Friends of the Earth에 따르면, 미래는 태양, 바람, 파도와 같은 기후 친화적인 에너지원으로부터 거의 모든 전기를 공급받게 됩니다. 증기와 공장의 시대를 거쳐 18세기 산업화를 주도한 영국에서는 재생 에너지가 2004년 이후 10배 증가했습니다. 영국 전역에서 전기의 단 40% 미만을 재생 가능 에너지원을 사용하여 생산하고 있지만, 스코틀랜드에서는 그 수치가 90%에 가깝습니다. 2020년에 영국은 2개월 동안 재생 가능 에너지로만 국가를 운영하는 사상 처음으로 놀라운 업적을 달성했습니다.
또한 2020년에는 재생 가능 에너지원이 EU 총 전기 소비의 37.5%를 차지했습니다. 이는 전년도 34.1%에서 증가한 수치였으며, 풍력 및 수력 발전이 재생 가능 공급원에서 발생하는 전체 전기의 3분의 2 이상을 차지하는 것으로 나타났습니다. 2020년, 스웨덴은 에너지 중 60%를 재생 가능 자원을 통해 얻어 유럽 국가 중 가장 앞섰습니다. 그 다음은 핀란드(43.8%), 라트비아(42.1%), 오스트리아(36.5%)였습니다.
EDF에 따르면 재생 가능 에너지원은 현재 세계 전기의 26%를 생성하며 2024년에는 30%가 될 것으로 예상됩니다. 2022년 6월 국제에너지기구(IEA)의 한 보고서는 전 세계 에너지 투자가 2022년 8% 증가하여 2조 4천억 달러에 달할 것이라고 주장했으며, 이는 주로 '그린' 에너지에서 증가할 것입니다.
재생 가능 에너지의 장단점
그렇다면 재생 가능 에너지란 정확히 무엇일까요? 재생 가능 에너지란 기본적으로 지속 가능한 에너지입니다. 깨끗하고, 경제적이며, 믿을 수 있는 이러한 에너지는 화석 연료, 특히 산업 혁명의 연료인 석탄과 같은 지속 불가능한 에너지원과는 달리 결코 고갈될 수 없습니다.
재생 가능 에너지의 주요 유형은 태양광, 풍력, 수력, 조수, 지열, 바이오매스가 있습니다. 다른 유형으로는 해양 열에너지와 바이오가스가 있습니다. EDF에 따르면 지구 표면에 단 한 시간 만에 도달하는 태양 에너지의 양은 지구 전체가 1년 동안 필요한 양보다 더 많습니다. 매우 이상적인 솔루션처럼 들립니다. 그러나 얼마의 태양 에너지를 저장할 수 있고 사용할 수 있는지는 기상, 시간, 태양열 수율에 크게 좌우됩니다. 바람은 재생가능 에너지원의 좋은 공급원으로, 바람이 많이 부는 날씨라면 점점 더 많은 풍력 발전 단지가 건설됩니다. 그러나, 이 과정에는 많은 사람들이 바다에 멀리 떨어져 있어도 흉물이라고 생각하는 거대한 풍력 터빈을 설치하는 과정이 포함됩니다. 또한 많은 전문가들이 풍력 터빈의 탄소 배출량과 수명 종료 비용에 대해 경고하고 있습니다. 또한, 풍력 에너지 저장 시스템은 한 번에 발생하는 바람의 양으로 제한됩니다.
개발 측면에서 가장 진보된 재생 가능 에너지 자원은 수력입니다. 여기에는 댐 또는 장벽을 건설하고 터빈을 구동하는 제어된 물의 흐름을 만들기 위한 큰 저수지를 갖추는 것이 포함됩니다. 수력 에너지는 날씨의 영향을 받지는 않지만 대형 구조물과 상당한 규모의 저수지를 만들어야 합니다.
조력 에너지는 터빈 발전기를 구동하는 데 사용되는 1일 2회의 조류를 생성하는 데 자연에 의존한다는 점을 제외하면 수력 에너지와 유사합니다. 즉, 에너지원을 지속적으로 사용할 수는 없지만 적어도 예측 가능합니다. 지열 에너지는 지구 표면 아래에 있는 자연 열을 사용하여 전기를 생산하거나 주택을 난방하는 데 사용할 수 있습니다. 하지만 예를 들어 아이슬란드는 이러한 유형의 에너지를 영국 보다 훨씬 더 많이 발생하는 등 가용성을 보장할 수는 없습니다. 마지막으로, 바이오매스 에너지는 유기 물질을 연소하여 전기를 생산합니다. 이 접근 방식은 다른 방법만큼 널리 채택되지는 않았지만, 농업, 산업 및 가정용 폐기물을 고체, 액체 및 가스 연료로 전환하기 때문에 환경 및 전체 비용 측면에서 상당한 이점을 제공합니다.
그린 에너지를 저장할 수 있습니까?
