하루 두 번 충·방전은 하루의 106.8 %, 잔존율 구간이 셀 물량을 1.47 GWh 가른다

ESS NEOFAB WEEKLY · No.05 · 시스템

6시간짜리 ESS에 하루 두 번 완전 충·방전을 요구하면 하루 24시간이 모자랍니다.

요약

제주 25년 계약은 연 730회 이상의 충·방전을 요구하고, 설비는 80 MW에 480 MWh라서 21,600 s(6시간) 동안 버팁니다. 이 횟수를 완전 충·방전으로 세고 왕복 효율을 0.88로 가정하면 하루 두 번에 92,291 s가 들어 하루 86,400 s의 106.8 %가 됩니다. 보증수명 점수는 계약 종료 때 잔존용량이 90 % 이상이면 7점이고 75~80 %면 1.75점인데, 중간에 셀을 더 넣을 수 없다고 보면 육지 6.6 GWh에서 설치할 셀이 7.33 GWh와 8.80 GWh로 1.47 GWh 벌어집니다. 사이클을 완전 충·방전으로 세는지는 공개 보도에서 찾지 못했습니다.

하루 두 번이라는 조건이 시간표가 되면

전력거래소가 9월 28일부터 3차 에너지 저장 장치(ESS)¹ 중앙계약시장² 입찰사업자 등록을 받고 있습니다[1]. 이번 물량은 육지 1.1 GW와 제주 80 MW를 합친 1.18 GW³입니다. 1차와 2차 공고가 각각 540 MW였으니 두 배가 넘습니다. 제주에는 처음으로 25년 계약이 생겼습니다.

25년을 고르면 연 730회 이상 충·방전⁴해야 합니다[2]. 기사는 하루 두 차례씩 25년을 운전하는 셈이라고 풀었고, 합계는 18,250회입니다. 15년 계약은 연 395회, 합계 5,925회입니다. 저는 이 숫자를 배터리 수명 숫자로만 읽지 않고 하루의 초 단위 시간표에 올려 보았습니다. 두 가지가 눈에 들어왔습니다.

하나는 시간입니다. 제주 물량은 480 MWh를 80 MW로 내보내니 최대 출력으로 21,600 s(6시간)를 버팁니다. 이 설비를 하루 두 번 완전히 비우고 채우려면 충전 손실을 12 %로 가정할 때 92,291 s(약 25.6시간)가 필요합니다. 하루는 86,400 s입니다.

다른 하나는 점수표입니다. 보증수명 점수는 잔존용량 구간마다 계단으로 내려가는데, 운전 중에 셀을 추가로 넣는 길은 막혀 있습니다. 그러면 구간을 어디로 잡느냐가 처음에 설치할 셀의 양을 정합니다. 그런데 공개된 보도만으로는 사이클을 완전 충·방전 기준으로 세는지 알 수 없었습니다. 이번 주 제가 붙잡은 질문은 그래서 하나입니다. 이 사이클은 어떻게 세는 것일까요?

평가 기준에서 숫자 세 개를 골랐습니다

입찰에 직접 나서는 쪽은 ESS 발전사업자⁵입니다[1]. 발전사업자는 배터리 공급가격에 설비 구축비와 운영비, 배터리 수명을 더해 입찰가를 정합니다. 등록은 10월 2일까지이고 10월 6일부터 제안서를 받으며 11월 중에 낙찰자가 나옵니다. 육지 물량은 6시간 방전 기준 6.6 GWh(1.1 GW × 6시간)이고 2029년 2월까지 준공해야 합니다.

평가는 가격과 비가격이 각각 50 %입니다. 비가격 항목에서는 계통연계, 산업·경제 기여도, 화재 안전성에 25점씩 줍니다[1]. 제가 고른 숫자는 이 배점 옆에 따로 붙은 제주 25년형의 보증수명 조건입니다[2]. 계약 기간 내내 최초 설계용량의 70 % 이상을 유지해야 하고, 종료 시점 잔존용량⁶이 90 % 이상이면 7점 만점입니다. 85~90 %는 5.25점, 80~85 %는 3.5점, 75~80 %는 1.75점입니다. 75 % 미만 구간의 점수는 보도에 없었습니다.

점수표만 따로 떼어 구간별 점수와 한 칸 내려갈 때의 차이를 정리했습니다.

