非리튬계 LDES, 재생에너지 간헐성 잡는 '해결사'

김성환 장관, 장주기 저장기술 현장점검...상용화 강조
화재 위험↓·수명↑...바나듐·액체공기 등 기술 다변화

[수소신문] 태양광과 풍력 등 재생에너지가 국가 주력 전원으로 급부상하면서, 전력계통의 고질적인 불안정성을 해소할 '장주기 에너지저장장치(LDES, Long Duration Energy Storage)'가 에너지 시장의 게임 체인저로 주목받고 있다.

김성환 기후에너지환경부 장관은 13일 화재 위험이 낮고 수명이 긴 비(非)리튬계 차세대 기술 현장인 △에이치투 △스탠다드에너지 △한국기계연구원을 연이어 방문, 상용화 지원 의지를 분명히 했다.

■非리튬계, 안전성과 경제성 모두 잡는다

기존 리튬이온배터리는 높은 에너지 밀도에도 불구하고 화재 및 폭발 우려와 짧은 수명이라는 한계가 있었다. 반면 이번에 점검한 차세대 기술들은 화재 위험이 낮고 수명이 길다는 점에서 본질적 우위를 점하고 있다는 평가다.

비리튬계 LDES는 수용액 기반의 전해액을 사용, 화재 위험이 거의 없는 높은 안전성을 자랑한다. 또한 리튬 대신 나트륨, 공기, 바나듐 등 비교적 수급이 용이한 보편적 소재를 활용함으로써 공급망 리스크를 최소화한다는 장점을 갖췄다. 25~30년 이상 장수명으로 2만회 이상의 충·방전이 가능, 리튬이온전지 대비 내구성도 뛰어나다.

▲명지녹산 국가산단 내 구축된 바나듐 플로우 배터리 ESS 설비(사진은 본 기사와 관련 없음).

■3대 핵심 기술...바나듐에서 액체공기까지

국내 기업과 연구기관은 각기 다른 메커니즘을 가진 장주기 저장 기술의 상용화에 속도를 내고 있다. 

'바나듐 흐름전지'는 전해액 순환 방식으로 대규모 저장에 최적화된 기술이다. 바나듈 흐름전지 전문기업 에이치투는  연간 330MWh 규모의 생산 능력을 확보했으며, 1.2GWh 규모의 제2공장 건설도 추진 중이다.

'바나듐 이온배터리(VIB)'는 펌프 및 탱크가 없는 고정형으로 설치 유연성을 확보할 수 있다는 강점을 지닌다. 이 분야에서 독보적인 기술을 보유한 스탠다드에너지는 독자적 VIB 기술을 기반으로 글로벌 상용화를 추진하고 있다.

'액체공기 에너지저장(LAES)' 기술은 공기를 액화 후 팽창시켜 터빈을 구동하는 기계적 방식으로 한국기계연구원이 경남 김해에 1.5MWh 규모의 실증 테스트베드 구축을 계획하고 있다.

■'트랙레코드' 확보가 세계 시장 진출의 열쇠

기후부에 따르면 김성환 장관의 이번 현장 행보는 앞서 지난 2월 발표된 '차세대 분산형 전력망 추진계획'의 후속 조치다. 정부가 정의하는 장주기 에너지저장 기준은 '8시간 이상'으로, 이를 통해 재생에너지의 변동성을 효과적으로 제어하겠다는 구상이다.

김성환 장관은 "장주기 저장장치의 기술 다변화와 조기 상용화가 필수적"이라며, 특히 국내 트랙레코드 확보를 위한 정책적 지원을 강조했다. 이는 기술력을 갖춘 우리 기업들이 글로벌 시장으로 뻗어 나갈 수 있도록 공공 부문이 마중물 역할을 하겠다는 의지로 풀이된다.