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[고든 정의 TECH+] 더 크게 더 크게…세계 최대의 배터리 건설 경쟁

작성 2017.07.14 09:48 ㅣ 수정 2017.07.14 09:48
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▲ 호주에 건설될 세계 최대의 배터리 조감도. (사진=테슬라 제공)


신재생 에너지가 보급되면서 덩달아 수요가 증가할 것으로 기대되는 분야가 있습니다. 바로 에너지 저장을 위한 배터리입니다.

풍력은 밤에도 발전할 수 있긴 하지만 바람이 항상 일정하게 불지 않기 때문에 전력 수요와 공급이 일치하지 않으며 태양광은 낮에만 발전이 가능한 문제가 있습니다. 이를 극복하기 위한 대안으로 일부 태양열 발전소는 열에너지를 저장해서 밤에도 발전이 가능한 시스템을 가지고 있으나 역시 추가 비용이 발생하므로 사실 널리 사용된다고 보기는 어렵습니다. 최근 탈화석연료, 탈원전 바람에도 불구하고 일부에서 현실적으로 신재생에너지로 100% 전환은 어렵다는 지적이 나오는 이유입니다.


하지만 환경 문제는 물론 지속 가능한 안전한 미래라는 큰 목표를 생각하면 신재생 에너지 공급은 앞으로 계속 증가하게 될 것입니다. 그렇다면 여분의 에너지를 저장할 장치의 필요성은 커지게 됩니다.

그래서 이를 해결할 다양한 대안이 등장하고 있는데, 배터리는 그 가운데 가장 손쉬운 선택입니다. 이미 존재하는 검증된 기술과 장치를 사용하므로 바로 도입할 수 있기 때문입니다. 물론 비용 문제가 있지만, 점차 배터리의 용량 대 비용이 저렴해지는 것은 배터리 기반의 에너지 저장시스템(ESS·Energy storage system)의 전망을 밝게 합니다.

최근 테슬라는 자사의 대용량 리튬 배터리 에너지 저장 시스템을 하와이와 호주에 건설하겠다고 발표했습니다. 특히 호주에 건설할 배터리 시스템은 세계 최대 규모의 배터리로 100MW급 출력에 129MWh 용량을 지녀 웬만한 수력발전소 수준의 전력을 공급할 수 있습니다. 이 배터리 시스템은 혼스데일 풍력 발전소(Hornsdale Wind Farm)와 연계해서 바람의 세기가 약해질 때도 안정적으로 전력을 공급할 수 있게 도와줄 것입니다.

하지만 기본적으로 리튬 배터리가 비싸기 때문에 다른 대안이 필요하다는 의견도 적지 않습니다. 대안적인 배터리 저장 기술로 각광을 받는 것이 바로 레독스 흐름 전지(RFB·Redox flow battery)입니다.

음극액(catholyte)과 양극액(anolyte)이라는 전해질 액체를 이용해서 전류를 저장하는 방식으로 아직은 생소하게 들리는 기술이지만, 비용을 크게 절감할 수 있어 미래 배터리 기술로 국내외 기업들이 활발한 연구를 진행 중입니다.

레독스 흐름 전지는 부피가 커서 스마트폰이나 노트북용으로는 적합하지 않지만, 대신 배터리 탱크에 더 많은 양극액과 음극액을 넣는 방식으로 손쉽게 용량을 증가시킬 수 있어 대용량 에너지 저장 장치로 큰 가능성이 있기 때문입니다.

독일의 프리히드리 쉴러 대학과 에베 가스파이셔(Ewe Gasspeicher)사는 최대 출력 120MW, 에너지 저장량 700MWh에 달하는 대용량 레독스 흐름 전지를 건설 중이라고 발표했습니다.

이들의 계획은 과거 천연가스를 담아두던 지하 저장소를 무려 10만㎥용량의 레독스 흐름 전지로 바꾸는 것입니다. 소금물과 폴리머를 이용해서 환경에 안전하고 여러 번의 충방전을 견딜 수 있는 레독스 흐름 전지를 만들 수 있다고 합니다. 다만, 리튬 배터리처럼 충분히 검증된 기술은 아니므로 목표대로 2023년까지 세계 최대의 배터리를 건설할 수 있을지는 좀 더 두고 봐야 알 수 있습니다.

과거에는 상상하기 힘든 엄청난 용량의 대규모 배터리가 등장하는 이유는 그만큼 수요가 있기 때문입니다. 신재생 에너지는 물론이고 24시간 한순간도 전력 공급이 끊겨서는 안 되는 병원, 데이터 센터, 공장이 과거보다 많이 증가한 것도 에너지 저장장치의 수요를 증가시키고 있습니다.

과거 모바일 기기의 증가가 배터리 기술에 큰 영향을 미쳤다면 미래에는 전기차용 배터리와 더불어 이런 대용량 배터리 시스템이 미래를 주도할 것으로 예상하는 이유입니다.

고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

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