종료 시점 잔존용량	보증수명 점수(점)	윗 구간과의 차이(점)
90 % 이상	7.00	기준
85~90 %	5.25	−1.75
80~85 %	3.50	−1.75
75~80 %	1.75	−1.75

표에서 눈에 띄는 것은 칸 사이 간격이 1.75점으로 일정하다는 점입니다. 15 %p 범위에 5.25점이 걸려 있으니 잔존용량 1 %p당 0.35점입니다. 25년 동안 하루 두 번 쓴 셀이 이 계단 어디에 서느냐가 점수를 정하고, 15년형은 같은 구간을 5,925회 만에 채워야 합니다. 두 계약의 횟수 차이는 3.08배입니다.

운전 중에 배터리를 더 넣어 기준을 맞추는 방법은 막혀 있습니다. 거래소는 제조사가 보증기간 끝까지 요구 용량을 채우도록 설계하게 했고, 보증수명을 늘릴 목적으로 설계용량을 추가하는 것도 금지했습니다[2]. 9월 30일 설명회에서는 특정 기술을 염두에 둔 것이 아니며 하루 두 차례와 약 1만 8,000사이클을 감당하는 배터리라면 참여할 수 있다고 밝혔습니다[3].

2차 결과도 배경으로 붙여 둡니다. 565 MW가 SK온 284 MW, 삼성SDI 202 MW, LG에너지솔루션 79 MW로 나뉘었습니다[2]. 세 숫자를 더하면 565 MW가 나오니 기사 숫자끼리는 맞습니다. 앞으로 볼 계산은 그 세 회사가 받아 든 조건을 초 단위로 바꾸는 일입니다.

6시간짜리 설비가 하루를 넘겨 씁니다

스터디룸 하나를 하루에 두 번 빌려준다고 해 봅시다. 한 번 쓰는 데 6시간이 걸리고, 다음 손님이 오기 전에 방을 원래대로 돌려놓는 데 6시간 조금 넘게 걸립니다. 두 번이면 24시간을 넘깁니다. ESS에서는 방을 쓰는 시간이 방전이고 방을 돌려놓는 시간이 충전입니다. 비유는 충전 쪽에서 어긋납니다. 청소는 사람을 늘리면 빨라지지만, 충전은 전력변환장치(PCS)⁷가 받아 줄 수 있는 출력에 묶여 있습니다.

공장에서 쓰는 택타임⁸으로 옮기면 요구가 또렷해집니다. 택타임 = 가용가동시간 / 고객요구수량입니다. 가용가동시간을 하루 86,400 s로, 요구수량을 하루 2회로 두면 택타임은 43,200 s입니다. 한 번의 충·방전이 이 안에 끝나야 합니다. 택타임과 한 번의 충·방전에 드는 처리 시간은 서로 다른 값이라서 둘을 나란히 놓고 비교할 수 있습니다.

처리 시간은 방전 21,600 s에 충전 시간을 더한 값입니다. 충전은 내보낸 에너지를 손실만큼 더 채워야 하니 왕복 효율⁹을 0.88로 가정하면 21,600 ÷ 0.88 = 24,545 s가 듭니다. 합치면 46,145 s로 택타임 43,200 s보다 6.8 % 깁니다. 하루로 보면 92,291 s가 들어 86,400 s의 106.8 %입니다. 쉬는 시간을 한 번도 넣지 않고도 모자랍니다.

그래프에 15년형과 25년형의 하루를 나란히 세웠습니다. 15년형은 연 395회라 하루 1.08회이고, 충·방전에 13.9시간이 들어 10.1시간이 남습니다. 같은 식으로 계산하면 하루의 57.8 %만 씁니다. 25년형은 25.6시간이라 막대가 24시간 선을 넘습니다. 넘는 폭은 1.6시간입니다.

네오팹의 계산 노트

택타임 = 가용가동시간 ÷ 요구수량 = 86,400 ÷ 2 = 43,200 s
방전 = 480 MWh ÷ 80 MW × 3,600 = 21,600 s
충전(왕복 효율 0.88) = 21,600 ÷ 0.88 = 24,545 s
한 번의 완전 충·방전 = 21,600 + 24,545 = 46,145 s
하루 2회 = 92,291 s → 86,400 s 대비 106.8 %
하루 최대 횟수 = 86,400 ÷ 46,145 = 1.872회 → 연 683회(730회에 못 미침)
사이클 평균 깊이 한도 = 43,200 ÷ 46,145 = 93.6 %
충전 출력을 방전의 1.5배(120 MW)로 키우면 충전 16,364 s, 하루 2회 75,927 s(87.9 %)

가정: 사이클을 완전 충·방전으로 센다, 충전 출력은 방전과 같은 80 MW, 왕복 효율 0.88, 하루 24시간 쉬지 않고 운전한다. 사이클을 이렇게 세는지는 공개 보도에서 찾지 못했습니다.

