(Fully operational since July, Electrochaea's one-megawatt BioCat facility near Copenhagen converts excess electrical power from wind turbines and waste CO2 from the neighboring water treatment plant into methane for the natural-gas grid. Credit: Ronnie Ranch Hedegaard, courtesy of Electrochaea)
여러 차례 소개드린바와 같이 과학자들은 전기 에너지와 태양 에너지를 이용해서 수소나 혹은 그보다 더 복잡한 탄화수소 연료를 만드는 기술을 개발하고 있습니다. 다양한 방식으로 접근이 이뤄지고 있지만, 불행히 아직 대규모 양산이 가능한 기술이 없는 것도 사실입니다.
현재 대량 생산에 비교적 근접한 것은 아우디와 독일 정부가 협력하는 합성 연료인 e-diesel 정도인데, 미국의 시카고 대학 연구팀이 개발한 BioCat 역시 현재 상용화를 위한 시험 공장을 가동하면서 다른 방향에서 신재생 천연 가스 시장에 도전하고 있다는 소식입니다.
BioCat 기술은 이름에서부터 알 수 있듯이 생물체를 이용한다는 특징이 있습니다. 시카고 대학의 로렌스 메츠 (Laurens Mets)가 이끄는 연구팀은 두 단계에 거쳐 전기와 물, 이산화탄소를 메탄가스로 바꾸는 기술을 개발했습니다. 우선 1단계로 물을 전기 분해해 산소와 수소로 나눈 다음 2 단계로 이렇게 얻어진 수소와 이산화탄소를 반응시켜 메탄 (CH4) 가스를 얻는 것이죠. 2 단계 반응은 아주 원시적인 박테리아인 메탄생성균(methanogenic archaea) 내부에서 일어납니다.
(동영상)
연구팀은 일렉트로케아 (Electrochea)라는 스타트업을 만들어 이 기술을 실제로 상용화시키는데 앞장서고 있습니다. 이미 2014년에 글로벌 클린테크 100 에 선정된 일렉트로케아는 올해 7월 1MW 급 생산 설비를 덴마크에 설치해 가동에 들어간 상태입니다. 이 회사에서 전기를 이용해서 만든 메탄 가스는 사실상 도시 천연 가스와 다를 바 없기 때문에 다른 가공없이 바로 가스 공급망에 연결될 수 있습니다. 이 기술이 경제성을 가질 수 있는 중요한 이유입니다.
현재 이 기술에 관심을 보이는 것은 덴마크만이 아닙니다. 이 회사는 앞으로 10MW 급 설비를 헝가리에 건설하려고 계획 중이며 스위스에 1000MW급의 대형 생산 설비를 만드려는 계획도 가지고 있습니다. 미국에서도 소규모의 데모 플랜트가 건설 중입니다.
풍력이나 태양광 같은 신재생 에너지의 가장 큰 문제점은 생산이 불규칙하다보니 에너지가 남아돌때가 많다는 것입니다. 여기서 남아도는 전기를 모두 버리지 않고 모으면 상당한 에너지가 됩니다. 이 에너지를 합성 연료나 메탄 가스로 전환시킬 수 있다면 상당한 메리트가 있을 것입니다. e-diesel이나 BioCat 모두 이를 위한 기술이라고 할 수 있는데, 얼마나 빨리 상업화와 대량 생산에 성공할 수 있을지 궁금하네요.
참고
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