전기차와 수소차, 하이브리드형을 포함한 미래 차가 차세대 먹거리로 부상하면서 현장에서 활용할 수 있는 '차세대 에너지 저장 시스템' 구축 방안을 마련해야 한다는 목소리가 높다. 이를 통해 화석연료 의존도를 낮추고, 관련 혁신을 가속해야 한다는 것이다.
전자신문은 이 같은 업계 의견을 수렴하고 대안을 모색하기 위해 지난 21일 온라인 대담을 열었다. 참석자들은 전기차 충전에 필요한 전기를 생산하고 가정과 비즈니스에 전력 공급을 위해 태양광 패널과 풍력 터빈 등 신재생에너지 활용이 늘어난 만큼, 적절한 수요, 공급 조절을 통한 관련 시스템 안정화가 필요하다고 주장했다. 전력망 시스템 안정화와 에너지 관리를 위해 '에너지 저장 시스템(ESS)'이 핵심 역할을 할 것이라 의견도 제시됐다.
◆참석자
◇리차드 장 버지니아 공대 교수
◇사무엘 웡 텍사스인스트루먼트 부사장 겸 배터리 관리 솔루션 총괄 매니저
◇사회=임중권 전자신문 기자
◇사회=실생활에서 마주할 수 있는 재생에너지 간헐성 문제가 있다면.
◇사무엘 웡=기존 화석연료 기반 지구촌 전력망은 재생에너지 기반 전력 수요 처리가 가능한 상황이 아니다. 모든 사람이 저녁에 집에 돌아와 밤새 전기차를 꽂아두면 전력망이 이를 감당하지 못한다. 정전과 블랙아웃 등이 발생한다는 의미다.
◇사회=재생에너지 활용 효율을 높일 현실적 방안이 있다면. 수요와 전력 생산은 사용자 니즈와 날씨 변화 등에 따라 달라진다. 에너지를 저장한다면 효율적 운용이 가능해질 것으로 보인다.
◇사무엘 웡=전력 공급이 들쑥날쑥한 간헐성은 주파수와 전압 변동성 심화로 전력 계통에 악영향을 미친다. 전력 수요·공급 균형이 깨지면 주파수와 전압도 떨어진다. 최악의 경우 블랙아웃이 발생한다. 이때 전기저장장치(ESS)를 활용하면 계통 보완 및 전력 수급 안정화가 가능하다.
◇리차드 장=날씨가 흐리고 바람이 잦아들면 배터리가 그 공백을 메우는 식이다. 배터리를 전력 사용량이 적은 시간대에 충전하고, 사용량이 많은 시간대에 전기차 충전을 위한 전기를 공급할 수 있다.
다만 ESS가 대량의 전기를 안전하고, 안정이면서도 경제적으로 방출하도록 설계하는 것은 어려운 과제다. 빠르게 첨단 배터리 관리 반도체 솔루션 고도화가 이뤄져야 한다.
◇사무엘 웡=고전압 배터리에는 더 나은 열 관리와 정밀한 모니터링이 필요하다. 이를 뒷받침할 관련 솔루션과 고성능 반도체 장치가 있어야만 현실적인 재생에너지 혁신이 이뤄질 것이다.
◇사회=선결 조건이 '적정한 비용'이라는 지적도 많다.
저장 시스템 핵심은 고전압 배터리 모듈(일반적으로 리튬인산철 셀)이다. 너무 빨리 충전하거나 방전하면 엄청난 양의 열이 발생한다. 결국 값비싼 모듈이 자주 방전되면서 수명이 줄어든다.
◇사무엘 웡=배터리의 남은 충전량과 사용량을 밀리볼트 단위 정확도로 지원하고, 운용을 효율적으로 뒷받침할 필요성이 있다는 데 동의한다.
이를 위해 업계가 전력투구하고 있다. 온도와 충전량을 모니터링하려면 TI의 BQ79616 산업용 배터리 모니터와 같이 극도로 정밀한 반도체가 필요하다. 온도와 전압의 미세한 변동도 배터리에 주의가 필요하다는 신호가 될 수 있기 때문이다.
배터리 ESS 활용은 거스를 수 없는 흐름이다. 비용 문제가 있어도 가까운 미래에는 배터리 ESS 혁신이 이뤄질 것이다. 이 과정에서 ESS가 태양광과 풍력 에너지, 전기차 충전으로 인한 변동성으로부터 그리드를 혁신하고 보호할 핵심 키로 자리매김할 것이다.
TI는 ESS 분야의 혁신을 통해 그리드의 발전에 기여할 수 있다는 점을 기쁘게 생각한다. 지금도 많은 것을 할 수 있지만, 미래의 스마트 그리드를 만들어나가면서 더욱 많은 것을 하게 될 수 있을 것으로 기대한다.
임중권 기자 lim9181@etnews.com
