제너럴모터스(GM)가 데이터센터와 전력망에서 빠르게 증가하는 전력 수요와 밀접한 관련이 있는 에너지 저장 시장에 본격적으로 진출할 것이라고 발표했다. AI 데이터센터를 위한 안정적인 전원 공급 경쟁에서 전통적인 자동차 거대 기업은 새로운 배터리 기술을 통해 인프라 뒤편의 핵심 에너지 공급업체가 되려고 노력하고 있습니다.
지난 한 해 동안 자동차와 배터리 기업이 국경을 넘어 에너지저장 사업에 진출하는 경우가 잦았다. 배터리 재활용 기업인 레드우드 머티리얼즈(Redwood Materials)가 앞장서 에너지 저장 사업부를 설립하고, 미국 네바다주 크루소(Crusoe)와 협력해 폐전기차 배터리 팩을 데이터센터에 전력으로 공급하고 있다. 이후 Ford는 배터리 제조 용량의 일부를 그리드 수준의 에너지 저장 배터리 생산으로 전환할 것이라고 발표했습니다. 오늘날 GM이 발표한 에너지 저장 계획은 AI 데이터 센터에서 공장 전력 사용에 이르기까지 광범위한 시나리오를 대상으로 규모와 기술 경로 측면에서 더욱 야심적입니다.
GM의 최근 계획에 따르면 에너지 저장 분야에서 회사의 레이아웃은 주로 두 단계의 조치를 포함합니다. 가장 중요한 단계는 스타트업 회사인 Peak Energy와 전략적 협력을 통해 그리드 수준 애플리케이션을 위한 새로운 나트륨 이온 배터리 시스템을 공동 개발하는 것입니다. 중국 시장을 제외하면 아직까지 나트륨이온 배터리에 대한 대규모 양산 계획을 발표한 자동차 회사가 없어 글로벌 자동차 회사 중 GM이 기술 노선을 선택한 경우는 매우 드물다.
GM의 배터리 및 지속 가능성 담당 부사장인 Kurt Kelty는 이 시나리오의 배터리 성능 요구 사항이 GM이 개발 중인 나트륨 이온 화학 시스템과 매우 일치하기 때문에 회사가 에너지 저장 시스템에서 시장에 진입하기로 결정했다고 말했습니다. GM은 이번 에너지 저장 프로젝트에 대한 구체적인 투자 금액을 밝히지 않았지만, 앞서 신규 배터리 개발센터 및 기타 관련 인프라 등 신규 배터리 화학 시스템 상용화에 9억 달러를 투자하기로 약속한 것으로 알려졌다.
나트륨 이온 배터리는 작동 원리 측면에서 리튬 이온 배터리와 유사하지만 비용 절감, 수명 연장 및 과열 위험 감소를 목표로 핵심 소재를 대체합니다. 균형: 나트륨 이온 배터리는 동일한 에너지 저장 용량에 대해 더 크고 무거워지는 경향이 있습니다. 공간과 무게 제한이 상대적으로 느슨한 그리드 수준 에너지 저장 시스템의 경우 이러한 절충안은 허용 가능한 것으로 간주되며 GM이 승용차보다는 에너지 저장 시나리오에 나트륨 이온 기술을 우선시하기로 선택한 주요 요인 중 하나가 되었습니다.
Peak Energy는 이전에 나트륨 이온 배터리를 사용하여 에너지 저장 시스템을 구축하고 이 배터리의 특성을 기반으로 시스템 아키텍처를 재설계했습니다. 나트륨 이온 배터리의 과열 위험이 낮기 때문에 Peak Energy의 그리드 규모 에너지 저장 제품에는 더 이상 기존 냉각 시스템과 화재 진압 장치가 필요하지 않으므로 초기 건설 비용이 절감되고 장기적 운영 시 유지 관리 비용이 절감될 것으로 기대됩니다. GM 에너지 저장 상용화 이사인 Paul Menson은 "가장 어려운 구성 요소를 직접 제거"함으로써 기업은 실패 지점과 운영 및 유지 관리 위험을 동시에 줄일 수 있다고 말했습니다.