계산에서 나온 숫자가 말하는 것은 두 갈래입니다. 연 730회를 채우려면 사이클 한 번의 평균 깊이가 93.6 % 이하여야 하고, 완전 충·방전으로 세려면 충전 출력을 방전보다 키워야 합니다. 충전 출력을 1.5배로 잡으면 하루 시간표가 87.9 %로 내려오지만 PCS는 120 MW급이 필요합니다. 배터리 라인의 일감은 그대로인데 PCS 라인의 일감이 50 % 늘어나는 셈입니다.

저는 사이클 정의가 공개되기 전에는 730회를 배터리 수명 요건으로만 읽어서는 안 된다고 판단합니다. 같은 730회가 깊이와 충전 출력에 따라 PCS 용량까지 끌고 들어오기 때문입니다. 근거는 106.8 %와 87.9 %라는 두 계산값입니다.

잔존율 구간이 셀 물량을 정합니다

두 번째 계산은 점수표에서 시작합니다. 종료 시점에도 요구 용량을 채워야 하고 중간에 셀을 더 넣을 수 없다면, 처음 설치하는 양은 요구 용량을 잔존율로 나눈 값 이상이어야 합니다. 잔존율이 90 %면 1.111배이고 75 %면 1.333배입니다. 이 식은 제가 세운 가정입니다. 공개 보도에서 설치량을 이렇게 구하라는 문장은 찾지 못했습니다.

구간의 하한 값을 잔존율로 써서 육지 6.6 GWh에 적용하면 설치할 셀은 90 % 구간에서 7.333 GWh, 85~90 % 구간에서 7.765 GWh, 80~85 % 구간에서 8.250 GWh, 75~80 % 구간에서 8.800 GWh가 됩니다. 그림에 구간별 점수와 함께 세웠습니다.

90 %와 75 %를 비교하면 설치량이 1.467 GWh, 점수는 5.25점 차이가 납니다. 구간을 한 칸 내릴 때마다 잃는 점수는 1.75점으로 같습니다. 더 설치해야 하는 셀은 0.431, 0.485, 0.550 GWh로 커집니다. 점수 1점당 셀로 나누면 0.246, 0.277, 0.314 GWh입니다. 낮은 구간으로 갈수록 같은 점수를 포기하는 데 드는 셀이 늘어나는 구조입니다.

공장 쪽에서 읽으면 1.467 GWh는 연 10 GWh를 출하하는 라인(가정)의 53.5일치 생산입니다. 6.6 GWh 자체는 그 라인의 241일치입니다. 90 % 구간이면 268일치이고 75 % 구간이면 321일치입니다. 잔존율 구간 하나가 라인의 두 달 가까운 일감을 바꿉니다.

반대편에서 보면 25년형이 풀어야 할 숙제가 나옵니다. 종료 잔존 90 %를 목표로 하면 18,250회에 10 %p를 써야 하니 사이클당 허용 열화는 0.000548 %p입니다. 15년형은 5,925회에 10 %p라 0.001688 %p입니다. 같은 구간 점수를 받으려면 25년형 셀은 사이클당 열화가 3.08배 낮아야 합니다. 시간에 따른 자연 열화를 빼고 열화가 일정하다고 본 단순 계산이라 실제 조건은 더 엄격합니다.

그림의 두 막대가 벌어진 3.08배는 사이클 횟수의 비 18,250 ÷ 5,925와 같습니다. 잔존율을 같게 잡으면 열화 예산이 횟수에 반비례하기 때문입니다. 제조사 입장에서는 셀 하나의 성능보다 수천 개 셀이 묶인 시스템의 편차와 열관리가 25년을 좌우한다는 업계 관계자의 말이 기사에 붙어 있습니다[2]. 열화 예산이 이렇게 줄어들면 그 편차 관리의 몫이 커집니다.

입찰하는 쪽과 만드는 쪽이 다릅니다

입찰 주체가 배터리 제조사 밖에 있다는 사실이 계산을 다른 방향으로 흔듭니다[1]. 발전사업자는 여러 배터리사와 공급 조건을 협의하다가 입찰 직전에 공급사를 바꾸기도 합니다. 그러면 제조사는 낙찰자가 나오는 11월까지도 자기 라인이 몇 GWh를 만들지 모릅니다. 앞에서 계산한 구간별 설치량의 차이 1.467 GWh는 낙찰 전, 발전사업자가 제안서를 내는 시점에 이미 들어갑니다.

