기본 콘텐츠로 건너뛰기

새로운 컨셉의 압축 공기 에너지 저장 시스템



(Hydrostor Advanced Compressed Air Energy Storage (A-CAES) demonstration facility, Toronto, Ontario. Credit: CNW Group/Hydrostor Inc.)


 캐나다의 하이드로스터 (Hydrostor)라는 기업이 새로운 방식의 압축공기 에너지 저장 (Compressed Air Energy Storage, CASE) 방식을 선보였습니다. 토론토에 개념 실증의 데모 시설을 건설한 이 회사에 따르면 새로운 압축공기 에너지 저장 시스템 - Advanced Compressed Air Energy Storage (A-CAES) - 은 상대적으로 위치의 제약 없이 kWh 당 150달러 정도의 저렴한 비용으로 에너지를 저장할 수 있다고 합니다. 


 압축공기 에너지 저장 시스템에 대해서는 이전에도 몇 차례 설명드린 바 있듯이 사실 공기 압축 자체보다는 압축과 팽창시 열 이동이 발생한다는 점이 큰 문제입니다. 공기를 압축하면 그 과정에서 열에너지가 방출되며 반대로 팽창을 시키면 주변에서 열을 흡수합니다. 다시 말해 공기를 적절하게 팽창시키려면 열을 가해 줘야 합니다. 


 70년대 독일과 미국에 건설된 CASE 발전소는 오랜 세월 별 문제 없이 여러 차례 압축 팽창 사이클을 진행해왔지만, 사실 몇 가지 문제가 있습니다. 가장 큰 문제는 공기를 팽창시키기 위해서 열을 가하고 있다는 점입니다. 이 과정에서 가스를 연소시키기 때문에 사실은 화력 발전소와 CASE의 중간 단계라고 할 수 있습니다. 이런 이유로 CASE는 널리 사용되지 않고 있습니다. 


 이를 극복하기 위해서 여러 가지 기술적인 방법이 검토되었는데, 가장 합리적인 해결책은 압축할 때 생기는 열을 팽창할 때 사용하는 것입니다. 이를 위해서 다양한 디자인의 열 저장 시스템 및 열 교환 시스템이 개발되었고 A-CASE 역시 열 저장 시스템을 가지고 있습니다.  


 두 번째 문제점은 저렴한 비용으로 위치의 제약 없이 공기를 압축하는 것입니다. 앞서 건설된 CASE 발전소는 단단한 암석 (암염) 속의 공간을 활용하거나 혹은 폐광산을 활용했습니다. A-CASE는 좀 더 비용효과적이면서 공간의 제약이 덜한 해결책을 들고 나왔습니다. 땅속으로 깊은 우물을 판 후 여기에 공간을 만들고 물을 끌어들여 물의 압력으로 공기를 압축시키는 것입니다. 물론 물과 공기가 새지 않으려면 단단한 지반이 필요하지만, 부지 선정의 제약은 좀 덜할 것입니다. (동영상 참조) 




(동영상)    


 테라(Terra)라는 명칭의 이 A-CASE 시스템은 배터리 대비 절반 이상 저렴한 비용으로 에너지를 저장하는 것을 목표로 하고 있습니다. 이것이 가능할지는 두고봐야 알겠지만, 계속해서 이런 시도가 이어지고 있다는 것은 그만큼 수요가 있다는 이야기이기도 합니다. 과연 상업용 CASE 발전 시스템이 널리 보급될 수 있을지 궁금하네요. 


 참고  





댓글

이 블로그의 인기 게시물

100 테슬라급 자기장 도달

 미국의 로스 알라모스 국립 연구소 (Los Alamos National Laboratory) 에서 과학자들이 지금까지 인간이 개발한 가장 강력한 자기장을 발생시키는 장치 개발에 도전하고 있습니다. 자기장의 세기를 나타내는 방법으로 자기력선의 밀도를 나타내기 위해 단위 면적당 자기력선의 수를 표시하는 단위인 테슬라 (T) 가 있습니다. (1T = 1Wb/㎡  웨버 (Wb) 는 자속의 단위)   의료용으로 사용되는 초전도체를 이용한 MRI 의 경우 1.5 - 3 테슬라급의 강력한 자기장으로 인체 내부를 볼 수 있게 만들지만 과학 연구용으로 이보다 더 강력한 자기장이 필요할 수 있습니다. 최근에 등장한 90 테슬라급 자기장에 이어 이번에 로스 알라모스 국립 연구소에서는 100 테슬라급인 100.75 T 를 실현 했다고 합니다.   이를 구현한 것은 18000 파운드 (8.16 톤 정도) 의 코일과 여기에 에너지를 공급할 1200 메가줄 (Megajoule) 급 모터 제네레이터등의 설비입니다.  (   The 1,200-megajoule motor generator that powers the magnetic pulse.  )  이와 같은 연구를 통해 알아내고자 하는 것은  Quantum Phase transitions and new ultra high field magnetic states Electronic Structure determination Topologically protected states of matter  로 요약할 수 있다고 합니다.   아무튼 수 T 급 MRI 만 해도 자기장의 힘이 엄청난데 100 T 라니 엄청난 자기장이네요. 이는 지구 자기장 세기보다 200만배 강력한 (물론 좁은 범위에서 작용하는 자기장이라 지구 전체...

