일론 머스크의 ‘기가팩토리(Gigafactory’와 에너지 저장장치(ESS)

ESS,

지구 지키는 친환경 기술 정보기술(IT) 신성장 동력 '주목'

[배터리 단점 해결 ESS 다섯가지]

   미국의 전기차 기업 ‘테슬라’가 미국 네바다주에 짓고 있는 에너지저장장치(ESS) 공장 ‘기가팩토리’를 최근 공개하면서 ESS에 대한 관심이 커지고 있다. 

일론 머스크의  ‘기가팩토리(Gigafactory’). source Twitter/LinkedIn

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ESS는 ‘Energy Storage System’의 약자로 쉽게 말해 에너지를 나중에 쓸 수 있도록 저장하는 기술을 뜻한다. 전기 에너지를 모으는 배터리가 대표적인 ESS다.

전기는 쓰지 않고 그냥 두면 사라져 버린다. 버려지는 전기을 저장했다가 수요가 많은 피크타임에 사용한다면 그만큼 전력낭비를 줄여 에너지의 효율성을 높일 수 있다. ESS가 지구를 지키는 친환경 기술이자 정보기술(IT) 업계의 신성장 동력으로 주목받는 이유다. 블룸버그는 최근 ‘이 기술이 세상을 바꾸려는 엘론 머스크(테슬라 창업자)의 꿈을 실현시켜줄 것’이라는 제목의 기사를 통해 배터리의 단점을 해결해 줄 ESS 다섯가지를 소개했다.

①수력발전(Hydropower)

배터리 등장 이전부터 쓰였던 에너지 저장 기술이다. 미국 에너지국에 따르면 현재 에너지 저장의 90%를 바로 수력발전이 차지한다. 버려지는 전기를 사용해 펌프로 물을 끌어올린 후 나중에 전기가 필요할 때 물을 아래로 흘려보내면서 전기를 만드는 식이다. 주로 야간에 댐 아래의 물을 퍼올리고, 수요가 늘어나는 낮에 댐을 열어 발전을 하는 ‘양수발전소’를 생각하면 알기 쉽다.

②열차발전(Railpower)

비슷한 원리로 열차를 이용할 수도 있다. 먼저 전기의 힘으로 엔진을 돌려 열차를 언덕 위로 올려보낸다. 이후 열차가 언덕 아래로 내려갈 때 바퀴에 달린 발전기로 전기를 만든다. 미국의 ARES는 지난 4월 미국 네바다주에 8.8㎞의 선로를 만들고 기술의 상용화에 나섰다. 영국의 이코노미스트는 이 기술에 ‘시지푸스(Sisyphus) 열차’라는 별명을 붙였다. 시지푸스는 신의 미움을 받아 끝없이 산 꼭대기로 바위를 굴리는 영겁의 형벌을 받은 신화 속 인물이다.

③공기저장(Air storage)

공기를 압축해 저장해뒀다가 필요하면 공기를 뿜어내 발전하는 기술이다. 버려지는 전기를 사용해 공기를 압축ㆍ저장한 뒤, 전기 수요가 증가하면 공기를 빠른 속도로 뿜어져나오게 해 전기를 만든다. 암반이나 해저에 압축공기 저장공간을 만들어야한다는 공간적 제약이 있지만, 미국ㆍ독일 등에서는 이미 이를 ESS로 활용하고 있다. 또 세계 곳곳에서 관련 프로젝트들이 진행 중이다.

④전력가스화(Power-to-gas)

에너지를 이용해 수소ㆍ메탄 등을 생성한 뒤 저장하는 기술이다. 예컨대 발전량이 충분할 때 물을 전기분해해 수소를 만들고 차후에 이를 전기를 만드는 연료로 사용하는 식이다. 수소는 이산화탄소와 반응시키면 메탄을 얻을 수 있다. 이 방식은 전기에너지를 연료형태로 저장할 수 있다는 점에서 주목받고 있다. 파이프 등을 이용해 먼 곳으로 수송할 수 있고, 보관도 상대적으로 용이한 편이다.

⑤플라이휠(Flywheels)

플라이휠은 운동에너지를 저장하는 기계적 배터리다. 전기 에너지를 회전하는 회전체의 관성에너지 형태로 저장한 다음, 필요할 때 이를 다시 전기 에너지로 변환시킨다. 예컨대 남아도는 전기로 추를 회전시키고, 전기가 부족할 때에는 추의 관성력으로 전기를 만드는 식이다. 순간적인 충전ㆍ방전이 가능하며 수명이 거의 반영구적인 장점 때문에 주요 선진국에서 연구ㆍ개발히 활발히 진행중이다.

샌라몬=손해용 기자 sohn.yong@joongang.co.kr 중앙일보

http://news.joins.com/article/20825994

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