESS에 의존하는 전력망이 전 세계에 계속해서 늘어나고 있습니다.

 

텍사스에 완공된 ESS "메가팩"

 

3) 테슬라의 AI 기반 가상 발전소 - "오토비더"

 

테슬라는 중앙에 집중된 기존의 대형 발전 방식과 달리 분산화된 발전소들을 관리하는 복잡한 시스템을 자신들의 노하우로 해결했습니다.  테슬라가 만든 옵티캐스터(Opticaster), 마이크로그리드 컨트롤러(Microgrid Controller) 등의 소프트웨어는 AI를 활용해 가장 최적화된 방식으로 전력망을 가동하게 합니다. 이들은 발전량과 소비량을 예측하 다음, 이를 바탕으로 가장 저렴한 시간대와 저렴한 비용으로 전력을 생산하도록 자동 조정 합니다.

이중 가장 널리 알려진 것이 오토비더(Autobidder)라는 제품인데요, 오토비더는 분산된 전력 생산자가 잉여 전기를 판매하여 수익을 올릴 수 있도록 하는 프로그램입니다. 이는 마치 AI 주식 트레이딩 프로그램과 유사합니다. 오토비더는 실시간으로 전력 가격, 생산량 등을 예측하여, 가장 높은 가격으로 전력을 판매해 수익을 올리게 합니다. 이 프로그램의 성능은 앞서 언급한 호주 혼즈데일 메가팩 설비에서 운용, 성공적으로 수익을 올리고 있다고 합니다. 

 

4. 맺으며

테슬라의 비전은 미래의 에너지 주도권을 쥐는 것입니다. 그는 태양력에 집중하여 발전하고 저장하고, 나누는 시스템을 확립했습니다. 테슬라의 주가는 저평가되어있습니다. 매년 여름, 겨울이 기후 이상으로 무서워지는 지구에서, 특히 선진국에서 테슬라가 쥐고 있는 태양광 발전의 헤게모니는 그의 전기자동차의 엄청나게 늘어나는 수익성 조차 우습게 보일 지경입니다. 

테슬라는 지금도 그렇지만 돈을 긁어 모으게 될 것입니다.