DC 배전망 시장 규모, 점유율 및 동향 분석 보고서: 최종 사용자별(원격 기지국, 상업용 건물, 데이터 센터, 군사 애플리케이션, 전기차 고속 충전 시스템, 기타), 전압별(48~220V, 220~380V), 지역별(북미, 유럽, 아시아 태평양, 중동 및 아프리카, 라틴 아메리카) 예측, 2024-2032년

직류 배전망 시장 성장 요인

배터리 에너지 저장 장치 및 분산형 신재생 에너지 발전의 도입 증가

지난 10년간 전 세계적으로 재생에너지 설비 용량과 발전량은 꾸준히 증가해 왔습니다. 태양광, 풍력과 같이 간헐적이고 변동성이 큰 재생에너지원의 생산 에너지를 저장하는 것은 에너지 소비가 최고조에 달하는 시간대의 수요를 충족하는 데 매우 중요합니다. 따라서 현대적인 기술을 도입하는 것이 필수적입니다.에너지 저장 시스템(ESS)재생에너지 사업의 맥락에서 이는 점점 더 필수적인 요소가 되고 있습니다.

배터리 에너지 저장 시스템(BESS)은 양수 발전의 지리적 제약, 막대한 토지 사용 부담, 그리고 비용 절감 등의 문제로 인해 재생 에너지원에서 생산된 에너지를 저장하는 데 점점 더 보편화되고 있습니다. 배터리는 직류(DC)로 충전되기 때문에 태양광이나 풍력과 같은 재생 에너지원에서 생산된 저전압 DC 전력을 분배하는 데 직류 배전 시스템이 적합합니다. 마찬가지로, 태양광(PV) 패널과 BESS와 같은 재생 에너지원을 직류 배전 시스템에 직접 또는 전력 전자 변환기(PEC)를 통해 연결하는 것도 편리합니다. 또한 높은 효율성을 제공하여 시장 성장을 견인하고 있습니다.

교류 배전 시스템보다 높은 운영 효율성과 전력 품질을 제공합니다.

직류(DC) 배전망은 무효 전력 흐름이 없고, 주파수 조절이 가능하며, 교류(AC) 배전망보다 전력 변환 단계가 적다는 등의 고유한 특징을 가지고 있습니다. 또한, 주거용 규모에서는 분산 발전원(DG)과 부하가 서로 가까이 배치되어 송전 손실을 크게 줄일 수 있습니다. DC 배전 시스템은 향상된 전력 품질을 제공하면서 더 높은 효율성과 신뢰성을 자랑합니다. 전력 변환 단계가 적고, 필요한 구리선과 설치 공간이 적기 때문에 설치 비용도 저렴합니다.

직류(DC) 배전 방식은 본질적으로 무효 전력이 없고 표피 효과가 없기 때문에 비효율적인 고조파 필터 및 기타 전력 품질 조정 장비가 필요하지 않습니다. 또한 교류(AC) 배전 시스템에 비해 전력 및 열 방출이 적어 운영 및 인프라 비용이 절감되고 진동과 소음도 줄어듭니다. 이러한 기술적 요인으로 인해 DC 배전 시스템은 운영 효율이 높고 더 나은 전력 품질을 더 낮은 비용으로 제공합니다. 따라서 향후 예측 기간 동안 DC 배전 시스템에 대한 수요는 꾸준히 증가할 것으로 예상됩니다.

제약 요인

고전압 직류 배전 시스템 관련 안전 문제

직류(DC) 배전 시스템은 운영 효율성이 높고 부품 비용이 저렴하지만, 가장 큰 우려 사항은 DC 마이크로그리드의 운영 안전성입니다. DC 배전 시스템과 관련된 두 가지 주요 위험은 감전 위험과 장비 손상 및 화재 방지입니다. 교류(AC) 회로를 차단하는 것이 직류 회로를 차단하는 것보다 훨씬 쉽기 때문에, DC 배전 시스템은 오작동 시 더 큰 위험을 수반합니다. 이러한 기술적 단점은 특히 개발도상국과 저개발국에서 예측 기간 동안 전 세계 DC 배전 시장의 성장을 저해할 것으로 예상됩니다.

주요 시장 기회

주요 관계자들의 전략적 계획

시장의 주요 업체들은 시장 점유율을 높이고 시장 성장을 위한 기회를 창출하기 위해 신제품 출시, 합병 및 인수와 같은 다양한 전략을 추진하고 있습니다.

• 예를 들어, 2021년 10월 VPT는 50볼트 DC-DC 컨버터인 SVLFL, SVLHF, SVLTR 및 SVLSA 시리즈 출시를 발표했습니다. 이 새로운 DC-DC 시리즈는 총 이온화 선량(TID) 성능과 최대 60krad까지 향상된 저선량률 감도(ELDRS)가 특징입니다.DC-DC 컨버터이 시리즈는 전력 저하 없이 전체 군사 온도 범위(-55°C ~ +125°C)에서 작동할 수 있으므로 저궤도(LEO), 중궤도(MEO), 정지궤도(GEO), 심우주 임무 및 발사체 프로그램에 사용하기에 적합합니다.