양 당사자의 계획에 따르면 GM은 시스템 통합을 완료하고 전력망 및 데이터 센터와 같은 고객에게 완벽한 에너지 저장 솔루션을 제공하는 Peak Energy에 나트륨 이온 배터리를 공급할 예정입니다. 다만 GM의 새로운 시스템을 기반으로 한 나트륨이온 배터리가 양산되기까지는 시간이 걸릴 전망이다. GM은 나트륨 이온 배터리의 첫 번째 배치가 2028년에 배터리 셀 개발 센터에서 시험 생산 단계에 들어갈 것으로 예상하고 있습니다. GM은 이 새로운 시설이 새로운 배터리 화학 시스템의 상용화 주기를 약 1년 단축하고 이 과정에서 R&D 및 검증 비용을 더욱 희석시킬 수 있다고 믿습니다.
나트륨 이온 시스템이 완전히 상용화되기 전에 GM은 보다 성숙한 기술 경로를 통해 에너지 저장 시장에 참여할 것입니다. 현재 계획은 전환 단계에서 에너지 저장 시스템에 사용할 리튬인산철(LFP) 셀을 LG뉴에너지에 공급하는 것입니다. LG뉴에너지와 GM은 앞서 얼티엄 합작법인을 통해 전기차 배터리 생산에 협력한 바 있다. 이번 협력을 통해 에너지 저장 사업이 기존 협력 체계에 통합될 것입니다.
GM은 피크에너지, LG뉴에너지와의 협력에 이어 레드우드머티리얼즈(Redwood Materials)와의 협력 확대도 발표했다. Redwood는 전 Tesla 임원인 J.B. Straubel이 설립했으며 사업 분야는 배터리 재활용 및 에너지 저장 시스템입니다. 현재 레드우드는 GM의 배터리 공장에서 생산 폐기물을 얻었고 재활용을 위해 GM 전기 자동차로부터 대량의 폐기 배터리 팩을 받았습니다. GM은 현재 약 10,000개의 배터리 팩이 처리를 위해 Redwood로 보내지기 위해 대기하고 있다고 말했습니다.
데이터센터 시나리오에서 레드우드는 네바다주 스파크스에 있는 크루소(Crusoe) 데이터센터에 12MW/63MWh 규모의 2차 전지로 구성된 마이크로그리드 시스템을 구축해 데이터센터에 안정적인 전력 지원을 제공했다. GM은 이번에 미시간 공장에 7.2MWh 용량의 레드우드 에너지 저장 시스템을 도입하기로 결정했다. GM은 이 시스템이 전체 수명주기 동안 공장의 에너지 비용을 약 300만 달러 절약할 것으로 예상하고 있습니다. Redwood 최고 상업 책임자 Cal Lankton은 이 프로젝트가 Redwood의 "첫 번째 단계"이며 회사가 데이터 센터에서 산업 현장으로 적용 영역을 더욱 확장하는 데 도움이 될 것이라고 말했습니다.
애플리케이션 시나리오의 관점에서 보면 데이터 센터와 대규모 공장에서 에너지 저장 시스템을 사용하는 데에는 분명한 차이가 있습니다. GPU 집약적인 데이터센터 환경에서는 컴퓨팅 부하로 인한 전력 변동을 완화하기 위해 배터리를 자주 사용하는 경우가 많습니다. 대조적으로, GM 공장과 같은 산업 시나리오는 전력 소비가 가장 많은 시간에 배터리를 방전하고 그리드 청구의 피크 수요를 줄여 월별 전기 요금을 압축하는 동시에 그리드 오류가 발생할 경우 백업 전력을 제공하여 생산 연속성과 신뢰성을 향상함으로써 피크 절감 및 밸리 충전에 더 많은 관심을 기울입니다.
Kelty는 GM의 경우 이러한 유형의 에너지 저장 시스템이 비용 절감 도구일 뿐만 아니라 전반적인 운영 탄력성을 향상시키는 중요한 부분이라고 말했습니다. 그는 미시간 공장 프로젝트가 모범적인 프로젝트로 평가받고 있으며, 회사에서는 에너지 저장을 통한 공장 신뢰성 향상에 높은 관심을 보여 왔다고 밝혔다. GM의 비전에 따르면, 미래에는 전 세계 GM 공장에서 유사한 에너지 저장 시스템을 점진적으로 배치하여 경제적 계정과 안정적인 운영 간의 이중 이점을 달성할 것입니다.