(An Underground Sun Conversion pilot plant injects hydrogen and CO2 into an underground deposit. Credit: Karin Lohberger / RAG Austria)
(A diagram outlining the Underground Sun Conversion process. Credit: RAG Austria)
풍력이나 태양광 같은 신재생 에너지의 가장 큰 문제는 불규칙한 에너지 공급입니다. 특히 태양광은 밤에는 발전이 불가능하고 계절과 날씨에 따른 변덕도 심해서 24시간 365일 안정적으로 공급되어야 하는 전력 수요를 모두 뒷받침하기에는 어려움이 있습니다. 따라서 다양한 에너지 저장 시스템이 개발되고 있습니다.
RAG 오스트리아 (RAG Austria)가 유럽 연합의 지원을 받아 개발 중인 지하 태양 전환 (Underground Sun Conversion) 기술은 이름만 들으면 뭐하는 기술인지 짐작하기 어렵지만, 몇 가지 기발한 아이디어를 이용한 친환경 천연 가스 제조 방법이라고 할 수 있습니다. 첫 단계는 풍력이나 태양광 같은 신재생 에너지가 남아돌 때 이를 이용해서 수소를 생산하는 것입니다.
여기까지는 별로 특별할 것이 없지만, 문제는 수소를 장기 저장하기는 쉽지 않다는 것입니다. 액화 수소는 초저온 환경에서 보존해야 할 뿐 아니라 액화, 저장, 수송 등 여러 단계에서 천연 가스보다 훨씬 많은 비용과 에너지가 들어갑니다. 따라서 생산된 수소는 그 형태로 저장되는 것이 아니라 과거 천연 가스를 채취하고 지금은 빈 공간이 된 다공성 사암 지대에 저장합니다. 대략 지하 1000m 정도 깊이에 있으며 과거 오랜 세월 천연 가스를 저장한 곳이기 때문에 새어나올 우려는 적습니다.
그런데 여기서 신기한 일이 발생합니다. 제조사에 의하면 이곳에 자연적으로 존재하는 고세균이 이산화탄소와 수소를 대사해서 메탄 가스와 물로 바꾸기 때문입니다. 사실 수소를 이용해서 메탄을 생산하는 메탄 생성균 자체는 별로 드물지 않으나 이를 이용해서 수소를 메탄 가스로 바꾼다는 아이디어는 참신합니다. 물론 이를 위해 수소와 함께 이산화탄소도 같이 주입해야 합니다. (사진 참조)
이렇게 해서 얻은 메탄 가스는 천연 가스처럼 사용할 수 있습니다. (천연 가스의 주성분이 메탄 가스) 제조사에 의하면 에너지 전환 효율도 생각보다 높아서 60%에 달한다고 합니다. 이 방법이 주효하다면 수소를 저장하는 골치 아픈 과정을 생략할 수 있는 것은 물론 이미 존재하는 천연 가스 인프라를 그대로 활용할 수 있으므로 비용적인 측면에서 매우 유리합니다.
아이디어는 그럴 듯 한데 실제로 뭔가 그럴듯한 결과가 나올지는 두고봐야 알 수 있을 것 같습니다.
참고
https://newatlas.com/energy/underground-sun-conversion-sunlight-natural-gas/
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