국내 생산 여부도 서류에서 끝나지 않습니다. 거래소는 공급사별 생산지역을 입찰서에 적게 하고, 계약 이행 단계에서 원산지증명서¹⁰로 다시 확인한다고 설명했습니다[3]. 셀이 어느 라인에서 나왔는지가 공급 뒤에도 기록으로 남아야 한다는 뜻입니다. 같은 6.6 GWh라도 구간에 따라 7.33~8.80 GWh가 만들어지니 기록할 셀도 같은 비율로 늡니다.

저는 이번 입찰에서 잔존율 구간을 고르는 일이 점수 경쟁이기 전에 셀 물량을 정하는 일이라고 판단합니다. 근거는 운전 중 보충이 막혀 있다는 점과, 90 %와 75 % 사이 설치량 차이가 1.467 GWh(가정)에 이른다는 계산입니다. 이 판단은 설치량 식이 입찰 규정과 같을 때만 성립합니다.

계산의 범위도 밝혀 둡니다. 시간표 계산은 제주 80 MW 한 건의 숫자이고, 육지 15년형은 같은 식에서 하루의 57.8 %라 여유가 있습니다. 설치량 식은 구간 하한 값을 쓴 단순 계산이라 셀 배치, 보조 전력, 온도에 따른 출력 제한은 넣지 않았습니다. 왕복 효율 0.88도 설비마다 다른 값입니다. 효율을 0.95로 올려도 하루의 102.6 %라 한도를 넘는 결과는 같습니다.

처음 던진 질문에는 아직 답하지 못했습니다. 사이클을 완전 충·방전으로 센다면 제주 25년형은 43,200 s 안에 끝나야 하는 일을 46,145 s로 해야 하는 설비가 됩니다. 10월 6일 제안서 접수가 시작되기 전후로 공고문 원문이나 설명회 자료에서 사이클 정의를 읽을 수 있다면 저는 그 문장부터 찾겠습니다. 확인할 숫자는 하나입니다. 730회가 기준인 깊이가 93.6 %를 넘는지입니다.

자주 묻는 질문

730회가 완전 충·방전이 아니면 이 계산은 틀린 것 아닌가요?

틀린 것이 아니라 조건이 바뀝니다. 사이클 한 번의 평균 깊이가 93.6 % 이하면 같은 시간표에 들어갑니다. 평균 깊이가 80 %라면 하루 두 번에 73,833 s로 86,400 s의 85.5 %입니다. 다만 깊이를 낮추면 480 MWh 설비가 실제로 내보내는 에너지가 줄어듭니다. 그 경우 계약 용량과의 관계는 공개 자료에 나와 있지 않습니다.

배터리가 25년을 버티려면 셀 하나가 1만 8,000번을 견뎌야 하나요?

셀 하나의 횟수만으로 답이 나오지 않는다는 것이 기사에 실린 업계 관계자의 설명입니다[2]. 셀 단품으로 1만 회 이상 되는 제품은 있어도, 수천 개가 묶인 시스템에서는 셀 사이 편차와 열관리와 시간에 따른 자연 열화가 함께 걸립니다. 앞의 3.08배는 이 중 횟수만 넣은 값이라 출발점으로만 쓸 수 있습니다.

독자별 실천 노트

같은 숫자도 읽는 자리에 따라 쓰임이 다릅니다.

독자	이 글에서 가져갈 것	바로 해볼 것
취업 준비생	택타임 = 가용가동시간 / 고객요구수량은 설비 운전 시간표에도 쓸 수 있다는 것(43,200 s)	관심 기업의 ESS 사업 자료에서 계약 기간과 연간 횟수를 찾아 86,400 s 하루에 올려 보기
일반 독자	‘하루 두 번’이라는 약속이 설비 크기와 충전 시간에 묶여 있다는 것	입찰 공고문이 공개되면 사이클을 어떻게 세는지 적힌 문장을 찾아 옮겨 적어 보기
투자에 관심 있는 독자	잔존율 구간이 육지 6.6 GWh 기준 7.33~8.80 GWh의 셀 물량과 이어진다는 계산	11월 낙찰 결과의 공급사별 MW와 6시간 환산 저장량을 기록해 두기

이 글은 정보 제공용이며 투자 권유가 아닙니다. 자세한 내용은 면책조항을 참고하세요.

