[더구루=홍성일 기자] 구글(Google)이 미국 전력공급업체와 손잡고 비(非) 리튬 이온 기반 에너지저장기술 확보에 나섰다. 구글은 이번 협력을 통해 차세대 에너지저장 기술을 실증, 탄소 배출량 제로 목표 달성에 속도를 낸다. 

11일 업계에 따르면 구글은 애리조나주 최대 전력공급업체인 솔트 리버 프로젝트(Salt River Project, SRP)와 비리튬 이온 장기 에너지 저장(non-lithium ion long duration energy storage, LDES) 기술 개발을 위해 연구협력을 진행하기로 했다. 양사는 이번 협력을 통해 LDES 상용화에 속도를 낼 계획이다.

계약에 따라 구글은 SRP에서 향후 운영할 LEDS 시범 프로젝트에 투입되는 비용 일부를 지원한다. 또한 프로젝트를 통해 확보한 데이터를 평가하고 이후 연구과 시험 계획에 대한 의견도 제시할 예정이다.

SRP는 2022년과 2024년 LDES 시범 프로젝트를 진행하기 위해 입찰제안서(RFP)를 발행했었다. 2022년 발행한 RFP의 경우 유기 플로우 배터리 기업인 CMBlu가 선정됐으며, 2024년 RFP 발행 결과는 아직 발표되지 않았다. 아직 작년에 발행한 RFP 결과가 발표되지 않은만큼 구글과 어떤 연구를 진행할지는 알 수 없는 상태다.

LDES는 재생에너지 발전의 안전성과 신뢰성을 부여해 보급률을 높일 수 있는 핵심 기술로 꼽힌다. 재생에너지 발전이 대중화되는데 가장 큰 걸림돌은 낮과 밤, 날씨, 계절 등 자연환경에 따라 발전량이 크게 변동한다는 점이다. 이에 에너지저장장치(ESS) 기술이 한 세트로 발전해왔다. 많은 전력을 생산할 수 있을 때 발생하는 잉여 전력을 저장해뒀다가, 전력이 생산되지 않거나 적게 생산될 때 꺼내서 사용하는 방식이다.

그동안 ESS 기술에는 리튬 이온 배터리로 구성된 배터리 에너지저장장치(BESS)가 주로 사용돼 왔다. 테슬라에서 개발한 매가팩도 리튬인산철(LFP) 배터리로 구성됐다. 문제는 BESS가 낮과 밤의 차이 정도는 커버할 수 있지만 일단위 이상 에너지를 저장하고, 공급하는데는 한계가 있다는 점이다. 리튬 이온 ESS는 통상 4시간급 단주기 시스템으로 분류된다. 시간은 방전시간을 뜻한다.

이에 며칠에서 수주, 계절을 넘겨 생산된 에너지를 안정적으로 저장하고 공급할 수 있는 LDES 기술이 주목받고 있다. LDES의 기준은 기관마다 약간의 차이는 있지만 8시간 이상 지속적으로 방전할 수 있는 장주기 에너지 저장 시스템으로 정의된다.

LDES 기술로는 기계식, 전기화학식, 열저장, 수소를 이용한 개념이 제시된 상태다. 기계식은 물과 공기를 이용한 방식이다. 물을 이용한 방식은 재생에너지로 생산한 전기를 이용해 낮은 곳에서 높은 곳으로 물으로 옮긴다. 즉 전기에너지를 위치에너지로 바꾸는 것. 이후 에너지가 필요할 때 물을 아래로 흘려 터빈을 돌려 전기를 생산한다. 공기를 이용한 방식은 압축기를 이용해 압축공기를 만들고 이를 저장했다가 필요할 때 터빈을 돌리는 용도로 사용하는 방식이다.

전기화학식으로는 산화(Oxidation), 환원(Reduction) 반응을 이용해 전기를 저장하는 방식으로, 플로우 배터리라고 불린다. 해당 방식은 별도의 탱크에 전해액을 저장했다가 필요할 경우 순환시켜 전지를 작동시킨다. 열저장 기술은 소금을 이용한 방식이 대표적으로, 발전을 확보한 전력으로 소금을 가열해 용융염을 만들고 이를 단열 탱크에 보관했다가 필요할 때 사용하는 방법이다. 수소 방식은 말 그대로 물을 전기 분해해 수소를 생성하고, 필요할 때 사용하는 기술이다.

구글은 최근 LDES에 큰 관심을 보이고 있다. 지난 7월에는 이탈리아 에너지 저장시스템 스타트업 '에너지돔(Energy Dome)'과 파트너십을 체결했다. 에너지돔은 기체 상태의 이산화탄소를 돔 형태의 구조물 안에 설치된 대형 튜브 형태 홀더에 저장한다. 그러다가 태양광, 풍력 등으로 생산된 전기가 공급되면 모터를 가동해, 이산화탄소를 압축해 액화시켜 탱크에 저장한다. 이 과정에서 방출되는 열에너지도 콘덴서에 저장, 기화 프로세서에 투입한다. 전기가 필요할 때는 액화된 이산화탄소를 콘덴서에 저장된 열에너지 등을 이용해 기화시켜 부피를 팽창시키고, 이를 통해 발전기 터빈을 돌려 전기 에너지로 변환하는 과정을 거친다.

구글 관계자는 "LDES는 첨단 에너지 솔루션 포트폴리오의 핵심 기술이다. LDES를 통해 깨끗하면서도 복원력이 뛰어나 전력망을 구축할 수 있을 것"이라며 "SRP와 협력을 통해 LDES 기술 개발 속도를 끌어올릴 것"이라고 말했다.