위에서 언급한 모든 옵션은 장점과 단점을 가지고 있지만, 재생 가능 에너지 저장 방법은 이 대체 에너지원을 최대한 활용하는 데 큰 문제가 되었습니다. 재생 가능 에너지 저장 기술은 재생 가능 에너지를 수집하고 필요할 때 방출하는 비용 효율적인 방법을 제공할 수 있을 때 진가를 발휘할 것입니다.
재생 가능 에너지 저장 솔루션
기본적으로 재생 가능 에너지 저장 솔루션에는 양수 발전, 열 에너지 저장, 기계식 에너지 저장 및 배터리 구동 에너지 저장 시스템 등 4가지 유형이 있습니다.
양수 저장
물을 위로 펌핑하여 저수지에 보관하고 터빈을 통해 방출하는 과정이 수반됩니다. IEA의 재생 가능 에너지 보고서에 따르면, 2025년 유럽의 새로운 수력 용량의 50% 이상이 양수 발전, 특히 스위스, 포르투갈, 오스트리아에서 공급될 것으로 예상됩니다. 2023년에서 2025년 사이 언젠가 중국에서도 동일한 사항이 적용되어야 합니다.
그림: 양수 저장
열 에너지 저장
일반적으로 재생 가능 자원이나 폐열에서 나온 잉여 에너지를 나중에 사용하기 위해 저장하는 것을 포함합니다. 물, 모래 및 바위는 열 에너지를 저장할 수 있으며 국제재생에너지기구는 2030년까지 열 에너지 저장이 설치 용량의 800GWh에 도달할 수 있다고 추정합니다.
그림: 열 에너지 저장
기계식 에너지 저장
중력 또는 움직임(플라이휠 등)을 사용하여 전기를 저장합니다. 또한 기계식 에너지 저장에는 터빈을 사용하여 가열되고 확장되는 압축 공기 또는 가스 에너지 저장이 포함될 수 있습니다.
그림: 기계식 에너지 저장
배터리 기반 에너지 저장
재생 가능 에너지원을 통해 에너지를 저장 및 전달하는 가장 효율적인 방법은 배터리 기반 재생 가능 에너지 저장 시스템을 사용하는 것이라고 널리 알려져 있습니다. 사용 가능한 재생 에너지를 위한 배터리 저장 공간이 많을수록 과거의 기존 전력 공급원에 대한 필요성은 줄어듭니다.
그림: 배터리 기반 에너지 저장 시스템
재생 가능 에너지 저장을 위한 리튬 이온 배터리
태양 에너지를 저장하는 아트라스콥코 ZBC 에너지 저장 시스템
재생 가능 에너지 저장에 리튬 이온 배터리를 사용하면 탁월한 수준의 지속 가능성, 유연성 및 유용성과 결합된 탁월한 에너지 전달 성능을 얻을 수 있습니다. 아트라스콥코 ZBP 및 ZBC 장치와 같은 리튬 이온 기반 에너지 저장 시스템은 두 가지 작동 모드(독립형 또는 발전기와 함께 사용하는 하이브리드)를 통해 다양한 수준의 에너지 수요에 대처하고 운영 비용을 줄이며 총 소유 비용(TCO)을 최소화합니다. 위에서 언급한 것과 같은 재생 가능 에너지원을 결합하면 이러한 재생 가능 에너지 저장 솔루션은 진정으로 100% 지속 가능합니다.
아트라스콥코 에너지 저장 시스템은 무소음 운전 및 최소한의 정비 기능을 제공하므로, 원격지 또는 대도시 건설 현장의 통신 설비에 이상적입니다. 하이브리드 저장 시스템으로 운영되어 수요가 가장 높을 때와 부하가 적을 때의 균형을 맞추기에 적합합니다. 이러한 재생 가능 에너지 저장 시스템을 통해 46kWh~535kWh의 재생 가능 에너지를 저장하고 한 번의 충전으로 12시간 이상의 전력을 공급함으로써 연료 소비와 온실 가스 배출량을 줄일 수 있습니다.
지속가능한 에너지 저장 솔루션을 찾고 있나요?
재생 가능 에너지 저장을 위한 기타 배터리 기술
재생 가능 에너지를 위해 배터리 보관을 사용하는 가장 효율적인 시스템은 충전식 리튬 이온(Li-ion) 배터리를 기반으로 합니다. 이러한 경량 고밀도 배터리는 특히 1kg당 150W 시간(Wh/kg)을 보관할 수 있는 1kg의 리튬 이온 배터리의 기능뿐만 아니라 다양한 이유로 선호되는 옵션이 되었습니다. 니켈 합금 수소(NiMH) 배터리는 일반적으로 60Wh/kg~70Wh/kg 사이로 저장되며 6kg 납산 배터리는 약 25Wh/kg만 저장할 수 있습니다.
리튬 이온 배터리와 납산 배터리를 비교하면 첫 번째 기술은 예측 불가능하고 가변적인 부하와 높은 온도 하에서 더 긴 수명과 더 나은 성능을 제공합니다. 초과 작업과 고온에서의 니켈 합금 수소 배터리의 성능은 납산 배터리보다 더 좋지만, 그래도 리튬 이온이 제공하는 것보다는 약합니다.
