재생 가능 에너지가 점점 더 중요해지는 시대에, 핀란드에서 시작된 모래 배터리가 친환경 에너지의 주요 문제인 지속적인 공급 문제를 해결할 수 있어 이 기술은 매우 기대가 됩니다. 모래 배터리의 원리, 장, 단점에 대해 정리해 보았습니다.
모래 배터리란 무엇이고 왜 중요한가?
모래 배터리는 새로운 종류의 에너지 저장 장치로, 화석 연료를 사용하지 않아 탄소 배출이 줄어 환경오염도 적어 탄소 중립에 따라 시장 기회를 확보할 수 있습니다. 태양이나 풍력과 같은 재생 에너지를 모래에 저장하고 필요할 때 사용할 수 있는 기술입니다. 이러한 모래 배터리는 전기 에너지를 열 에너지로 변환하여 모래에 저장하고, 역으로 열 에너지를 전기 에너지로 변환하여 사용할 수 있습니다. 물보다 네 배 이상의 에너지를 저장할 수 있으며, 장기간에 걸쳐 에너지를 유지합니다. 소재를 구하기 쉽고 생산과정이나 폐기과정에 독성 물질이 배출되지 않습니다. 태양광 패널과 풍력 발전기는 국가 전력망에 빠르게 추가될 수 있지만, 햇볕이 없고 바람이 불지 않을 때에는 전력 생산에 차질이 있다는 문제점이 있어 전력 공급망에 재생 에너지를 추가한다는 건 결국 태양열과 풍력 외에 다른 에너지원을 늘려야 한다는 것을 의미한다. 이러한 문제를 가장 쉽게 해결할 대안이 바로 대규모 배터리다. 현재 대부분의 배터리는 우리 일상에 가까이 접하는 리튬이온으로 만들어지는데 공간을 많이 차지하고 비용도 많이 드는 반면 그에 비교하여 비용이 저렴하고, 용량이 크며, 안전하고, 환경 친화적인 장점이 있어 효율적인 비용 측면에서 많은 도움이 될 것이라고 합니다.
본문
모래 배터리의 현재 상태는 어떤가?
현재 세계 최초로 개발 중인 모래 배터리 기술은 핀란드의 Polar Night Energy라는 회사가 개발한 것입니다. 이 회사는 모래 배터리를 상용화하여 핀란드의 Kankananpa Vatajankoski 지역난방 발전소에 설치하여 마을의 공공건물과 상업용 건물등에 열에너지를 공급한다고 합니다. 국제기구인 미션 이노베이션은 이 모래 배터리를 활용할 경우 2030년 연간 5,700만~2억 8,300만 톤의 온실가스를 줄이는데 큰 힘이 될 수 있다고 합니다. 태양 또는 풍력 전기로 생성된 열을 모래에 저장하고 필요할 때 건물을 난방하거나 온수, 수영장 등에 사용합니다. 이 모래 배터리의 용량은 1.2 메가와트 시간이며, 1000도까지 온도를 유지할 수 있습니다.
모래 배터리의 미래 전망
모래 배터리의 가장 큰 도전은 열 에너지를 전기 에너지로 효율적으로 변환하는 것입니다. 현재 Polar Night Energy는 헬싱키 대학과 함께 이 문제를 해결하기 위해 연구 중입니다. 그들은 600도 이상으로 모래 배터리의 온도를 높이고 터빈을 사용하여 전기를 생산하는 방법을 개발하고 있습니다. 이렇게 하면 모래 배터리는 재생에너지의 생산과 소비를 균형 있게 조절할 수 있는 유연한 에너지 시스템이 될 수 있습니다. 재생에너지의 저장과 사용을 혁신적으로 바꿀 수 있는 이 기술은 핀란드에서 성공적으로 상용화된 모래 배터리는 그 가능성을 보여주고 있으며, 에너지 확장과 에너지 안보 강화에 기여할 수 있습니다. 전기에너지로 전환하기 위해서는 추가적인 장치와 경제적인 부분도 필요하여 아직은 효율성이 낮지만 앞으로 더 많은 연구와 개발이 필요합니다. 모래 배터리의 장점을 홍보하고, 널리 보급되면 우리는 더욱 깨끗하고 지속 가능한 에너지를 활용할 수 사회가 될 것으로 기대합니다.