그린-X
호주 아웃백에 거대한 압축공기 발전소 건설
풍력과 태양광이 수요를 충족하기에 충분한 전기를 생산하지 못할 때 가장 긴 격차를 메우는 데 도움이 되는 장기 에너지 저장의 필요성은 그 어느 때보다 분명합니다. 몇 가지 기술이 이러한 요구를 충족시키는 데 도움이 될 수 있습니다.
그러나 어떤 접근 방식이 상업적 규모로 실행 가능할 수 있습니까?
토론토에 본사를 둔 Hydrostor는 실험실 규모를 넘어 이제 스케일업 작업에 집중하고 있는 장기 에너지 저장 장치를 개발하는 기업 중 하나입니다. 이 회사는 8시간 이상 전기를 생산하기 위해 방출할 수 있는 압축 공기의 형태로 지하에 에너지를 저장하는 시스템을 만듭니다.
저는 Hydrostor의 CEO이자 공동 설립자인 Curtis VanWalleghem과 이야기를 나누며 그가 호주와 캘리포니아의 대규모 공장 착공에 얼마나 근접했는지에 대한 업데이트를 받고 그가 회사를 위해 어떻게 사례를 만드는지 알아보았습니다.
그는 제품의 단순성을 강조합니다.
"이것은 암석에 구멍을 뚫고 공기와 물을 사용하는 매우 간단한 시스템입니다. 그리고 장비는 모두 석유 및 가스 산업에서 생산되기 때문에 새로운 제조 같은 것이 필요하지 않습니다."
장기 저장이 중요한 이유에 대한 몇 가지 배경: 가까운 미래의 전력망은 풍력과 태양열로 인한 발전이 소강상태에 접어들 때 공백을 메우기 위해 에너지 저장 자원의 혼합이 필요할 것입니다. 대부분의 리튬 이온 배터리 시스템은 최대 4시간 동안 작동합니다. 에너지 시스템 계획자들은 전력망에 6시간, 8시간, 12시간 동안 작동할 수 있는 저장 옵션이 필요하며 일부는 하루 이상 지속될 수 있다고 말했습니다.
다양한 기업과 기술이 시장 점유율을 놓고 경쟁하고 있습니다. 여기에는 여러 유형의 장기 배터리와 수력 발전 댐의 양수 발전 저장과 같이 한동안 사용되어 온 일부 자원이 포함됩니다.
Hydrostor의 첫 번째 대규모 프로젝트는 호주의 Silver City Energy Storage Center가 될 가능성이 높으며, 최대 8시간 동안 200메가와트로 방전할 수 있습니다. 건설은 2024년 말쯤에 시작되고 공장은 2027년 중반까지 가동될 것이라고 VanWalleghem은 말했습니다.
다음 프로젝트는 캘리포니아 컨 카운티의 로자몬드 근처에 위치한 윌로우 록 에너지 저장 센터(Willow Rock Energy Storage Center)로, 용량은 500메가와트이며 이 수준에서 8시간 동안 가동할 수 있습니다. 하이드로스터는 내년 말까지 착공해 2030년 이전에 가동하는 것을 목표로 하고 있습니다. 그러나 그 전에 회사는 캘리포니아 에너지 위원회(California Energy Commission)의 허가를 받아야 하며, 이 과정은 잠시 중단된 후 다시 시작되었습니다.
다른 장기 저장 회사와 달리 Hydrostor는 기술을 입증했습니다. 이 회사는 2019년부터 온타리오주 고드리치에서 한 번에 약 6시간 동안 가동할 수 있는 1.75메가와트의 작은 발전소를 운영해 왔습니다. 압축 공기 저장은 Hydrostor 이전에도 존재했으며, 독일과 앨라배마의 공장은 수십 년 동안 사용되어 왔으며 이 접근 방식을 변형하여 사용하고 있습니다.
Hydrostor의 시스템은 재생가능한 전기로 이상적으로 작동하는 초대형 공기 압축기를 사용합니다. 이 시스템은 환경에서 공기를 끌어와 압축하고 파이프를 통해 지하 1,000피트 이상의 동굴로 이동합니다. 공기를 압축하는 과정에서 열이 발생하고 시스템은 공기에서 열을 추출하여 재사용을 위해 지상에 저장합니다. 공기가 지하로 내려가면서 동굴의 물을 갱도를 따라 저수지로 옮겨 놓습니다.
