산업에서 쓰는 에너지의 약 3분의 2는 열이고, 그 열은 대부분 아직도 화석연료를 태워 만듭니다. 그래서 산업용 열은 탄소 배출을 줄이기 가장 어려운 분야로 꼽힙니다. 열에너지 저장(TES)은 재생에너지 전기로 만든 열을 담아 두었다가 필요할 때 쓰게 해, 연료를 태우던 자리를 청정 전기로 바꿀 수 있게 합니다.
열에너지 저장 작동 방식
열에너지 저장이 하는 일은 단순합니다. 에너지를 모으는 때와 쓰는 때를 나누는 것입니다.
- 재생에너지 전기가 싸고 풍부할 때, TES 시스템은 이를 열로 바꿔 저장합니다.
- 밤이나 전기요금이 비싼 시간, 바람이 없고 흐린 날처럼 공장에 열이 필요할 때 저장한 열을 필요한 만큼 꺼내 씁니다.
배터리가 전기를 담아 두는 것과 같은 원리인데, 담는 것이 열이라 용융염·물·암석처럼 구하기 쉬운 소재를 저장 매체로 쓸 수 있습니다.
열에너지 저장이 중요한 이유
TES가 중요한 이유는 크게 세 가지입니다.
- 값싼 재생에너지를 열로 활용할 수 있게 합니다. 태양광·풍력은 이제 가장 저렴한 신규 전력원이지만 간헐적입니다. TES는 이 간헐적 전기를 필요할 때 쓰는 안정적인 열로 바꿉니다.
- 저장 용량을 키우기 쉽습니다. 저장 매체가 저렴해 많은 열을 오래 담아 둘수록 유리합니다. 실제 비용은 온도와 저장 시간, 설비 조건에 따라 달라집니다.
- 기존 설비에 붙이기 쉽습니다. 대부분의 산업 공정은 이미 스팀이나 열풍, 고온 유체로 돌아가는데, TES도 같은 형태로 열을 내보내기 때문에 설비를 크게 바꾸지 않아도 됩니다.
IsoTES®의 특징
GIGAette의 IsoTES®는 탱크 하나 안에서 온도 경계를 또렷하게 유지해, 열을 꺼내는 동안에도 같은 온도로 열을 내보내는 열에너지 저장 시스템입니다. 공정은 대부분 정해진 온도의 열을 원하는데, 기존에는 이 조건을 맞추려고 탱크를 두 개 두는 방식이 주로 쓰였습니다.
열 저장과 배터리가 무엇이 다른지 궁금하다면, 이 글에서 가볍게 비교해 보세요.
결론
열에너지 저장은 에너지를 모으는 때와 쓰는 때를 나눠, 공장이 화석연료 대신 재생에너지 전기나 폐열로 열을 얻을 수 있게 합니다. 재생에너지 전기가 싸지고 탄소 비용이 오를수록 쓰임은 더 넓어질 것입니다.