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중력을 친환경 에너지로 바꾸는 3가지 기술

조회수 2021. 3. 2. 12:40 수정
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스코틀랜드 기업 '그라비트리시티(Gravitricity)', 미국 기업 '그래비티파워(Gravity Power)', 스위스 스타트업 '에너지볼트(Energy Vault)'

'중력 에너지 저장 시스템' 기술을 개발한 기업들

우리 지구에서 자연적으로 생기는 에너지는 어떤게 있을까? 아마도 태양열, 수력, 풍력 이렇게 3가지 친환경 에너지를 꼽을 것이다. 최근 지구온난화가 크게 부각되면서 친환경 에너지에 대한 관심이 최고조에 달하고 있다.


그런데 위에 언급한 3가지 친환경 에너지 이외에도 우리 지구에서 항상 존재하고 있는 에너지원이 하나 더 있다. 바로 '중력'이다. 만유인력의 법칙으로 설명되는 이 '중력'도 엄연한 에너지이다. 따라서 전문가들은 이를 잘 활용할 수만 있다면 우리가 필요한 에너지를 얻을 수 있다고 말한다.


최근 중력 즉, 위치 에너지를 저장하는 기술을 개발한 세 기업이 주목받고 있다. 과거에 우리가 소개했었던 '그래비티라이트(GravityLight)'와 달리 이 세 기업들은 중력의 에너지를 저장할 수 있는 이른바 '중력 에너지 저장 시스템(GES : Gravity Energy Storage)'의 기술을 공개했다.


참고로 태양광 발전기를 통해 발전된 전기를 저장해서 필요할 때마다 사용할 수 있도록 하기 위해 에너지를 저장하는 장치(ESS)가 필요하듯, 중력 에너지도 결국 제때 사용하기 위해서는 또 다른 에너지 저장 장치가 필요하기 마련이다. 

1. 스코틀랜드 기반의 신생기업 '그라비트리시티(Gravitricity)'

출처: Gravitricity

스코틀랜드 기반의 신생기업 '그라비트리시티(Gravitricity)'가 개발하는 중력 에너지 저장 시스템은 폐기된 깊이 1km 샤프트를 이용해 무게 500∼5,000톤 추를 상하로 움직이게 해 에너지를 출력한다.


이 중력 에너지 저장 시스템의 특징은 필요한 전력을 빠른 시간에 입출력이 가능하다는 점이다. 그라비트리시티는 2021년 스코틀랜드에서 시험 운용을 개시할 예정이며 신호를 받은 뒤 1초 안에 에너지를 입출력할 수 있는 시스템을 개발하는 게 목표라고 밝혔다.

2. 미국의 신생기업 '그래비티파워(Gravity Power)'

출처: Gravity Power

미국 기업인 그래비티파워(Gravity Power)는 지하에 대량 물을 저장하고 이 물로 거대한 피스톤을 상하로 움직여 에너지를 저장하는 시스템을 개발하고 있다. 이 시스템에서 6.4기가와트시 에너지를 저장하려면 800만 톤 정도의 피스톤이 필요하다. 이 거대한 피스톤을 생산하는 게 거의 불가능한 일 같지만, 그래비티파워는 충분히 제조할 수 있다고 밝혔다.


이런 중력 에너지 저장 시스템은 리튬이온 배터리를 이용한 시스템보다 경제적이지만 여전히 높은 비용의 문제를 해결해야 한다. 앞으로 회사는 전 세계 각국이 친환경 에너지에 투자를 아끼지 않을 것으로 기대하고 있다. 

3. 스위스의 스타트업 '에너지볼트(Energy Vault)'

출처: Energy Vault

스위스의 스타트업 에너지볼트(Energy Vault)는 110m 높이 타워에 설치한 6개 크레인에 무게 35톤 콘크리트 블록을 상하 운동시켜 최대 80메가와트시 에너지를 저장할 수 있는 중력 에너지 저장 시스템을 개발했다. 콘크리트를 이용한다는 이유로 콘크리트 배터리라고도 불린다.


에너지볼트의 GES는 재활용 비용이 많이 드는 리튬이온 배터리와 달리 콘크리트 배터리에 이용하는 콘크리트는 폐기된 콘크리트를 재활용하기 때문에 경적이면서도 더욱 친환경적인 것이라도 강조하고 있다.


또한 콘크리트 배터리는 리튬이온 배터리와 같은 에너지량을 절반의 비용으로 구축할 수 있다고 강조한다. 리튬이온 배터리는 성능이 서서히 저하되어 교환이 필요하지만 콘크리트 배터리는 교체할 필요가 없다는 것이다. 에너지볼트는 2019년 1억 1,000만 달러 자금 조달을 한 바 있으며 2021년 콘크리트 배터리 운용을 시작할 예정이다.


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