빌게이츠도 투자한 열에너지 저장장치...한국형 TES 신기술 뜬다

[유니밸리-한국과학기술원(KAIST)]
K-테크 스타트업 왕중왕전 결선팀 - 교원창업기업 '기가에떼'

최근 기후테크에서 가장 주목 받는 영역은 열에너지 저장 시스템(Thermal Energy System, TES)이다. TES는 열을 보존했다가 열에너지 사용처로 전달하는 장치다. 화학 반응을 통해 에너지를 저장하는 에너지저장장치(ESS)와 비교해 저렴하고 유지관리가 쉽고 수십 년 동안 사용할 수 있는 장점이 있다.

열에너지는 철강, 시멘트 등 다양한 산업과 건물의 난방 등에 사용된다. 우리나라도 최종 소비 단계 에너지의 약 27%가 열에너지 형태로 사용된다. 현재 사용되는 열에너지가 천연가스, 석탄 등을 태워서 얻고 있는 만큼 TES를 활용한다면 탄소 배출량과 에너지 비용을 모두 줄이는 효과가 기대된다. 빌게이츠의 브레이크스로우 에너지벤처스(Breakthrough Energy Ventures)도 지난해부터 미국 안토라에너지, 론도에너지 등 TES에 대한 투자에 적극 나서고 있다.

지난 5월 한국과학기술원(KAIST) 교원창업으로 설립된 기가에떼는 설립 6개월 만에 용융염(Molten Salt)을 활용한 TES의 프로토타입 모델 실증을 시작했다. 내년 상용화 모델 출시하는 게 목표다. 용융염은 질산나트륨과 질산칼륨의 혼합물을 고온으로 가열해 액체로 변한 상태를 말한다.

기가에떼가 개발한 TES는 기존의 용융염 TES의 문제를 개선한 제품으로 550℃(도) 초고온의 열을 저장할 수 있다. 프로토타입 모델 개발 자금은 KAIST에서 8000만원을 지원받았다.

박훈진 기가에떼 대표는 "용융염 TES는 상업적으로 검증 완료된 기술이지만 시스템이 거대하고 복잡하며 용융염의 응고 문제가 있었다"며 "기가에떼의 TES는 컨테이너 크기로 경량화 및 규격화했고, 용융염 응고 위험을 없앴다"고 말했다.

기가에떼가 개발한 TES의 또 다른 장점은 일정한 온도의 열에너지 생산이 가능하고 기존 설비보다 규모가 작고 구성이 간단하다는 점이다. 모듈식으로 확장성이 뛰어나다는 점도 장점으로 꼽힌다.

기가에떼는 최근 1MWh(메가와트시) TES의 프로토타입 모델 제작을 완료했고 실증을 진행할 예정이다. 또 박 대표는 알루미늄 등 철강 주조공장을 직접 찾아다니며 TES의 사용 가능성을 타진하고 있다. 몽골과 인도네시아 등에 TES 수출도 추진 중이다.

기가에떼는 정부의 2050 탄소중립 추진 전략에 따라 향후 TES의 수요가 증가할 것으로 기대하고 있다. 풍력, 태양광 등 재생에너지의 특성상 이를 효율적으로 저장해 활용할 수 있는 방법이 무엇보다 중요하기 때문이다.

박 대표는 "용융염 TES는 현존하는 장주기 ESS 시장에서 가장 경쟁력이 뛰어나다"며 "인류가 사용하는 에너지의 절반이 열에너지이고, 재생에너지 확대를 위해서는 열에너지의 탈탄소화가 필수"라고 강조했다.

기가에떼는 오는 23일 코엑스에서 열리는 '그린비즈니스위크 2023-K테크 스타트업 왕중왕전' 교원창업 부문 결선에 진출, 개발한 용융염 TES를 소개할 예정이다.

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김건우 기자 jai@mt.co.kr