고대 양서류 이야기 (2) - 악어를 닮은 거대 양서류들

  페름기에는 다양한 양막류가 진화해서 앞서 소개한 육상형 템노스폰딜리는 점차 설 자리를 잃게 됩니다. 하지만 양서류는 본래 자신의 서식지인 물과 습지에서 여전히 번성을 누렸습니다. 당시에는 악어류 같은 대형 양서형 파충류도 없던 시절이었기 때문에 이와 비슷한 생태학적 지위는 여전히 양서류의 몫이었습니다. 이들에 대한 이야기는 제 책인 포식자에서 비교적 간단히 다뤘는데, 오늘은 여기에 대한 보충 설명입니다.  책 정보:  http://book.naver.com/bookdb/book_detail.nhn?bid=13347200 Yes 24:  http://www.yes24.com/24/goods/58772859 11번가:  http://books.11st.co.kr/product/SellerProductDetail.tmall?method=getSellerProductDetail&prdNo=1977867160 알라딘:  http://www.aladin.co.kr/shop/wproduct.aspx?ItemId=134877825 교보문고:  http://www.kyobobook.co.kr/product/detailViewKor.laf?ejkGb=KOR&mallGb=KOR&barcode=9788970447988&orderClick=LAG&Kc= 인터파크 :  http://book.interpark.com/product/BookDisplay.do?_method=detail&sc.prdNo=279593764&sc.saNo=003002003&bid1=search_auto&bid2=detail&bid3=prd_img&bid4=001 영풍문고:  http://www.ypbooks.co.kr/book.yp?bookcd=100843205&gubun=NV ...

이빨이 다시 진화한 개구리

  ( CT scans of Gastrotheca guentheri skulls revealed what appeared to be identical rows of teeth on both the upper and lower jaws, which researchers later confirmed through dissection. Credit: Florida Museum/Daniel Paluh )  개구리는 2억년 전 진화 과정에서 이빨을 잃어버리고 큰 턱과 혀를 이용해 곤충 같은 작은 먹이를 잡아 먹는 방향으로 진화했습니다. 파충류나 포유류 같은 다른 사지류와의 경쟁에서 밀려 양서류가 쇠퇴하고 멸종하던 시기에도 개구리는 여전히 생존할 수 있었던 비결입니다.   이빨이 없는 덕분에 큰 혀를 발사하기 편해졌을지는 모르지만, 이빨이 없으면 종종 불편할 때가 있습니다. 씹는 대신 삼키기 때문에 음식을 씹을 수 없다는 점은 문제되지 않지만, 필사적으로 달아나려는 먹이를 잡기 힘들기 때문입니다. 이런 이유 때문에 일부 개구리는 이빨 같이 보이는 엄니 (fang)을 지니고 있으나 이는 사라진 이빨이 다시 난 것이 아니라 다른 부분이 진화한 것입니다.   이는 돌로의 법칙 ( Dollo's Law )으로 알려져 있습니다. 진화 과정에서 퇴화한 부분이 다시 생겨나지 않으며 대신 필요하면 다른 부분이 진화해 그 역할을 대신한다는 것입니다. 예를 들어 아가미가 사라진 사지 동물은 다시 물에 들어온다고 해도 아가미가 다시 생기진 않습니다. 대신 고래처럼 폐가 커져서 그 기능을 대신하게 됩니다.   하지만 모든 법칙엔 예외가 있기 마련입니다. 남미에서 발견된 멸종 위기 개구리 중 하나인 구엔터 유대류 개구리 ( Gastrotheca guentheri, Guenther's marsupial frog, dentate marsupial frog)는 완전한 형태의 이빨을 지니고 있습니다. 참고로 유대류 개구리라는 명칭은...