앤토라에너지의 열 배터리 설비. 앤토라에너지 홈페이지 캡처.
앤토라에너지의 열 배터리 설비. 앤토라에너지 홈페이지 캡처.
미국에서 전기 대신 열을 저장하는 배터리가 주목받고 있다. 풍력·태양광 발전으로 생산한 잉여 전력을 고온의 열로 저장했다가 산업 현장에 공급하는 기술이다. 천연가스·석탄을 대체해 에너지 비용과 온실가스 배출량을 줄일 수 있는 데다, 인공지능(AI) 데이터센터의 전력 공급에도 활용할 수 있다는 기대가 나온다.

13일 뉴욕타임스(NYT)에 따르면 미국에서 10여 곳의 스타트업이 열에너지 저장과 관련한 사업을 펼치고 있다. 앤토라에너지는 사우스다코타주 빅스톤시티에 5기가와트시(GWh) 규모의 열 배터리 설비를 가동하고 있다. 론도에너지는 캘리포니아주와 태국에서 각각 100메가와트시(MWh)와 33MWh 규모의 설비를 운영 중이다.

열 배터리는 탄소 블록, 내화 벽돌 등을 가열해 열을 저장하는 것을 말한다. 앤토라는 인근 풍력발전소에서 생산돼 버려질 수 있는 잉여 전력을 끌어와 탄소 블록을 최대 2400℃까지 가열한다. 블록은 며칠 동안 뜨거운 상태를 유지하며 필요에 따라 열을 방출한다. 한국의 불가마 찜질방과 비슷한 원리다.

풍력과 태양광 발전의 잉여 전력을 활용한다는 것이 열 배터리의 장점이다. 풍력 및 태양광 발전은 발전량이 일정하지 않으며, 전기가 필요하지 않은 시간에 과도한 전력을 생산한다는 단점이 있다.

이렇게 남는 전력을 활용해 산업용 열 생산에 필요한 화석연료를 대체하는 것이 핵심이다. 산업용 열 생산은 지구온난화를 유발하는 온실가스 배출량의 약 10%를 차지한다. 앤토라의 빅스톤시티 설비는 세계 최대 바이오연료 생산업체 중 하나인 포잇의 에탄올 정제시설에 증기를 공급하고 있다. 200개 이상의 배터리로 구성된 설비로, 최대 100시간 동안 공급할 수 있다. 론도에너지는 태국의 시멘트 공장에 증기를 공급 중이다.

최근에는 AI 데이터센터에 열 배터리를 활용하는 방안도 검토되고 있다. 앤토라와 론도는 열 배터리에서 생산한 증기를 활용해 증기 터빈을 가동하면 데이터센터에 안정적으로 전력을 공급할 수 있다고 설명한다.

다만, 열 배터리의 경제성을 확보하려면 잉여 전력을 저렴하게 구매할 수 있어야 한다. 미국 일부 지역에서는 전력 수요가 줄어 도매가격이 급락하더라도 소매가격에는 반영되지 않는다. 앤토라는 사우스다코타주 전력회사 오터테일파워와 협상해 새로운 요금 체계를 마련했지만, 이를 다른 지역으로 확대하려면 전력 요금 규정을 개편해야 한다.

손주형 기자 handbro@hankyung.com