또한, 슈나이더 일렉트릭은 2021년 1월 네덜란드에 본사를 둔 DC 시스템즈 BV를 인수했습니다. DC 시스템즈 BV는 능동형 AC/DC 마이크로그리드, DC 전력 변환 및 다양한 DC 솔루션 전문 기업입니다. 이 회사는 마이크로그리드를 위한 하이브리드 AC/DC 배전 시스템 개발을 선도해 왔으며, 100% DC 전력으로 운영되는 건물을 최초로 개발한 기업 중 하나입니다. 뿐만 아니라, 유럽에서 300km가 넘는 공공 도로 조명에 DC 전력 솔루션을 제공했으며, 유럽 내 상업용 건물에도 DC 전력 솔루션을 제공하고 있습니다.

최종 사용자 인사이트

전 세계 DC 배전망 시장은 원격 기지국, 상업용 건물, 군사 시설, 데이터 센터, 전기차 고속 충전 시스템 및 기타 분야로 구분됩니다. DC 배전망 시장은 최근 몇 년간 원격 기지국의 안정적인 전력 공급에 대한 수요 증가로 인해 상당한 성장을 보였습니다. 원격 기지국들은 기존의 디젤 발전기 기반 백업 시스템을 배터리 기반 백업 시스템으로 점차 교체하고 있으며, 이로 인해 전 세계적으로 이러한 백업 시스템을 관리하는 데 사용되는 배터리 시스템에 대한 수요가 급증했습니다. 전 세계 통신 부문은 가입자 수 증가와 5G 서비스 보급률 향상으로 인해 빠르게 성장하고 있습니다.

또한, 통신탑에는 주로 전력 변동이 심한 외딴 지역에서 이차 전지가 사용됩니다. 디젤 발전기는 이차 전지의 대안으로 사용되지만, 디젤 가격의 불안정성과 이산화탄소 배출량 증가로 인해 통신 분야에서 디젤 발전기 사용이 감소하고 있습니다. 더욱이 디젤 비용은 통신탑 운영 비용의 30%를 차지합니다. 따라서 기업들은 여러 현장에서 고효율 이차 전지와 재생 에너지를 결합하여 활용하고 있으며, 이를 위해서는 직류 배전망 구축이 필수적입니다.

전압 인사이트

저전압 직류(LVDC) 배전망은 일반적으로 상업용 건물에 적용됩니다. 상업용 건물의 LVDC 배전망은 단극 방식과 양극 방식의 두 가지 기본 구현 방식으로 구성될 수 있습니다. 단극 시스템은 에너지가 전송되는 단일 전압 레벨을 사용합니다. 모든 상업용 건물은 이 단일 전압 레벨에 연결됩니다. 2020년 9월, 미국 에너지부는 직류 전력 시장을 평가하고, 주거용 및 상업용 건물에 대한 직류 배전망의 기회와 기술적 및 분석적 격차를 파악하며, 계획 분석 및 설계 팀에 이러한 부하의 용량에 대한 정보를 제공하기 위해 약 180만 달러를 투자했습니다.

해당 팀은 다양한 시설을 활용하여 장비 특성 분석 및 모델 검증을 수행할 가능성이 높으며, 이는 전기 시스템 설계자와 에너지 컨설턴트에게 유용한 정보를 제공할 것입니다. 이러한 투자는 예측 기간 동안 직류(DC) 배전망에 대한 수요를 증가시킬 것으로 예상됩니다. 교류(AC) 배전 시스템은 전 세계 데이터 센터에서 주로 사용됩니다.

하지만 데이터센터에서 직류(DC) 배전망에 대한 관심이 점차 증가하고 있습니다. 컴캐스트(Comcast)와 버라이즌(Verizon) 같은 주요 통신 회사들은 이미 자사 데이터센터를 DC 전력으로 운영하고 있습니다. ABB에 따르면 2020년 1월 기준 전 세계 DC 데이터센터 설치 용량은 약 10MW로 추산되며, 이는 전체 시장에서 극히 일부에 불과합니다. DC 배전망이 데이터센터에 적합한 고유한 특성 때문에 활용되고 있습니다. DC 배전망의 가장 큰 장점 중 하나는 교류(AC)를 직류로 변환할 필요가 없다는 점입니다.

ABB의 추산에 따르면, 교류 배전망을 사용하는 일반적인 데이터 센터에서는 전력의 거의 절반이 전력 변환 및 배전 과정에서 손실되거나 이러한 손실과 IT 장비 자체에서 발생하는 열을 관리하는 데 사용됩니다. 랙 밀도가 높아질수록 냉각은 중요한 과제가 되어 에너지 효율을 저하시킵니다. 이러한 모든 요인들이 시장 성장을 견인하고 있습니다.

