AI 이용 새로운 태양광발전 시스템 ‘헬리오겐(Heliogen)’ VIDEO: Heliogen launches, achieves > 1,000 ˚C from concentrated sunlight for industrial processes

탄소 배출로부터 지구를 구할 기술 등장

AI 이용한 태양열 집광 기술로 2배 높은 온도 발생

      빌 게이츠가 후원하는 한 스타트업이 지구를 구하기 위한 획기적인 혁신에 성공했다. 지난주 미국의 청정에너지 업체 ‘헬리오겐(Heliogen)’은 인공지능(AI)을 이용해 1000℃ 이상의 온도를 생성하는 새로운 태양광발전 시스템을 개발했다고 발표했다.

마이크로소프트의 창업자이자 세계 최고 부자로 널리 알려진 빌 게이츠는 “혁신적인 태양열 집광 기술의 초기 후원자가 돼 기쁘다”면서 “이처럼 높은 온도를 달성할 수 있는 기술은 화석연료를 대체하기 위한 촉망 받는 발전이다”고 밝혔다.

미국의 청정에너지 업체 ‘헬리오겐(Heliogen)’은 인공지능(AI)을 이용해 1000℃ 이상의 온도를 생성하는 새로운 태양광발전 시스템을 개발했다고 발표했다. ⓒ Heliogen

Heliogen launches, achieves > 1,000 ˚C from concentrated sunlight for industrial processes Heliogen, a company that is transforming sunlight to create and replace fuels, recently announced its launch and also said that it has—for the first time commercially—concentrated solar energy to exceed temperatures greater than 1,000 degrees Celsius. At that temperature, Heliogen can replace the use of fossil fuels in critical industrial processes, including the production of cement, steel, and petrochemicals, dramatically reducing greenhouse gas emissions from these activities. This singular scientific achievement was accomplished at Heliogen’s commercial facility in Lancaster, California.   View full text https://www.greencarcongress.com/2019/11/20191125-heliogen.html

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헬리오겐이 이번에 개발한 기술은 기존의 ‘집광형 태양열발전(CSP, Concentrating Solar Power)’의 새로운 버전이라 할 수 있다. 헬리오겐의 CEO인 빌 그로스가 예전에 설립한 ‘이솔라(eSolar)’라는 회사 역시 컴퓨팅 기술로 거울을 조종하는 CSP 업체였다.

하지만 가성비가 좋고 더 효율적인 태양전지(PV)에 밀려 이솔라 같은 CSP 업체는 2010년대 이후 거의 문을 닫았다. 빌 그로스가 다시 창업한 헬리오겐은 AI 기술을 이용해 태양광 거울을 훨씬 더 정확하게 정렬시키는 방식을 채택했다.

기존의 CSP 업체들은 대부분 컴퓨팅 기술로 한 번만 거울을 정렬시켰다. 하지만 바람이 불면 거울이 뒤틀리거나 일직선을 이탈하기도 하며, 지반이 서서히 가라앉는 등의 변화가 생기게 마련이다. 이러한 변화는 단 몇 센티미터도 되지 않을 수 있지만, 그것이 발전 효율에 미치는 영향은 생각보다 크다.

따라서 기존의 CSP 기술로는 최대 565℃의 온도밖에 발생시킬 수 없었다. 하지만 헬리오겐은 기존의 CSP 기술에 첨단 컴퓨터 비전 소프트웨어를 접목시켜 수많은 태양광 패널의 거울 반사면을 하나의 표적에 정확히 정렬시키는 방식으로 1000℃ 이상의 온도를 발생시킨다.

 

the engineer

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산업계 온실가스 배출 획기적으로 줄일 수 있어

헬리오겐에서 발표한 1000℃의 온도가 주목받는 이유는 그 온도가 되어야 시멘트, 철강, 유리 등을 포함한 다양한 산업 자재 제조공정에 사용될 수 있기 때문이다. 기존의 CSP 기술이 발생시키는 온도는 가정용 발전에는 유용했으나, 그보다 훨씬 더 높은 온도를 필요로 하는 산업용 제조공정에는 사용할 수 없었다.

