[현장적용사례] 재생에너지를 저장하는 방법

재생 에너지 관련, 가장 큰 과제는 저장 솔루션에 있다.

2019년 말 2천 600 달러 규모의 신생 기업 Malta Inc의 시리즈 A 투자 심의는 여러 이유로 주목을 받았다. 첫 번째 이유는 X(구 Google X)에서 2년간 인큐베이션 단계를 거친 이 신생 업체의 배경 때문이었다. 이 회사는 Alphabet 의 미스테리한 Moonshot Factory 에서 출발해 독립 법인을 설립했다.

눈길을 사로잡는 두번째 이유는 투자자의 프로필이다. Jeff Bezos, Michael Bloomberg, Jack Ma, Richard Branson 이 후원하고 Bill Gates 가 이끄는 10억 달러 규모의 Breakthrough Energy Ventures 펀드가 투자 심의를 주도했다.



Malta의 에너지 저장 솔루션은 그리드급 에너지 저장의 미래를 혁신할 잠재력을 가지고 있다. 이 시스템은 전력망에서 전력을 충분히 뽑아 낸후 수요가 발생해 다시 전력망으로 방출하기까지 몇시간 또는 며칠 동안 저장할 수 있다. 이것은 재생 에너지를 주 에너지원으로 도입하기 어렵게 만드는 과제중에 하나를 해결하는 방안이다.

에너지 공급은 21 세기의 가장 시급한 문제 중 하나이며 화석 연료를 기반으로 하는 에너지는 수요를 충족시키지 못할 뿐 아니라 지속 가능한 방법도 아니다. 정치적, 환경적 이념에 관계없이 재생 에너지는 미래의 에너지 믹스에서 중요한 역할을 할 것이다.

재생 에너지가 가지는 간헐성이라는 문제점에 대한 해결책은 에너지 저장이다. 탄소 기반 연료를 완전히 교체하려면 풍력이나 태양열 발전을 사용할 수 없는 기간을 커버하기 위해 많은 양의 에너지를 저장할 수 있는 방안이 필요한다.

지금까지 가장 좋은 해결책은 리튬 이온 배터리였습니다. 그러나 리튬 이온 배터리의 공급은 줄어들 것이고, 시간이 지남에 따라 기존의 화석 연료 만큼이나 찾기 어려워질 것이다. 또한, 리튬 이온 배터리는 주의해서 폐기해야 하며, 현재까지도 대용량 배터리를 재활용하는 문제도 해결되지 않았습니다.

또 다른 문제는 최신 그리드 아키텍처다. 일반적으로 화석 연료 위주의 발전소는 사용량이 많은 지역 인근에 세워지지만, 재생 에너지 생산의 경우 사용할 장소에서 멀리 떨어진 곳에서 간헐적으로 에너지가 공급된다. 그렇기 때문에 에너지를 많이 소모하는 현장으로 에너지를 전송 및  배전하기가 어렵고 비용도 높게 발생한다.

Malta 의 시스템은 그리드의 전기를 사용해 열과 냉기를 만듭니다. 히트 펌프로 부동액같은 용액에서 열을 추출해 온도를 -65ºC로 떨어 드리고 동시에 융융염에 열을 가해 565ºC까지 가열한다.

이렇게 얻은 열기와 냉기는 그리드에서 다시 전기를 요청할 때까지 이 온도로 저장된다. 그리고 이 온도 차이를 기능상 증기 터빈 발전소와 비슷한 열 엔진을 사용해 다시 전기 에너지로 변환한다. 비교적 저렴한 소금, 철강, 공기를 사용하는 Malta 시스템은 물리적인 시스템 비용이 낮아서 대규모 에너지 저장 요구에 대한 강럭한 해결책이 된다.

Malta의 에너지 저장 솔루션의 중요한 부분은 Alfa Laval에서 제공하는 열교환 기술이다. 프로젝트의 투자자이자 동시에 파트너인 알파라발은 전문 지식과 재정 지원 이상을 담당하고 있다.

Alfa Laval 측은 열교환 분야의 효율성은 Malta 의 전기 처리 능력에 꼭 필요한 분야이다. Alfa Laval은 이 프로젝트가 아직 X에서 인큐메이션 단계에 있을때부터 Malta 팀에 의견을 제시하기 시작했으며 Malta 의 니즈에 맞는 열교환기 예비 설계부터 시작해 개발에 지속적으로 관여했다. 

[기고=Paul Connolly, 알파라발]