함께 읽으면 좋은 글

• 택타임 계산, 고장 시간은 빼지 않는다 — 사이클타임·리드타임과의 구분법
• 제주 25년 ESS 계약, 셀 교체가 Traceability 시스템 이관을 세 배로 늘린다
• 미국 ESS 2분기, 출력은 7% 줄었는데 저장량은 사상 최대였다

용어 풀이

1. 에너지 저장 장치(ESS, Energy Storage System) — 전기를 배터리에 모아 두었다가 필요할 때 내보내는 설비입니다. 여기서는 전력망에 연결되는 대형 배터리 저장소를 가리킵니다. ↩
2. 중앙계약시장(Central Contract Market) — 정부 기관이 ESS 물량을 모아 공고하고 사업자가 입찰해 장기 계약을 맺는 국내 제도입니다. 이 글에서는 전력거래소가 진행하는 ESS 입찰을 뜻합니다. ↩
3. GW·GWh(기가와트·기가와트시) — GW는 한순간에 흐르는 전력의 크기이고 GWh는 그 전력을 일정 시간 쌓은 에너지의 양입니다. 1 GW로 3,600 s 내보내면 1 GWh입니다. ↩
4. 충·방전 사이클(Cycle) — 배터리를 채웠다가 비우는 한 번의 왕복을 세는 단위입니다. 전부 채우고 비우는 것을 한 번으로 셀 수도, 일부만 쓴 것을 합산해 셀 수도 있습니다. ↩
5. 발전사업자(Generation Business Operator) — 전기를 만들거나 저장해 전력 시장에 공급하는 사업을 하는 주체입니다. 여기서는 ESS를 짓고 운영하며 입찰하는 쪽입니다. ↩
6. 잔존용량(State of Health, 용량 유지율) — 새 배터리의 처음 용량을 100 %로 두었을 때 지금 남아 있는 용량의 비율입니다. 시간과 사용 횟수가 쌓이면 줄어듭니다. ↩
7. 전력변환장치(PCS, Power Conversion System) — 배터리의 직류와 전력망의 교류를 서로 바꿔 주는 장치입니다. 충전과 방전 양쪽의 출력 한도를 정합니다. ↩
8. 택타임(Takt Time) — 고객 수요를 맞추려면 제품 하나를 몇 초마다 내보내야 하는지 나타내는 값입니다. 택타임 = 가용가동시간 / 고객요구수량입니다. 자세히: 택타임 계산법 ↩
9. 왕복 효율(Round-trip Efficiency) — 충전한 에너지 가운데 방전으로 돌려받는 비율입니다. 0.88이면 100을 넣어 88을 꺼냅니다. ↩
10. 원산지증명서(Certificate of Origin) — 물건이 어느 나라, 어느 지역에서 만들어졌는지 증명하는 서류입니다. 여기서는 배터리와 핵심 소재의 생산지를 확인하는 데 쓰입니다. ↩

출처와 주석

1. 전자신문, “1.18GW 규모 ‘3차 ESS 수주전’ 본격화…28일부터 사업자 등록”, 2026-09-28. https://www.etnews.com/20260928000202
2. 글로벌이코노믹, “ESS 계약기간 15년서 25년으로 늘어나…K배터리 3사 ‘수명 경쟁’ 붙는다”, 2026-09-24. 제주 25년형 사이클·보증수명 점수·2차 낙찰 물량 인용. https://www.g-enews.com/article/Industry/2026/09/2026092310523795993084322ec9_1
3. 전자신문, “ESS 시장 3라운드…국내 생산·안전성은 기본, 계통 기여도 부각”, 2026-09-30. 전력거래소 사업자 설명회 내용 인용. https://www.etnews.com/20260930000442
4. 가정값: 사이클은 완전 충·방전 기준, 충전 출력은 방전과 같은 80 MW(키운 경우는 본문에 따로 표시), 왕복 효율 0.88, 하루 24시간 연속 운전, 1년 365일입니다. 설치량은 요구 용량 ÷ 잔존율로 구했고 구간의 하한 값을 썼습니다. 연 10 GWh 라인은 일수로 바꿔 보이기 위한 가정입니다.
5. 열화 예산은 잔존 90 %를 목표로 10 %p를 총 횟수로 나눈 값이며 열화가 횟수에 비례해 일정하다고 보았고, 시간에 따른 자연 열화는 넣지 않았습니다. 15년형은 연 395회, 25년형은 연 730회를 기준으로 했습니다. 공개 보도에서 1차와 2차 물량은 기사마다 540 MW 안팎으로 다르게 적혀 있어 본문에는 전자신문의 540 MW를 썼습니다.