아일랜드 서부의 작은 마을에 재생에너지의 바람이 불고 있다. GE는 전력 저장 장치(배터리)가 통합된 세계 최초의 상용 풍력발전소의 마무리 작업에 박차를 가하고 있다. 앞으로는 바람이 불지 않아도 전력망에 전기를 공급할 수 있게 된다는 것이다. 이 솔루션은 풍력 에너지를 안정적으로 공급할 수 있음을 실증하는 것으로, 에너지 믹스에 더 많은 풍력에너지를 활용할 수 있다는 것을 의미한다.
아일랜드 케리 카운티의 섀넌 강 주변에 설치된 13기의 풍력터빈은 총 37메가와트 발전 용량의 갖추고 있는데, 각 풍력터빈의 타워 바닥 부분에 소형 자동차 크기의 리튬이온 배터리가 설치되어 있다. 이 배터리는 시간당 69 킬로와트의 전력을 저장할 수 있고, 필요하면 전력망에 전기를 공급할 수도 있다.
이와 같은 하이브리드 솔루션 덕분에, 바람이 불지 않을 때에도 화석연료 발전소를 가동할 필요성이 줄어 들게 된다. 또한 일요일처럼 전력 수요가 적은 날에는 초과 전력을 저장할 수도 있다. “재생에너지 활용에서 가장 큰 문제는 가변성과 가용성입니다. 전력 저장 장치를 활용하게 되면 전력망에 에너지를 송전하기 전까지 전기 에너지를 저장해 놓을 수 있습니다.” GE리뉴어블에너지 하이브리드 솔루션 글로벌 세일즈 리더인 아멜리에 불프의 설명이다.
이 프로젝트(툴라헤넬 프로젝트)는 아일랜드에서 매우 중요한 과제이다. 얼그리드(EirGrid)의 아일랜드 발전 용량 보고서에 의하면, 아일랜드의 전력 수요량은 데이터센터의 성장과 맞물려 향후 10년간 15%~36% 증가할 것으로 예측된다. 데이터센터는 이미 아일랜드 전력의 6%를 소비하고 있으며, 마이크로소프트와 체결한 15년 구매 계약에 따라, 앞으로 툴라헤넬에서 생산되는 모든 전력은 마이크로소프트의 데이터센터에 공급된다.
2020년까지 재생에너지원으로 전력의 40%를 생산하려는 아일랜드 정부의 계획과 급증하는 전력 수요를 고려하여, 아일랜드는 재생에너지를 에너지 믹스의 핵심으로 생각하고 있다. 아일랜드는 청정 에너지 사용부문에서 EU 회원국 중 상위권이다. 하지만, 여전히 광활한 늪지로부터 얻어지는 환경에 유해하고 냄새 나는 토탄을 태워 필요 전력의 9%를 얻고 있기도 하다.
툴라헤넬 프로젝트의 영향은 아일랜드에 머무르지 않을 것으로 예상된다. 효과적이고 경제적으로 에너지를 생산, 저장, 배전하는 툴라헤넬 프로젝트의 성과는 전세계 발전소의 본보기가 될 것이다. “시간이 지날수록 배터리에 전기를 저장하는 비용은 하락할 것이며, 그 결과 통합 에너지 저장 능력은 향상될 것입니다. 각 나라의 법규는 하이브리드 프로젝트가 현실화될 수 있도록 정비되기 시작했습니다.” GE리뉴어블에너지 하이브리드 마케팅 리더인 후아니타 오헤다의 설명이다.
어쨌든 모든 사람들은 배터리를 사용하고 있다. 따라서 툴라헤넬 프로젝트를 시작으로, 앞으로 나아가야 할 방향은 얼마나 간편하게 에너지를 저장할 수 있느냐 여부에 달렸다. 그러나 현재 사용되는 대부분의 배터리는 산업적인 규모에서 볼 때, 반복적으로 에너지를 저장하고 방출할 수 없는 것도 현실이다.
GE리뉴어블에너지에서 풍력과 하이브리드 제품 관리를 맡고 있는 스티브 브라보는 뉴욕 주의 니스카유나, 인도 방갈로르의 수많은 GE글로벌리서치 연구원들이 2011년부터 실용적인 전력망 수준의 에너지 저장 시스템 개발 중이라고 말한다. 2014년 캘리포니아 주에서는 풍력터빈과 연결된 배터리 테스트를 시행하였고, 2015년 텍사스에서는 3기의 터빈을 사용한 상용 프로젝트용 시스템을 도입하기도 했다. 그 결과 새로운 표준으로 떠오르는 리튬-이온 셀을 이용한 저장 시스템을 구축할 수 있었다.
사실 기술적 문제뿐만 아니라 비용도 큰 문제였다. 지금까지는 전력 수요를 충족시키기 위해, 화석연료 발전소를 공회전 상태로 유지하여, 항상 전력망에 적절한 양의 전기가 흐를 수 있도록 하는 것이 비용적으로 효율적이었다. 그러나 리튬-이온 배터리의 가격이 하락하면서 이러한 공식은 깨지게 되었다.
툴라헤넬 프로젝트는 아일랜드의 송전 운영사인 얼그리드의 적극적인 참여가 크게 도움이 되었다. 아일랜드 당국은 재생 가능한 에너지원의 확대를 위해 에너지 저장 장치를 공식 프로그램의 하나로 포함시켰으며, 에너지 저장 장치의 사용에 상업적 인센티브를 제공한 최초의 시장 중 하나가 되었다.
최근 툴라헤넬에 설치된 풍력터빈은 가동을 시작했으며, 배터리 시스템은 필요할 경우 전력망에 전력을 공급하는 마지막 테스트를 진행 중이다. GE리뉴어블에너지의 최근 내부 프로젝트 현황 보고서에 의하면, 지금까지의 테스트들은 순조롭게 진행중이며 시스템이 전력망 수요와 풍력터빈 발전 상황에 빠르게 적응 중이다.
“에너지 저장 장치 업계는 여전히 가장 실용적인 솔루션이 무엇인지를 파악하기 위해 노력하고 있습니다. 기술적 관점에서 보면 그 해답은 배터리를 어떤 방식으로 풍력터빈과 직접적으로 통합시킬 수 있는지에 달렸다고 볼 수 있습니다. 이 과제가 우리가 이루어 내야 할 일이겠죠.”라고 브라보는 설명한다.
