지속 가능한 부력에너지 저장기술 Buoyancy Energy Storage Uses Pipes and Anchors
What do pipes and anchors have to do with storing energy? A new IIASA-led study explored the potential of a lesser known, but promising sustainable energy storage system called Buoyancy Energy Storage.
파이프와 닻이 에너지를 저장하는 것과 무슨 상관이 있을까?
IIASA가 주도한 새로운 연구는 아직 덜 알려져 있지만 유망한 지속 가능한 에너지 저장 시스템인 부력에너지 저장 시스템의 잠재력을 탐구했다.
재생 에너지 자원이 지구와 그 사람들의 더 건강하고 더 지속 가능한 미래를 보장하는 데 중요한 역할을 할 것이라는 데 일반적인 의견이 일치하고 있으며, 많은 국가들은 이미 그러한 기술들이 배출량을 줄이기 위한 노력으로 전력 부문에서 "더러운" 화석 연료를 대체하고 있다.
그러나 재생 에너지원의 가장 큰 문제는 전력 공급이 간헐적이라는 것이다. 즉, 주어진 시간에 에너지 출력이 반드시 그 당시의 수요를 충족시키는 것은 아니라는 것이다. 예를 들어, 태양광 발전의 경우 전력 수요가 적은 낮 동안 전력 생산량이 정점에 도달하여 에너지 초과 시간과 에너지 부족 시간을 번갈아 발생시킨다.
*자세한 내용은 모니터링할 잠재적 정지 에너지 저장 기술에 대한 IDTechEx 보고서 참조
에너지 공급과 수요의 균형은 안정적인 에너지 시스템을 위한 필수 조건이다. 간헐적인 재생 에너지 공급의 경우, 이러한 기술의 성공적인 채택을 보장하기 위해서는 신뢰할 수 있고 효율적인 에너지 저장 방법이 매우 중요하다. IIASA의 연구원인 Julian Hunt와 동료들은 Energy Storage 저널에 최근 발표한 논문에서 덜 알려졌지만 유망한 지속 가능한 에너지 스토리지 시스템 중 하나인 부력에너지 저장기술(Buyancy Energy Storage Technology)를 살펴보았다.
"Buoyancy Energy Storage Technology(BEST)는 연안 풍력발전소, 특히 해안 지역과 작은 섬에서 간헐적으로 발생하는 에너지를 저장하는 데 특히 유용할 수 있다. 또한 수소를 압축하여 수중으로 운반할 때도 동일한 기술을 사용할 수 있다."라고 Hunt는 설명한다.
Buyancy Energy Storage의 개념은 잘 확립된 펌프 에너지 스토리지 시스템 기술에 기초하고 있다. 이 시스템은 일반적으로 연안 풍력 발전소에 가깝게 배치되는 부유식 플랫폼으로 구성되며, 압축 가스 수용기(대개 일련의 풍선 또는 탱크)를 해저 바닥이 깊은 곳에서 낮추고 압축 가스 수용기가 물을 통해 상승하도록 하여 에너지를 저장하기 위해 전기 모터/발전기를 사용한다.
재생 에너지원의 가장 큰 문제 전력 공급이 간헐적
그러나 Hunt와 그의 동료들은 해저에 연결된 앵커 시스템과 결합된 수직으로 배열된 일련의 고밀도 폴리에틸렌(HDPE) 플라스틱 파이프라인을 도입하는 등 BEST 시스템 구축을 위한 새로운 구성 요소를 제안한다.
연구팀은 시스템에 대한 수정 사항을 테스트하고 다양한 해양 깊이에 에너지를 저장할 수 있는 가능성을 결정하기 위해 여러 시뮬레이션을 수행했다. 이러한 결과는 시스템이 깊을수록 압축 가스의 양이 깊이에 따라 달라지고 시스템에 더 많은 에너지가 저장된다는 것을 나타냅니다. 하지만 더 깊은 곳에 시스템을 설치하는 데는 더 많은 비용이 들 수밖에 없다는 점도 연구진은 지적한다. BEST 시스템을 사용하여 에너지를 저장하는 비용은 기존 배터리 시스템에 비해 메가와트시(MWh)당 낮은 수준으로 나타났다.
"오늘날 배터리 비용은 MWh당 미화 150달러에서 100달러에 불과하다. 배터리 설치 비용이 최고의 시스템(메가와트당 미화 400만 달러에서 800만 달러)보다 적다는 점을 감안하면, 해안 도시나 도시에 에너지를 저장하기 위해 배터리와 BEST 시스템을 함께 운영할 수 있다. 연안 풍력발전소. 또한 기술에 상당한 투자를 한다면 BEST 시스템의 비용을 크게 절감할 수 있다는 점도 염두에 두어야 한다."라고 Hunt는 말한다.
BEST 시스템이 적용될 수 있는 또 다른 중요한 분야는 저장 및 운반을 위해 수소를 압축하는 것이다. 세계경제를 탈탄화하려는 노력은 미래의 수소경제의 이점을 다시금 강조하고 있다. 수소 경제의 주요 과제 중 하나는 수소를 압축하고 운반하는 데 드는 비용이다.
연구원들에 따르면, BEST 시스템을 사용하여 수소를 압축하는 것과 관련된 투자 비용은 기존 압축기를 사용하는 것보다 약 30배 낮으며, 이 과정에서 압축 시 에너지 소비량을 크게 줄일 수 있는 추가적인 이점이 있을 것이라고 한다. 수소가 수중에서 압축되면 압력 탱크에 담겨 표면으로 이동하거나 모래로 부분적으로 채워진 크고 깊은 해저 파이프라인을 통해 다른 대륙으로 운송될 수 있다. 모래는 파이프라인의 부유 용량을 낮추는 데 기여하여 설계 깊이를 유지하고 닻을 사용하여 해저에 고정할 수 있다.
황기철 콘페이퍼 에디터
Ki Chul Hwang Conpaper editor
kcontents
