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미래의 지속 가능한 에너지 시스템에서 압축 공기 에너지 저장의 역할

전문가 제언: ○ 본문은 잉여 전력으로 공기를 압축하였다가 전력 수요가 피크에 이르면 이 압축 공기로 가스 터빈을 가동하여 전력을 생산하는 부하 평준화에서 압축 공기를 이용한 전력 저장 시스템의 경제성을 분석한 것이다. 가스 터빈이 사용하는 에너지는 이 가스를 연소시키기 위한 공기의 압축에 60% 이상이 자가 소비된다.

○ 현대의 전력 소비 패턴은 전력 소비가 특정 시간대에 집중되어 시간대별, 계절별로 전력 수요의 차가 날로 커지고 있다. 이에 대한 대안은 비 피크 시간의 잉여 전력을 저장하여 부하를 이전함으로써 부하를 평준화하고 기존 발전소들의 운전 항시화로 발전 효율을 향상하며 유지관리비를 절감하는 것이다.

○ 전력 저장의 방법으로 축전지, 초전도 저장(SMES) 등 전력의 형태로 저장하는 기술 외에 위치 에너지로 저장하는 양수발전, 운동 에너지로 변환하는 Flywheel, 압력 에너지로 변환하는 압축 공기 등이 있다. 초전도 저장과 Flywheel은 아직 실현단계에 이르지 못 했고 축전지 저장설비는 현재 상업적으로 운영되고 있는 세계 최대의 용량이 10,000㎾에 4시간 운전 정도로 에너지 저장 능력이 제한적이다. 따라서 실질적으로 대규모 에너지 저장이 가능한 것은 양수 발전과 압축 공기 저장뿐이다. 양수 발전은 지형적 조건과 환경적 제약이 크다.

○ 각 저장 시스템은 각기 적합한 응용영역이 있으며 이를 대별하면 일간 부하 평준화용과 전력의 질 향상용으로 나눌 수 있다. 양수 발전, 압축 공기 이용 발전과 축전지는 일간 부하 평준화에 적합하며 SMES과 재래식 flywheel은 응답 시간이 짧아 일시적 전압 강하 방지와 단기 무정전 송전(UPS: Uninterruptible Power Supply)에 사용할 수 있다. 따라서 본문의 히트 펌프나 CHP와의 비교는 올바르지 않다고 생각된다.

○ 본문은 공기 압축 전력 저장은 경제성에서 다른 기술에 비해 불리하다는 결론이다. 따라서 현장 전력 시장에서 싼 전기를 구매하여 공기를 압축하고 이것으로 생산된 전력은 규제된 전력 시장에 비싸게 팔아야 경제성을 맞출 수 있다는 것이다.

저자: Lund, H., Salgi, G.
자료유형: 학술정보