때문에 현재 시멘트, 철강, 유리 등의 제조공정은 석탄이나 석유 같은 화석연료로 운영되어 왔다. 즉, 헬리오겐이 성공시킨 1000℃ 온도는 산업 공정에서 온실가스 배출이 발생하는 연료를 처음으로 태양 에너지로 대체할 수 있다는 의미다.

헬리오겐의 기술에 적합한 산업공정의 하나인 시멘트만 해도 전 세계 이산화탄소 배출량의 7%를 차지한다. 시멘트를 포함해 철강, 유리 등 헬리오겐의 온도가 감당할 수 있는 산업공정을 모두 합할 경우 전 세계 탄소 배출량의 약 20%까지 올라간다. 헬리오겐의 기술이 전 세계 산업계의 온실가스 배출을 획기적으로 줄일 수 있는 셈이다.

더구나 헬리오겐은 추가적인 기술 개선에 성공할 경우 1500℃ 온도까지 달성할 수 있다고 밝혔다. 이는 태양 표면 온도의 1/4에 해당한다. 온도가 1500℃에 도달하면 물로부터 수소 분자를 분리해 배출가스 없는 수소 기반의 연료를 만들어낼 수 있다. 자동차에서 비행기까지 모든 이동 수단의 연료를 친환경 에너지로 대체할 수 있게 된다는 의미다.

헬리오겐의 CEO인 빌 그로스는 “녹색 수소를 만들 수 있게 된다면 에너지의 게임체인저가 된다. 우리 회사의 장기적인 목표는 녹색 수소를 만드는 것이다”라고 밝혔다. 헬리오겐이 개발한 기술은 화석연료보다 저렴한 가격에 열원을 사용할 수 있어 상용화에 성공할 경우 친환경 에너지의 새로운 시대를 열 것으로 기대되고 있다.

 

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예측할 수 없는 에너지 혁신 가능해

바이오 업계의 거물로서 작년에 LA타임즈를 인수해 화제가 된 패트릭 순시옹 역시 헬리오겐을 지원하고 있는 것으로 알려졌다. 패트릭 순시옹은 외신과의 인터뷰에서 “헬리오겐으로 인해 이제 진정으로 태양을 이용할 수 있게 됐다. 이 사업의 잠재력을 가늠할 수 없다”고 말했다.

하지만 헬리오겐의 기술은 모든 산업 시설에 적용할 수 없다. 빌 그로스는 “전 세계적으로 태양열 발전소를 건설하는 데 필요한 땅을 가지고 있는 산업시설은 약 절반에 불과하다”고 추정했다.

또한 태양열과 관련된 한 가지 문제점은 태양은 하루에 8시간밖에 빛나지 않으며, 흐리거나 비가 오는 날도 있다. 이와 관련해 헬리오겐은 태양에너지를 저장할 수 있는 저장 장치에 의존해 이 같은 문제점을 해결해나갈 것이라고 밝혔다.

이와 관련해 미국 인터넷 매체 ‘복스(Vox)’는 AI, 머신러닝, 유비쿼터스 실시간 감지 등의 컴퓨팅 기술은 태양과 바람의 실시간 변화에 더 잘 반응하게 해 우리가 예측할 수 없는 에너지 혁신을 가능하게 할 것이라고 보도했다. 또한 청정에너지 전환이 과거의 에너지 전환보다 더 빠르게 이루어질 수 있는 이유도 바로 이 같은 기술에 있다고 주장했다.

이성규 객원기자 yess01@hanmail.net ScienceTimes

Heliogen Achieves Breakthrough Temperatures From Concentrated Sunlight for Industrial Processes ...  KCONTENTS