태양광, 풍력 등 불규칙적 발전 전기 저장기술
신재생 에너지원 안정적 공급 및 저장에 필수
독일의 대표적인 시험인증기관 TÜV SÜD가 루트비히 뵐코 시스템 테크니크(LBST)와 함께 Power-to-Gas (PtG) 에너지저장기술 상업화 전망을 최초로 발표했다.
Power-to-Gas(PtG 또는 P2G) 기술은 전기를 기체 에너지 운반체인 수소(PtH2) 또는 메탄(PtCH4)으로 전환하는 신기술로서 적합한 합성 공정을 적용하면 액화 연료로의 전환(Power-to-Liquid, PtL)도 가능하다. 이 과정에서 사실상 배기가스 배출이 전혀 없다고 알려져 있다.
풍력 및 태양광의 불규칙적인 발전(intermittent generation)으로부터 발생하는 전력은 생산된 전기를 보관하는 것이 핵십 기술이다. 현재 상용화 되어있는 ESS 등 축전장치는 화재에 취약하고 효율도 떨어지는 것으로 알려져 있다. PtG 기술은 신재생 에너지의 저장기술의 획기적 발전을 이끌 것으로 전망된다.
독일의 신재생에너지 연구기관 LBST는 2011년부터 Power-to-Gas(PtG 또는 P2G) 기술을 개발하기 시작했으며, 전세계 180 개 이상의 테스트 및 실제 운영을 통한 데이터베이스를 구축하고 있다.
이 기술이 상용화 되면 복잡한 전력공급 그리드 운영은 물론, 급증하고 있는 전기자동차의 충전수요도 만족시킬 수 있으며, 궁극적으로 무거운 배터리를 대체할 수도 있을 것으로 기대된다.
현재 알려진 것 중 가장 일반적인 PtX기술은 첫 단계로 수전해(물전기분해) 기술을 통해 수소를 생산하는 것이다. 수소는 충전이 빠르고 주행거리를 늘릴 수 있어 새로운 전기차의 연료로 주목을 받고 있다.
전력 생산의 30% 이상을 신재생에너지를 통해 얻는 독일의 경우 에너지저장기술이 성숙 단계로 발전하고 있으며, 상용 응용이 점차 늘고 있다. 또한 독일 전역에서 총 전기 용량이55MW 이상인 PtG 플랜트가 50개 이상 가동 중이거나 가동 예정이며 수백 메가와트 규모의 추가 대형 프로젝트가 이미 발표됐다.
LBST가 전기 분해 용량 50kW 이상, 가동 또는 계획 단계인 35개 발전소를 분석한 결과 PtX 프로젝트 수는 뚜렷하게 증가했으며 2022년까지 독일에서만 35개의 발전소가 가동될 것으로 예상된다. 현재 PtX 발전소의 총 설치 전력은 26 MW이며 2014년 이후 두 배 이상 증가했다.
독일 프로젝트에서 주목할만한 점은 생산한 수소를 추가로 다른 에너지 운반체로 처리하지 않고 이용하는 방식에 더욱 중점을 두고 있다는 것이다. 이에 따라 정제소의 공급 원료 또는 차량 연료로서 친환경 수소 사용이 늘고 있다. 수소의 안정적인 확보에 중요한 기술로 평가되는 이유다.
독일의 대표적인 시험인증기관인 TÜV SÜD는 LBST와 함께 전문 사용자 및 대중에게 광범위한 정보와 서비스를 제공하는 수소 및 연료 전지 포털(www.H2stations.org)을 공동으로 운영한다.
H2stations.org와 함께 www.H2mobility.org 사이트에서는 1807년 이후 모든 수소 차량에 대한 개요와 방대한 전문가 정보, 표준 및 규제를 확인할 수 있다. 또한 관련 국가의 수소 충전소 수를 분기별로 업데이트 하며, ‘Market Cockpit Hydrogen’ 서비스의 일환으로 수소 시장 및 기술에 대한 최신 소식을 분기마다 제공한다.
