에너지 기술을 이용한 분야는 다양한 기술이 연결되어 있기 때문에 전문적인 지식이 요구된다. 세계적으로도, 우리나라 안에서도 자원이 유한하기 때문에 이런 상황에서 유해물질을 배출하지 않고 에너지를 얻을 수 있는 신재생 에너지는 신재생 에너지 공급 의무화제도의 시행과 더불어 더욱 각광을 받을 것이라고 생각한다. 그 중, ICT를 기반으로 공급자와 소비자가 서로 정보를 공유하여 전력 공급을 최적화, 안정화하는 스마트 그리드가 매력적이라고 생각되었기 때문에 스마트 그리드에 대해 소개해보려고 한다.
스마트 그리드란 전기 공급자와 생산자들에게 전기 사용자 정보를 제공함으로써 보다 효과적으로 전기 공급을 관리할 수 있게 해주는 서비스다. 전기와 정보통신 기술을 이용해 전력망을 지능화하여 고품질 전력서비스를 제공하고 이용 효율을 극대화하게 된다.
스마트 그리드 구현의 핵심은 무엇일까? 바로 ESS이다. 예전에는 수요를 예측하여 전력공급량을 조절하더라도 이미 생산된 뒤에 사용하지 못하게 된 전기는 그대로 버릴 수밖에 없었다. 하지만 ESS는 대용량 전기를 저장할 수 있게 도와준다.
에너지를 컨베이너 모양의 대형 배터리에 저장하는 식이다. 스마트폰이나 노트북에 쓰이는 리튬이온 배터리나 납축전지, 나트륨-황 배터리 등이 대용량 전기를 저장하는 장치로 쓰인다. 리튬-황 전지나 리튬-공기 전지, 마그네슘/나트륨 이온전지는 차세대 2차전지로써 리튬이온 전지의 대체제로 나온 것들이다. 리튬이온 전지에 사용되는 리튬과 코발트는 매장량이 적어서 가격도 비싸고 고갈의 위험이 있기 때문에 리튬과 화학적 성질이 비슷한 나트륨으로 대체하는 것이다. 나트륨은 리튬과 비교해 매장량이 풍부할 뿐만 아니라 해수에서도 구할 수 있어 경제적인 측면에서 이익을 제공한다.
ESS를 이용해 전기를 저장할 수 있게 되면 조력, 태양광 등 신재생에너지나 소규모 발전소에서 얻은 전기를 저장해 나중에 쓸 수 있다. ESS가 저장된 에너지의 수요와 공급을 적절히 조절해 버려지는 에너지를 최소화하기 때문이다. 또한 매년 겨울마다 반복되는 전력 부족에 대비할 수 있게 도와준다. 전력 부하를 조절해 발전 설비에 대한 과잉 투자를 막고 돌발적인 정전 시에도 안정적으로 전력을 공급할 수 있다.
화석연료의 시대는 당분간 지속될 것이기 때문에 온실가스의 배출은 더욱 증가할 것으로 보여, 에너지를 어떻게 사용하는지가 중요하다. 에너지로 고효율을 낼 수 있는 다양한 기술들이 보급되고 있다. 전기를 효율적으로 ‘저장’하는 데에 도움을 주는 ESS 뿐만 아니라 일상에서 배출되는 이산화탄소를 포집, 압축, 수송하여 땅 속에 안전하게 저장하는 기술인 CCSS가 기후변화 대응을 위해 큰 역할을 해주고 있다. 탄소포집기술인 ccus기술을 이용하여 천연가스를 고온, 고압 수증기와 반응시키는 개질수소와 석유화학공정에서 발생하는 부생수소를 블루수소로 만드는 것이 가장 현실적인 방법이라고 한다. ccus 기술은 크게 세 가지로 나눌 수 있다. 우선 배출가스에서 CO2를 선택적으로 포집한다. 포집 과정은 배출가스(CO2+N2)에서 이산화탄소를 얻는 기술인 연소 후 포집 과정과 매개 순환 연소나 공기가 아닌 산소를 사용해 기체를 태우고 배출 성분들 중 80~90%의 고농도 이산화탄소만을 빼내 압축, 저장하는 순산소 연소하는 연소 중 원천 분리 과정으로 나눌 수 있다. 이러한 포집 과정을 거친 CO2는 저장되거나 활용된다. 화학전환, 생물전환, 또는 광물화 과정을 거쳐 전환하고, 연료, 화학제품, 건설소재 등의 제품으로 활용되거나 지하 지층에 수집하여 저장한다. ESS나 CCUS와 같은 기술들, 모든 것을 합쳐서 도시를 만든다면 환경 면에서 우수 도시가 될 수 있을 것이라고 생각한다.