지역별 분석

유럽: 지배적인 지역

유럽은 전 세계 DC 배전망 시장에서 가장 큰 점유율을 차지하고 있으며, 예측 기간 동안 상당한 성장이 예상됩니다. 정부의 지원 정책, 경쟁력 있는 시장 가격, 그리고 청정에너지로의 전환 가속화와 같은 요인들이 유럽 DC 배전망 시장에 긍정적인 영향을 미칠 것으로 전망됩니다.

• 예를 들어, 영국 정부는 2050년까지 기후 변화에 대한 기여도를 완전히 없애겠다는 목표를 세우고 저탄소 혁신에 40억 달러 이상을 투자하고 있습니다. 이러한 투자는 시장 성장을 촉진할 것으로 예상됩니다. 또한 유럽은 세계 최대 재생 에너지 시장 중 하나로, 2021년 기준 전 세계 재생 에너지 설치 용량의 약 21%를 차지했습니다. 이 중 약 28.7%는 태양광 발전이었습니다. 유럽은 높은 재생 에너지 보급률과 분산형 발전 및 에너지 저장으로의 전환이 가속화됨에 따라 DC 배전망 분야에서도 최대 시장 중 하나가 될 것으로 전망됩니다.

가장 빠르게 성장하는 지역: 북미

북미는 세계에서 1인당 전력 ​​소비량과 수요가 가장 높은 고도로 산업화된 경제권입니다. 특히 태양 에너지를 비롯한 재생 에너지 설비 용량이 세계 최대 규모 중 하나입니다. 분산형 태양광 발전(PV)은 향후 5년간 풍력 및 수력 발전을 합친 것보다 더 많은 연간 재생 에너지 용량을 제공할 것으로 예측됩니다. 태양광 발전 비용은 2010년에서 2021년 사이에 전 세계적으로 80% 이상 하락했으며, 북미에서도 같은 기간 동안 유사한 추세가 관찰되었습니다.

또한, 지속적인 기술 비용 절감과 미국의 우호적인 정책 및 다양한 발전 용량 목표 달성에 대한 관심 증대로 인한 성장세는 주거용 및 상업용 소비자의 태양광 발전 도입 증가에 기여할 것으로 예상됩니다. 따라서 태양광 패널 및 관련 시스템 가격 하락과 같은 요인들이 이 지역의 태양광 발전 시스템 도입 급증을 이끌고 있습니다. 태양광 발전은 직류(DC) 전력을 생산하기 때문에, 태양광으로 생산된 직류를 교류(AC)로 변환할 필요가 없어 이 지역의 직류 배전망 시장에 상당한 기회를 제공할 것으로 기대됩니다.

아시아 태평양 지역에서는 전력 수요 증가와 그에 따른 전기 인프라 확충 필요성으로 인해 직류(DC) 배전망에 대한 수요가 크게 증가할 것으로 예상됩니다. 중국과 인도를 비롯한 아시아 태평양 국가들은 세계 최대 온실가스 배출국에 속하며, 환경 오염은 세계적으로 가장 시급한 문제 중 하나입니다. 따라서 아시아 태평양 지역의 각국 정부는 재생 에너지 연구 개발 투자를 확대하는 등 탄소 배출량 감축을 위한 다양한 전략을 추진해 왔습니다. 아시아 태평양 지역의 태양광 발전 설비 용량은 2015년 96.2GW에서 2021년 501.6GW로 급증했습니다. 이러한 태양광 에너지 도입의 급속한 증가는 지속적인 연구 개발과 지역 내 생산 활동 확대로 인한 태양광 설비 가격 하락에 기인합니다.

남미 지역은 태양광, 풍력, 지열, 녹색 수소, 수력 등 재생 에너지원을 활용한 전력 생산 잠재력이 매우 큽니다. 2020년 남미 국가들은 2030년까지 전력 생산량의 70%를 재생 에너지로 충당하겠다는 목표를 공동으로 발표했습니다. 재생 에너지에 대한 관심이 높아짐에 따라 직류 배전망에 대한 수요가 증가하고, 이 지역의 다양한 분산형 에너지원에서 발생하는 에너지 수요와 공급의 균형이 맞춰질 것으로 예상됩니다.

중동 및 아프리카 지역의 에너지 시장은 최근 몇 년 동안 유가 하락부터 재생에너지 가격의 급격한 하락에 이르기까지 상당한 변화를 겪었습니다. 이러한 변화에 힘입어 이 지역의 석유 중심 경제는 경제 다각화 정책을 강화해 왔습니다. 경제 다각화 전략과 기후 변화 대응 노력은 다른 에너지원(특히 태양광 기술)의 성장을 뒷받침하고 있습니다. 이러한 상황은 향후 예측 기간 동안 배전망 수요 증가로 인해 직류(DC) 배전망의 성장을 촉진할 것으로 예상됩니다.