에너지를 방출할 때가 되면 시스템은 물을 동굴로 방출하여 공기를 표면으로 밀어냅니다. 그런 다음 공기는 공기가 압축될 때 공장이 저장한 열과 혼합되고 이 뜨겁고 밀도가 높은 공기는 터빈을 통과하여 전기를 만듭니다.
이 기술의 장기적 생존 가능성은 다른 유형의 장기 스토리지와 비용을 비교하는 것과 밀접한 관련이 있습니다. 캘리포니아 공장의 예상 비용은 약 15억 달러이며, 이는 양수 발전 및 기타 사용 가능한 옵션과 경쟁할 수 있습니다. 발전소 서비스 사용자에는 몬터레이에 본사를 둔 비영리 전력 공급업체인 Central Coast Community Energy가 포함됩니다.
VanWalleghem은 회사가 이러한 초기 몇 개의 공장에서 경험을 쌓으면서 비용을 낮출 여지가 있다고 말했습니다. 스토리지 시스템의 예상 수명은 약 50년이며, 이는 수명이 훨씬 짧은 배터리 시스템과 비교할 때 중요한 데이터 포인트라고 그는 말했습니다.
BloombergNEF의 분석가인 Yiyi Zhou는 Hydrostor가 적어도 부분적으로는 장기 에너지 저장 개발에 집중하는 약 100개 회사 중 하나라고 말했습니다.
그녀는 Hydrostor의 기술이 "상대적으로 성숙"하고 투자자로부터 자금을 조달하는 데 있어 이 분야에서 가장 성공적인 회사 중 하나이기 때문에 두드러진다고 말했습니다.
블룸버그NEF는 지난해 9월 기준 양수력을 제외한 전 세계 총 1.4기가와트(GW)와 8.2기가와트시(GWh)의 장기 에너지 저장 용량을 보고했습니다. 기가와트시를 기가와트로 나누어 계산할 수 있는 평균 지속 시간은 5.9시간이었습니다.
예를 들어, 개발 중인 두 개의 Hydrostor 프로젝트는 총 0.9기가와트의 용량을 가지고 있으며, 이는 현재 전 세계 총 용량의 절반 이상입니다.
블룸버그NEF에 따르면 올해와 내년에 가장 빠르게 채택될 것으로 예상되는 장기 저장 기술은 압축 공기 저장 및 흐름 배터리입니다. 청정에너지 경제의 이 부분에 대해 연구하는 것이 어렵다는 것을 알게 되었는데, 이는 개발된 것과 계획의 일부 단계에 있는 것 사이에 큰 격차가 있기 때문입니다.
이를 염두에 두고 Hydrostor가 호주에서 예정대로 건설을 시작할 수 있는지, 캘리포니아에 있는 공장에 대한 규제 승인 절차를 밟을 수 있는지 지켜볼 것입니다.
캘리포니아 프로젝트는 몇 가지 큰 변화를 겪었습니다. 한때 Hydrostor는 주에서 두 가지 제안을 받았지만 캘리포니아 해안 위원회가 감독하는 위치에 건물을 짓는 것과 관련된 몇 가지 문제를 포함하여 허가 절차의 문제로 인해 하나를 삭제했습니다. 나머지 프로젝트인 윌로우 록(Willow Rock)도 지역 사회와 규제 당국의 피드백에 따라 디자인과 위치를 변경했습니다.
캘리포니아 에너지 위원회(California Energy Commission)는 지난 가을 윌로우 록(Willow Rock)에 대한 검토를 일시 중단하여 하이드로스터(Hydrostor)가 업데이트된 계획에 대한 세부 정보를 제공할 시간을 주었습니다. 검토 절차는 3월에 다시 시작되었으며 빠르면 내년 이맘때쯤 완료될 수 있습니다.
명심해야 할 요소 중 하나는 캘리포니아주 정부와 캘리포니아 에너지 위원회가 장기 에너지 저장 장치를 건설하기를 원한다는 점을 분명히 했다는 것입니다. 주정부는 2045년까지 100% 청정 전기 목표를 달성하기 위해 4기가와트의 장기 에너지 저장 용량이 필요할 것으로 추정했습니다.
이상의 기사는 2024년 5월 4일 WIRED에 게재된 “A Company Is Building a Giant Compressed-Air Battery in the Australian Outback”제목의 기사 내용을 편집하여 작성하였습니다.
* 원문정보 출처 : https://www.wired.com/story/hydrostor-compressed-air-battery-california-australia-energy-climate/#intcid=_wired-verso-hp-trending_efa54e4f-acc5-4821-b696-a42d4b5d2a8c_popular4-1