거대한 '모래 배터리'...마을 전체에 1주일 동안 열 또는 전력 제공

핀란드에서 추운 극지방의 겨울에 사용할 수 있도록 1메가와트(MW)의 전력과 최대 100메가와트시(MWh)의 열 에너지를 저장할 수 있는 새로운 산업 규모의 '모래 배터리(sand battery)가 개발됐다. 이 새로운 배터리는 2022년부터 가동된 파일럿 플랜트보다 약 10배 더 큰 규모다.

폴라나이트에너지(PNEㆍPolar Night Energy)라는 회사가 개발한 모래 배터리는 영리한 개념이다. 기본적으로 모래(또는 이와 유사한 고체 물질)로 이루어진 커다란 강철 사일로에 중앙에 묻혀 있는 열교환기를 통해 예열되어 재생 가능 에너지의 전력 가격이 저렴할 때 발생하는 전력과 같은 그리드(grid)의 잉여 전력을 사용한다.

이 에너지는 손실이 거의 없이 한 번에 몇 달 동안 저장했다가 필요할 때 열로 추출할 수 있다고 한다. 이론적으로는 약간의 에너지 손실이 있긴 하지만 다시 전기로 변환할 수도 있다. 하지만 PNE는 가장 효율적인 방법은 열 자체를 사용하는 것이라고 말한다.

핀란드와 같이 추운 지역에서는 산업이나 에너지 업체에서 생산된 열을 지역 사회와 공유하는 지역난방 시스템에 열을 공급하는 것을 의미한다. 파이프로 구성되는 네트워크는 이 열을 온수나 증기로 전달하여 집과 건물, 심지어 수영장을 데운다. 이 경우, 새로운 모래 배터리는 로비산 램포(Loviisan Lämpö)라는 회사가 운영하는 핀란드 포르나이넨 지방 자치 단체의 지역난방 시스템에서 시험될 예정이다.

이 새로운 모래 배터리는 높이 13m, 폭 15m 크기로 1MW의 출력과 100MWh의 용량을 제공할 것으로 예상된다. 이는 겨울철에는 포르나이넨의 1주일치, 여름철에는 한 달치 열 수요에 해당하는 양이라고 회사 측은 주장하고 있다. 이에 비해 PNE의 이전 모래 배터리 모델은 4 x 7m 크기에 정격 전력은 100킬로와트(kW), 용량은 8MWh에 불과했었다.

새로운 배터리는 또한 지역난방 시스템의 이산화탄소 배출량을 연간 160톤으로 거의 70%까지 줄일 수가 있다. 모래 자체도 지속가능한 방식으로 조달할 예정이며, 다른 지역에서 나오는 산업 제조 부산물인 분쇄된 비누돌(soapstone)도 사용할 계획이다. 이 재료는 오래된 일반적인 모래보다 열을 더 잘 전달할 수 있는 것으로 알려져 있다.